¿Cuáles son las técnicas de clasificación de los polvos ultrafinos?
El polvo ultrafino no solo es la base para preparar materiales estructurales, sino también un material con funciones especiales. Se requiere campo. Con la aplicación cada vez más amplia de polvo ultrafino en la industria moderna, la posición de la tecnología de clasificación de polvo en el procesamiento de polvo se vuelve cada vez más importante.
1. El significado de la clasificación
En el proceso de pulverización, solo una parte del polvo suele cumplir con los requisitos de tamaño de partícula. Si los productos que han alcanzado los requisitos no se separan a tiempo y luego se pulverizan junto con los productos que no cumplen con los requisitos de tamaño de partícula, se producirá un desperdicio de energía y una trituración excesiva de algunos productos.
Además, después de que las partículas se refinan hasta cierto punto, aparecerá el fenómeno de trituración y aglomeración, e incluso el proceso de trituración se deteriorará debido a la mayor aglomeración de partículas. Por esta razón, en el proceso de preparación de polvos ultrafinos, es necesario clasificar el producto. Por un lado, se controla que el tamaño de partícula del producto esté dentro del rango de distribución requerido; Luego triture para mejorar la eficiencia de trituración y reducir el consumo de energía.
Con la mejora de la finura del polvo requerida y el aumento de la producción, la dificultad de la tecnología de clasificación es cada vez mayor. El problema de la clasificación de polvos se ha convertido en la clave para restringir el desarrollo de la tecnología de polvos, y es una de las tecnologías básicas más importantes en la tecnología de polvos. uno. Por lo tanto, la investigación sobre tecnología y equipos de clasificación de polvo ultrafino es muy necesaria.
2. El principio de clasificación
La clasificación en un sentido amplio consiste en dividir las partículas en varias partes diferentes utilizando las diferentes características de tamaño, densidad, color, forma, composición química, magnetismo y radiactividad de las partículas. La clasificación en un sentido estricto se basa en el hecho de que las partículas de diferentes tamaños de partículas están sujetas a la fuerza centrífuga, la gravedad, la fuerza de inercia, etc. en el medio (generalmente aire y agua), lo que da como resultado diferentes trayectorias de movimiento, para realizar el clasificación de partículas de diferentes tamaños de partículas.
3. Clasificación de clasificadores
Según el medio utilizado, se puede dividir en clasificación seca (el medio es aire) y clasificación húmeda (el medio es agua u otros líquidos). La característica de la clasificación en seco es que se usa aire como fluido, lo cual es relativamente barato y conveniente, pero tiene dos desventajas. Una es que es fácil causar contaminación del aire y la otra es que la precisión de la clasificación no es alta. La clasificación húmeda utiliza líquido como medio de clasificación, y hay muchos problemas de posprocesamiento, es decir, el polvo clasificado debe deshidratarse, secarse, dispersarse y tratarse con aguas residuales, etc., pero tiene las características de alta precisión de clasificación. y sin polvo explosivo.
Según si tiene partes móviles, se puede dividir en dos categorías:
(1) Clasificador estático: no hay partes móviles en el clasificador, como el clasificador por gravedad, el clasificador por inercia, el separador ciclónico, el clasificador de flujo de aire en espiral y el clasificador de chorro, etc. Este tipo de clasificador tiene una estructura simple, no requiere energía y tiene bajos costos de operación. La operación y el mantenimiento son más convenientes, pero la precisión de la clasificación no es alta, por lo que no es adecuado para la clasificación de precisión.
(2) Clasificador dinámico: hay partes móviles en el clasificador, que se refieren principalmente a varios clasificadores de turbina. Este tipo de clasificador tiene una estructura compleja, requiere potencia y consume mucha energía, pero tiene una alta precisión de clasificación y es fácil de ajustar el tamaño de partícula del clasificador. Siempre que se ajuste la velocidad de rotación del impulsor, se puede cambiar el tamaño de las partículas de corte del clasificador, lo cual es adecuado para la clasificación de precisión.
