Questo articolo illustra lo scopo, i principi e le tipologie di apparecchiature per la classificazione delle polveri ultrafini. Apprendi le differenze tra metodi a secco e a umido, i classificatori più comuni, come quelli centrifughi e a getto, e le loro applicazioni nell'industria moderna.
Scopo e significato della classificazione
Le polveri ultrafini prodotte meccanicamente spesso non riescono a raggiungere la granulometria desiderata in una singola passata di macinazione, con il risultato di un'ampia distribuzione granulometrica. Le moderne applicazioni industriali, tuttavia, richiedono spesso polveri ultrafini con distribuzioni granulometriche specifiche e controllate. Inoltre, durante il processo di macinazione, solo una parte delle particelle raggiunge solitamente la dimensione desiderata, mentre altre rimangono non qualificate. Se le particelle qualificate non vengono separate tempestivamente e vengono invece macinate nuovamente insieme a quelle non qualificate, non solo si spreca energia, ma si può anche verificare una macinazione eccessiva di alcuni materiali. Pertanto, la classificazione è una fase essenziale nella produzione di polveri ultrafini. Ha un duplice scopo: controllare la distribuzione granulometrica del prodotto e separare efficacemente le particelle qualificate per migliorare l'efficienza produttiva e la qualità del prodotto.
Principi fondamentali della classificazione
In un senso lato, la classificazione prevede la separazione delle particelle in gruppi diversi in base alle differenze nelle loro proprietà, quali dimensioni, densità, colore, forma, composizione chimica, magnetismo o radioattività.
In un senso più stretto Specificamente per le dimensioni delle particelle, la classificazione si basa sul fatto che particelle di diverse dimensioni subiscono diverse entità di forze, come la forza centrifuga, la gravità e la forza inerziale, all'interno di un mezzo, che le porta a seguire traiettorie distinte e quindi a ottenere la separazione.
In base al mezzo utilizzato, la classificazione delle polveri ultrafini può essere suddivisa in metodi a secco e a umido.
- Classificazione secca Utilizza l'aria come mezzo. Offre costi contenuti e praticità d'uso, ma presenta sfide come il potenziale inquinamento da polvere e una precisione di classificazione talvolta limitata.
- Classificazione umida Utilizza un mezzo liquido. Garantisce un'elevata precisione di classificazione ed elimina il rischio di esplosione di polveri. Tuttavia, richiede processi aggiuntivi a valle come disidratazione, essiccazione e trattamento delle acque reflue.
| Metodo di classificazione | Nome dell'attrezzatura | Classificazione Dimensione delle particelle D97/μm | Capacità di elaborazione |
| Classificazione secca | Classificatore a girante MS | 3 ~ 150 | 50 ~ 12.000 kg/h |
| Classificatore MSS | 2 ~ 45 | 30 ~ 8.000 kg/h | |
| Classificatore ATP | 3 ~ 180 | 50 ~ 35.000 kg/h | |
| Classificatore LHB | 5 ~ 45 | 500 ~ 10.000 kg/h | |
| Classificatore O-Sepa | < 10 | 30 ~ 8.000 kg/h | |
| Classificazione umida | Ciclone ultrafine GSDF | 3 ~ 10 | 1 ~ 25 m³ (liquame) |
| Spirale orizzontale Classificatore centrifugo | 1 ~ 10 | 1 ~ 20 m³ (liquame) | |
| Idrociclone di piccolo diametro (gruppo) | 3 ~ 45 | 1 ~ 50 m³ (liquame) |
Introduzione alle apparecchiature di classificazione ultrafine
Oggigiorno esiste un'ampia gamma di apparecchiature per la classificazione ultrafine, suddivise principalmente in tipi asciutti e umidi in base al mezzo fluido.
Attrezzatura per la classificazione a secco
Le apparecchiature di classificazione a secco possono essere ulteriormente suddivise in base al principio di funzionamento:
• Classificatori di gravità: Separano le particelle in base alle differenze nelle loro velocità di sedimentazione all'interno di un campo gravitazionale. Tipi comuni includono classificatori a flusso orizzontale e verticale.