Aplicación de polvos de talco en plásticos de ingeniería.
El polvo de talco es un mineral natural blanco, escamoso, de alta relación de aspecto, inorgánico e inerte. Es ampliamente utilizado en PP, PA, aleación de PC/ABS, PBT, LCP y otros plásticos de ingeniería. Tiene una reducción de costos de relleno de carbonato de calcio similar y una doble función casi reforzada con fibra de vidrio. El polvo de talco tiene la capacidad de aumentar la temperatura HDT de los productos, el módulo de flexión de los productos de paredes delgadas y reducir el coeficiente de expansión lineal CLTE, etc. Es ampliamente utilizado en industrias como automóviles, electrodomésticos y envases de alimentos.
La estructura cristalina del talco es en capas, que tiende a dividirse fácilmente en escamas, y tiene propiedades especiales como lubricidad, antiadherencia, fluidez, no absorbente e inercia química. El polvo de talco ultrafino se procesa a partir de minerales naturales a través de múltiples procesos, como minería, selección aproximada, selección fina, trituración, molienda gruesa, molienda con flujo de aire, etc. El factor clave para los productos de polvo de talco de alta calidad es conservar la estructura escamosa de polvo de talco al más alto grado.
1) Los productos rellenos de polvo de talco ultrafino tienen un alto módulo de flexión y son adecuados para piezas de alta rigidez.
2) La modificación de relleno tiene una mejor estabilidad dimensional, una mejor capacidad de control de la relación de aspecto y el rendimiento antideformación es obviamente mejor que la fibra de vidrio.
3) El micropolvo de talco se puede utilizar como agente de nucleación inorgánico, ayudando con un agente de nucleación orgánico para lograr un efecto de nucleación y aumentar la temperatura de HDT.
4) Cumplir con los requisitos de la FDA, ROHS y otras regulaciones, y cumplir con el límite de que el polvo de talco no contiene asbesto (el Centro Internacional de Investigación del Cáncer IARC enumera el "talco que contiene asbesto" como carcinógeno)
Aplicación de polvos de talco en TPO
En las mismas condiciones experimentales, cambie el tipo de EPDM/POE, el contenido del agente endurecedor y seleccione productos de talco en polvo de diferentes espesores para evaluar la resistencia completa del TPO modificado, la resistencia al impacto con muescas a temperatura ambiente y baja temperatura. y temperatura HDT y el rendimiento de la contracción lineal del material. El siguiente es el índice de tamaño de partícula de los productos de polvo de talco Yimifabi que se utilizan habitualmente en el mercado.
El polvo de talco ultrafino tiene una estructura más escamosa, lo que puede fortalecer mejor los plásticos TPO, dotar a los productos TPO de una baja tasa de contracción, mejorar la estabilidad dimensional de los productos y usarse para producir productos de "pared delgada", para que los productos puedan diseñarse Dimensiones más finas y precisas.
Efecto del polvo sobre la conductividad térmica de la cerámica de alúmina
En el proceso de preparación de materiales cerámicos, la preparación del polvo es un eslabón muy importante, y el desempeño del polvo determina directamente el desempeño del producto cerámico terminado. El rendimiento del polvo depende principalmente de la distribución del tamaño de partícula y la morfología microscópica del polvo.
La distribución del tamaño de partícula del polvo afecta principalmente al tamaño de grano y al rendimiento de sinterización de los materiales cerámicos. Los investigadores estudiaron el efecto de la distribución del tamaño de partícula del polvo en la densidad del material cerámico de alúmina y los resultados mostraron que la cerámica de alúmina con una densidad de casi el 99 % se puede preparar independientemente del uso de una partícula ancha o estrecha. polvo de distribución de tamaño, y su tamaño de grano se puede mantener. Sin embargo, a aproximadamente 1 μm, una distribución de tamaño de partícula más amplia puede aumentar la densidad del cuerpo verde compactado con polvo, lo que permite que el material experimente un proceso de densificación con una tasa de contracción más pequeña. La razón principal es que las partículas grandes en el polvo con una amplia distribución de tamaño de partícula se forman más huecos, que se llenan con partículas finas durante el proceso de moldeo.
Los investigadores realizaron un estudio más profundo sobre esto. Dividieron la sinterización en tres etapas: etapa inicial, intermedia y tardía. El polvo con una distribución de tamaño de partícula más amplia aumenta la densidad del cuerpo verde y acelera la tasa de densificación de la cerámica en la etapa inicial de la sinterización. Además, en la etapa intermedia de la sinterización, el polvo con una amplia distribución del tamaño de las partículas aumenta la tasa de crecimiento del grano, y los poros de aislamiento cerrados en el material se incrustan en la matriz granular más grande, por lo que tiene una mejor capacidad de sinterización y ayuda a mantener un alta velocidad de sinterización en la última etapa de sinterización. Sin embargo, una distribución de tamaño de partícula más amplia conducirá a una diferencia en la densificación debido a la acumulación de partículas locales del material. Incluso cuando la distribución del tamaño de las partículas supera un cierto tamaño, el tamaño del grano del cuerpo sinterizado será demasiado grande y la estructura de los poros se volverá más gruesa. Para obtener cerámicas de alúmina altamente densificadas, la selección de métodos de moldeo y sinterización juega un papel clave en la selección de la distribución del tamaño de las partículas de polvo. Por lo tanto, la distribución del tamaño de partícula del polvo tiene una gran influencia en la densidad del material cerámico, que a su vez determina la conductividad térmica de la cerámica.
El polvo de alúmina con forma regular tendrá un gran impacto en el rendimiento de los materiales cerámicos durante el proceso de sinterización. Los investigadores creen que el polvo con un tamaño de partícula y una gradación de partículas razonables se puede granular agregando un aglutinante al polvo. Hacerlo más fluido tendrá un impacto positivo en el posterior moldeado y sinterizado. Entre ellos, el proceso de granulación es hacer que el polvo adquiera una forma esférica bajo la acción del aglutinante, lo que también muestra indirectamente que la alúmina esférica juega un papel positivo en la mejora de la densidad de la cerámica durante el proceso de moldeo y sinterización.
Por lo tanto, se puede encontrar que el rendimiento (morfología y tamaño de partícula) del polvo afecta el rendimiento de la sinterización de cerámica, lo que también significa que la conductividad térmica de la cerámica es inseparable de ella. Después del moldeado y la sinterización, el polvo en escamas tiene una densidad más baja y una porosidad más alta. , los investigadores especularon preliminarmente que su conductividad térmica no es alta; y el polvo de alúmina esférica puede producir cerámicas transparentes de alta densidad, por lo que se puede considerar que usar polvo esférico para preparar cerámicas termoconductoras es una opción adecuada.
Proceso de clasificación de polvo superfino
Las materias primas de polvo ultrafino no son solo la base para preparar materiales estructurales. Con la aplicación cada vez más amplia de polvo ultrafino en la industria moderna, la posición de la tecnología de clasificación de polvo ultrafino en el procesamiento de polvo se vuelve cada vez más importante.
En la actualidad, es difícil que el polvo ultrafino producido por métodos mecánicos logre el tamaño de partícula requerido a través de la trituración mecánica al mismo tiempo, y el producto a menudo se encuentra en un rango de distribución de tamaño de partícula grande. En el uso de varios campos industriales modernos, a menudo se requiere que los productos de polvo ultrafino estén en un cierto rango de distribución de tamaño de partícula.
En la actualidad, el método de clasificación más común se basa en el campo gravitacional y el campo de fuerza centrífuga.
El principio de graduación del campo de gravedad es la teoría más antigua, clásica y relativamente perfecta, y su base teórica se basa en la ley de Stokes en estado de flujo laminar. En el proceso de clasificación, se supone que el campo de flujo se lleva a cabo en un estado de flujo laminar, y se supone que las partículas sólidas ultrafinas son esféricas y se asientan libremente en el medio. Estos son bastante diferentes de la situación real. En el campo de fuerza centrífuga, las partículas pueden obtener una aceleración centrífuga mucho mayor que la aceleración de la gravedad, por lo que la velocidad de sedimentación de la misma partícula en el campo centrífugo es mucho mayor que en el campo de gravedad, en otras palabras, incluso las partículas más pequeñas pueden obtener una mayor velocidad de sedimentación.