• Classificatori inerziali: Sfruttare le differenze di massa delle particelle (e quindi l'inerzia) per creare traiettorie separate al variare della direzione del flusso, consentendo la classificazione. I dispositivi attuali possono raggiungere una classificazione fino a circa 1 micron. L'efficace soppressione dell'agglomerazione delle particelle e delle correnti parassite promette di ottenere una classificazione submicronica con maggiore precisione ed efficienza.
• Classificatori centrifughi: Ottenere una classificazione ultrafine generando un intenso campo di forza centrifuga, rappresentando una categoria ampiamente sviluppata. Possono essere suddivisi in base al tipo di campo di flusso:
◦ Tipo Free Vortex: include modelli come DS e SLT.
◦ Tipo di vortice forzato: include modelli come MC, MS, MSS, ATP, MP e classificatori a turbina.
• Classificatori a getto: Questi dispositivi integrano molteplici principi, tra cui la classificazione inerziale, la classificazione rapida e l'effetto Coandă. Le caratteristiche principali includono:
1. Nessuna parte mobile nella zona di classificazione, garantendo una facile manutenzione e un funzionamento affidabile.
2. I getti d'aria aiutano a predisperdere la polvere.
3. Le particelle entrano nella classificazione subito dopo la dispersione, sopprimendo efficacemente la riagglomerazione.
4. In grado di produrre più frazioni di prodotto; la dimensione delle particelle può essere controllata in modo flessibile regolando l'angolazione della lama del classificatore e la pressione di uscita.
5. Elevata efficienza di classificazione e dimensioni di taglio precise.
Attrezzatura per la classificazione a umido
Le apparecchiature di classificazione a umido comprendono principalmente classificatori idraulici basati sulla gravità e classificatori idraulici basati sulla forza centrifuga.
• Classificatore meccanico: Classificatore a spirale: lo scarico di un mulino di macinazione entra in questo classificatore. Le particelle fini qualificate traboccano, mentre la sabbia grossolana depositata sul fondo viene convogliata fuori da una spirale rotante o da un rastrello e riportata al mulino per un'ulteriore macinazione. Si tratta di un classificatore di particelle medio-fini utilizzato principalmente nei circuiti di lavorazione dei minerali in combinazione con i mulini di macinazione.
• Classificatore a cono: Un progetto semplice in cui il fango viene immesso in continuo nel cono attraverso un tubo di alimentazione centrale. Riempie il cono e trabocca dalla periferia superiore. All'interno del cono si crea un flusso ascendente e orizzontale. Le particelle con una velocità di sedimentazione superiore alla velocità di flusso ascendente sprofondano e vengono scaricate come sottoflusso (sabbia). Le particelle con velocità di sedimentazione inferiori vengono trasportate verso l'alto dal flusso, traboccano in un canale di colata e vengono scaricate come trabocco.
• Idrociclone: Per particelle molto fini, il campo di forza centrifuga potrebbe essere insufficiente a superare le interazioni fluido-particella (resistenza viscosa, diffusione turbolenta). La distribuzione di queste particelle ultrafini tra il flusso di fondo e quello di tracimazione si avvicina alla distribuzione dell'acqua, il che significa che seguono essenzialmente la divisione dell'acqua.
• Decanter Centrifuga (Centrifuga orizzontale a tamburo pieno con trasportatore): i componenti principali includono un tamburo rotante, una coclea (coclea), un differenziale, un involucro e una base. Il tamburo e la coclea ruotano nella stessa direzione con una leggera differenza di velocità. Il materiale in ingresso entra nella camera di accelerazione e ruota quasi in sincronia con il tamburo. Le particelle entrano nel campo di forza centrifuga e si separano rapidamente. Le particelle fini tracimano attraverso uno stramazzo regolabile (anello di troppo pieno), mentre le particelle grossolane si depositano contro la parete del tamburo e vengono convogliate in avanti dalla coclea per essere scaricate come panello.
In quanto campo interdisciplinare, l'industria delle polveri ha ricevuto notevole attenzione negli ultimi anni e la tecnologia di classificazione delle polveri ultrafini ha visto un rapido sviluppo. Tuttavia, con il continuo progresso delle industrie high-tech e dei nuovi materiali, la tecnologia di classificazione deve ancora affrontare numerose sfide. Pertanto, rafforzare ulteriormente la ricerca sulla tecnologia e le attrezzature di classificazione ultrafine rimane di grande importanza.
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— Jason Wang, Ingegnere Senior