Además, la clasificación de polvo ultrafino se puede dividir en clasificación seca y clasificación húmeda según el medio utilizado. La característica de la clasificación seca es que se usa aire como fluido, lo cual es barato y conveniente, pero tiene dos desventajas. Una es que es fácil causar contaminación del aire y la otra es que la precisión de la clasificación no es alta. La clasificación húmeda utiliza líquido como medio de clasificación, y existen muchos problemas de posprocesamiento, es decir, el polvo clasificado debe deshidratarse, secarse y dispersarse para el tratamiento de aguas residuales, etc., pero tiene las características de alta precisión de clasificación y sin polvo explosivo.
Según los diferentes medios fluidos, se puede dividir en clasificación seca y clasificación húmeda. En la clasificación en seco, se puede dividir en tipo de gravedad, tipo centrífugo y tipo inercial según diferentes principios de clasificación.
1. Clasificador súper fino por gravedad
El clasificador ultrafino por gravedad se utiliza para clasificar partículas con diferentes tamaños de partículas en el campo gravitacional a diferentes velocidades de sedimentación. Hay dos tipos de clasificadores de gravedad: tipo de flujo horizontal y tipo de flujo vertical.
2. Clasificador de inercia
Las partículas tienen una cierta cantidad de energía cinética cuando se mueven, y cuando la velocidad de movimiento es la misma, cuanto mayor es la masa, mayor es la energía cinética, es decir, mayor es la inercia del movimiento. Cuando se someten a la acción de cambiar su dirección de movimiento, se formarán diferentes trayectorias de movimiento debido a la diferencia de inercia, para realizar la clasificación de partículas grandes y pequeñas. En la actualidad, el tamaño de partícula de clasificación de este clasificador puede alcanzar 1 μm. Si la aglomeración de partículas y la existencia de corrientes de Foucault en la cámara de clasificación se pueden evitar de manera efectiva, se espera que el tamaño de partículas de clasificación alcance el nivel de submicras, y la precisión de clasificación y la eficiencia de clasificación mejorarán significativamente.
3. Clasificador centrífugo
Los clasificadores centrífugos son un tipo de clasificadores ultrafinos que se han desarrollado hasta ahora porque son fáciles de generar un campo de fuerza centrífuga que es mucho más fuerte que el campo gravitatorio. De acuerdo con los diferentes patrones de flujo en el campo de fuerza centrífuga, se puede dividir en dos tipos: tipo de vórtice libre y tipo de vórtice forzado.
4. Clasificador de chorro
Comparado con otros clasificadores, el clasificador jet tiene las siguientes características:
(1) No hay partes móviles en la parte de clasificación, la carga de trabajo de mantenimiento es pequeña y el trabajo es confiable.
(2) Jet jet puede hacer que el polvo obtenga una buena dispersión previa.
(3) Una vez que las partículas se dispersan, ingresan inmediatamente al clasificador para una clasificación rápida, evitando al máximo la aglomeración secundaria de las partículas.
(4) Se pueden obtener productos de varios niveles, y el tamaño de partícula de cada nivel se puede ajustar de manera flexible a través del ángulo de la hoja de clasificación y la presión de salida.
(5) Alta eficiencia de clasificación y granularidad de clasificación.
Preparación de óxido ultrafino de tierras raras
Los compuestos ultrafinos de tierras raras tienen una gama más amplia de usos. Por ejemplo, los materiales superconductores, los materiales cerámicos funcionales, los catalizadores, los materiales de detección, los materiales de pulido, los materiales luminiscentes, la galvanoplastia de precisión y las aleaciones de alta resistencia y alto punto de fusión requieren polvos ultrafinos de tierras raras. La preparación de compuestos ultrafinos de tierras raras se ha convertido en un foco de investigación en los últimos años.
El método de preparación del polvo ultrafino de tierras raras se divide en método de fase sólida, método de fase líquida y método de fase gaseosa según el estado de agregación de la sustancia.
Entre los métodos de precipitación, el método de precipitación con bicarbonato de amonio y el método de precipitación con oxalato son los métodos clásicos para producir óxidos de tierras raras comunes. Siempre que se controlen o cambien las condiciones adecuadas, se pueden preparar polvos ultrafinos de compuestos de tierras raras, por lo que son los más adecuados para la industria. El método de producción también es un método que se ha estudiado más. El bicarbonato de amonio es una materia prima industrial barata y fácil de obtener. El método de precipitación con bicarbonato de amonio es un método desarrollado en los últimos años para preparar polvos ultrafinos de óxidos de tierras raras. Tiene las características de operación simple, bajo costo y adecuado para la producción industrial.
En la investigación, se encontró que la concentración de tierras raras es la clave para la formación de polvo ultrafino uniformemente disperso. En el experimento de precipitación de Ce3+, cuando la concentración es adecuada, generalmente es de 0,2~0,5 mol/L. Polvo superfino de óxido de cerio calcinado, su tamaño de partícula es pequeño, uniforme y de buena dispersión; cuando la concentración es demasiado alta, la velocidad de formación de granos es rápida y los granos formados son muchos y pequeños, y la aglomeración ocurre cuando comienza la precipitación y el carbonato es grave. Aglomerado y en forma de tira, el óxido de cerio finalmente obtenido todavía está fuertemente aglomerado y tiene un gran tamaño de partícula; cuando la concentración es demasiado baja, la tasa de formación de granos es lenta, pero los granos son fáciles de cultivar y no se puede obtener óxido de cerio ultrafino.
La concentración de bicarbonato de amonio también afecta el tamaño de partícula del óxido de cerio. Cuando la concentración de bicarbonato de amonio es inferior a 1 mol/L, el tamaño de partícula del óxido de cerio obtenido es pequeño y uniforme; cuando la concentración de bicarbonato de amonio es superior a 1 mol/L, se producirá una precipitación parcial, lo que resultará en aglomeración, el tamaño de partícula de óxido de cerio obtenido es relativamente grande y la aglomeración es grave.
El método de precipitación con oxalato es simple, práctico, económico e industrializable. Es un método tradicional para preparar polvo de óxido de tierras raras, pero el tamaño de partícula del óxido de tierras raras preparado es generalmente de 3 a 10 μm.
Proceso de producción de polvo de talco ultrafino
El polvo de talco ultrafino es un polvo de talco natural ultrafino procesado a partir de mineral de talco de alta pureza. Es ampliamente utilizado en plásticos, caucho, revestimientos y otras industrias. El polvo de talco ultrafino se utiliza principalmente en la imprimación transparente de PU y la capa superior de color sólido de PU en revestimientos de madera a base de solventes. Es ampliamente utilizado en recubrimientos industriales, principalmente para reducir costos y mejorar el rendimiento de relleno de las imprimaciones. En la pintura de látex a base de agua, puede dotar a la pintura de una buena cepillabilidad, nivelación, retención de brillo y flexibilidad, y al mismo tiempo mejorar efectivamente la resistencia a la corrosión y la sequedad del recubrimiento.
El beneficio de talco se puede dividir en flotación, separación manual, separación magnética, separación fotoeléctrica. En la actualidad, todavía existen algunos defectos en la tecnología de flotación, por lo que básicamente la industria en su conjunto no utiliza el beneficio por flotación; la selección manual se basa en la diferencia de suavidad de los minerales de talco y ganga, así como en la experiencia acumulada por los trabajadores en la selección, que actualmente es la más utilizada. método. El método de clasificación mediante el uso de las diferentes propiedades ópticas del talco y las superficies minerales impuras se llama separación fotoeléctrica, y este método es cada vez más valorado y utilizado por las empresas.
Después de clasificar y almacenar el mineral en el almacén, ingresa al taller en lotes para trituración y molienda de polvo grueso antes de la molienda ultrafina: primero, trituración con martillo, luego molienda con molino vertical, tratamiento de eliminación de hierro y embolsado.
Con el avance de la ciencia y la tecnología y la actualización continua de los requisitos de aplicación del mercado, el talco molido finamente y ultrafino se ha convertido en un punto de referencia para medir la calidad de los productos de talco en polvo. El talco tiene una dureza de Mohs de 1 y es triturable y triturable de forma natural. En la actualidad, existen básicamente dos métodos para la molienda ultrafina de talco en el mercado nacional e internacional: uno es la molienda y molienda por chorro, el otro es el molino vertical más molienda por clasificación y tamizado; por supuesto, existen otros métodos de procesamiento, como la molienda con agua, laminación con anillos, etc., pero ninguno de los dos es convencional.
Primero introduzca el proceso de molienda por chorro: polvo grueso - molienda por chorro - remoción de hierro - polvo terminado, la finura del producto final de polvo fino molido de esta manera puede alcanzar 1250-5000 mesh (D97=30-5um).
El segundo es el proceso de producción de molino vertical más clasificación: trituración vertical de polvo fino-dispositivo de clasificación cribado-1 a 2 niveles de cribado-eliminación de hierro-polvo terminado, la finura del producto final de polvo fino molido de esta manera puede alcanzar 1250- Malla 2500 (D97=30—8um).
A través del proceso de operación anterior y los métodos de trabajo estandarizados, controlamos estrictamente el proceso de producción de cada enlace y degradamos los productos no calificados para cumplir con los requisitos de calidad del 100% de la tasa de aprobación del producto.
En la actualidad, el procesamiento de polvo de talco superfino adopta principalmente un proceso seco.
Modificación de superficies y aplicación de polvo ultrafino de barita
El polvo de barita es una importante materia prima mineral inorgánica que contiene bario, que es bastante diferente de las propiedades de los materiales poliméricos y carece de afinidad, lo que limita su aplicación en el campo de los materiales poliméricos. Para mejorar aún más su rendimiento y ampliar su campo de aplicación, se debe modificar la superficie del polvo de barita.
Mecanismo de modificación
La modificación de la superficie de los polvos minerales inorgánicos se logra principalmente mediante la adsorción y el recubrimiento de modificadores químicos en la superficie de los polvos minerales. La modificación de la superficie de una o ambas de las dos sustancias que deben llevar a cabo algunas moléculas pequeñas o compuestos poliméricos con grupos anfóteros, grupos lipófilos e hidrófilos y minerales se realiza mediante reacción química o recubrimiento físico. La superficie cambia de hidrófila a hidrófoba, lo que mejora la compatibilidad y la afinidad con los polímeros orgánicos y mejora la dispersión, de modo que las sustancias orgánicas e inorgánicas se pueden combinar mejor.
Método de modificación
Los métodos de modificación de superficies incluyen adsorción física, revestimiento o métodos físico-químicos. En términos generales, los métodos de modificación de la superficie de las partículas minerales incluyen principalmente los siguientes tipos.
1 modificación del revestimiento de la superficie
Use sustancias inorgánicas u orgánicas para recubrir la superficie del polvo mineral, dotando a la superficie de la partícula de nuevas propiedades. Este método consiste en combinar el agente tensioactivo o de acoplamiento con la superficie de la partícula mediante adsorción o enlace químico, de modo que la superficie de la partícula cambie de hidrófila a hidrófoba y se mejore la compatibilidad entre la partícula y el polímero. Este método es actualmente el más utilizado.
2 Modificación de la reacción de precipitación
La reacción de precipitación química se utiliza para depositar el producto sobre la superficie del polvo mineral para formar una o más "capas modificadas", para lograr el efecto de modificación.
3 modificación mecanoquímica
Usando tensión mecánica para activar la superficie como un medio para moler y triturar minerales, las partículas relativamente grandes se hacen más pequeñas por trituración, fricción, etc.
4 modificación del injerto
Algunos grupos o grupos funcionales compatibles con los polímeros se injertan en la superficie de las partículas por reacción química, de modo que las partículas inorgánicas y los polímeros tengan una mejor compatibilidad, para lograr el propósito de combinar partículas inorgánicas y polímeros.
5 modificación química superficial
Este método de modificación es actualmente el método más utilizado en la producción. Utiliza modificadores de superficie para reaccionar químicamente o adsorber ciertos grupos funcionales en la superficie del mineral para lograr el propósito de la modificación química.
6 Modificación de superficie de alta energía
Utilice la enorme energía generada por descargas de alta energía, rayos ultravioleta, rayos de plasma, etc. para modificar la superficie de las partículas para hacer que la superficie sea activa y mejorar la compatibilidad entre las partículas y el polímero.
Los productos de barita son ampliamente utilizados en la industria petrolera, la industria química, la industria de pinturas y la industria de fundición de metales. Además, la barita también se puede utilizar parcialmente en la fabricación de placas de fricción para equipos de transporte. El polvo ultrafino de barita modificada y el alto polímero orgánico tienen buena compatibilidad y afinidad, y pueden dispersarse uniformemente en la matriz; puede reemplazar el costoso sulfato de bario precipitado en papel, revestimientos y pinturas revestidos de una sola cara, lo que reduce los costos de producción. El uso de otros modificadores para modificar el polvo de barita aún tiene grandes perspectivas, y aún necesita utilizar medios y métodos técnicos superiores para explorar y desarrollar continuamente.
Tecnología de clasificación de polvo superfino y su equipo típico
El polvo ultrafino no solo es la base para preparar materiales estructurales, sino también un material con funciones especiales. Se requiere campo.
Con la aplicación cada vez más amplia de polvo ultrafino en la industria moderna, la posición de la tecnología de clasificación de polvo en el procesamiento de polvo se vuelve cada vez más importante.
1. El significado de la clasificación
En el proceso de pulverización, solo una parte del polvo suele cumplir con los requisitos de tamaño de partícula. Si los productos que han alcanzado los requisitos no se separan a tiempo y luego se pulverizan junto con los productos que no cumplen con los requisitos de tamaño de partícula, se producirá un desperdicio de energía y una trituración excesiva de algunos productos. Además, después de que las partículas se refinan hasta cierto punto, aparecerá el fenómeno de trituración y aglomeración, e incluso el proceso de trituración se deteriorará debido a la mayor aglomeración de partículas.
Por esta razón, en el proceso de preparación de polvos ultrafinos, es necesario clasificar el producto. Por un lado, se controla que el tamaño de partícula del producto esté dentro del rango de distribución requerido; Luego triture para mejorar la eficiencia de trituración y reducir el consumo de energía.
Con la mejora de la finura del polvo requerida y el aumento de la producción, la dificultad de la tecnología de clasificación es cada vez mayor. El problema de la clasificación de polvos se ha convertido en la clave para restringir el desarrollo de la tecnología de polvos, y es una de las tecnologías básicas más importantes en la tecnología de polvos. uno. Por lo tanto, la investigación sobre tecnología y equipos de clasificación de polvo ultrafino es muy necesaria.
2. El principio de clasificación
La clasificación en un sentido amplio consiste en dividir las partículas en varias partes diferentes utilizando las diferentes características de tamaño, densidad, color, forma, composición química, magnetismo y radiactividad de las partículas.
La clasificación en un sentido estricto se basa en el hecho de que las partículas de diferentes tamaños de partículas están sujetas a la fuerza centrífuga, la gravedad, la fuerza de inercia, etc. en el medio (generalmente aire y agua), lo que da como resultado diferentes trayectorias de movimiento, para realizar el clasificación de partículas de diferentes tamaños de partículas.
3. Clasificación de clasificadores
Según el medio utilizado, se puede dividir en clasificación seca (el medio es aire) y clasificación húmeda (el medio es agua u otros líquidos). La característica de la clasificación en seco es que se utiliza aire como fluido, lo cual es económico y conveniente.
Según si tiene partes móviles, se puede dividir en dos categorías:
(1) Clasificador estático: no hay partes móviles en el clasificador, como el clasificador por gravedad, el clasificador por inercia, el separador ciclónico, el clasificador de flujo de aire en espiral y el clasificador de chorro, etc. Este tipo de clasificador tiene una estructura simple, no requiere energía y tiene bajos costos de operación. La operación y el mantenimiento son más convenientes, pero la precisión de la clasificación no es alta, por lo que no es adecuado para la clasificación de precisión.
(2) Clasificador dinámico: hay partes móviles en el clasificador, que se refieren principalmente a varios clasificadores de turbina. Este tipo de clasificador tiene una estructura compleja, requiere potencia y consume mucha energía, pero tiene una alta precisión de clasificación y es fácil de ajustar el tamaño de partícula del clasificador. Siempre que se ajuste la velocidad de rotación del impulsor, se puede cambiar el tamaño de las partículas de corte del clasificador, lo cual es adecuado para la clasificación de precisión.
Equipo de clasificación típico
(1) clasificador húmedo
La clasificación húmeda de polvo ultrafino se divide principalmente en tipo de gravedad y tipo centrífugo según la situación actual del mercado.
(2) clasificador seco
La mayoría de los clasificadores secos utilizan un campo de fuerza centrífugo y un campo de fuerza de inercia para clasificar el polvo, y son importantes equipos de clasificación fina con un rápido desarrollo en la actualidad. Los siguientes son varios dispositivos representativos.
Clasificador de aire centrífugo cónico. El clasificador de aire centrífugo cónico realiza la separación de polvo grueso y polvo fino bajo la acción de la fuerza centrífuga. El tamaño de partícula más fino del producto terminado de este equipo puede alcanzar aproximadamente 0,95 μm, y la precisión de clasificación d75/d25 puede alcanzar 1,16.
El equipo no tiene partes móviles y el ángulo del deflector se puede ajustar entre 7° y 15°. El equipo tiene una estructura compacta, alta eficiencia de clasificación y operación segura y confiable.
Tecnología de recubrimiento de superficie de polvo ultrafino
El polvo ultrafino (generalmente se refiere a partículas con un tamaño de partícula de micras o nanómetros) tiene las características de una gran área superficial específica, alta energía superficial y alta actividad superficial, por lo que tiene excelentes propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas que son difíciles de igualar con muchos grandes materiales. , propiedades térmicas y mecánicas. Sin embargo, debido al efecto de tamaño pequeño, el efecto de tamaño cuántico, el efecto de interfaz y superficie, y el efecto de túnel cuántico macroscópico del polvo ultrafino, es fácil de aglomerar en el aire y en el medio líquido. Si no se dispersa, el polvo ultrafino aglomerado no puede mantener completamente sus propiedades específicas. La forma más eficaz de dispersar el polvo ultrafino es modificar su superficie. En los últimos años, la tecnología de modificación de la superficie del polvo se ha convertido en una de las tecnologías más populares a las que la gente presta atención. Entre ellos, la modificación del revestimiento de superficies es un tipo importante de tecnología de modificación de superficies. El revestimiento, también conocido como recubrimiento o revestimiento, es un método de recubrimiento de la superficie de partículas minerales con sustancias inorgánicas u orgánicas para lograr la modificación.
En la actualidad, existen varios métodos de clasificación para la tecnología de recubrimiento de superficies de polvo ultrafino según diferentes métodos. Por ejemplo, según el estado del sistema de reacción, se puede dividir en: método de recubrimiento en fase sólida, método de recubrimiento en fase líquida y método de recubrimiento en fase gaseosa; según las propiedades del material de la cubierta, se puede dividir en: método de recubrimiento metálico, método de recubrimiento inorgánico y método de recubrimiento orgánico; Las propiedades de recubrimiento se pueden dividir en: método de recubrimiento físico y método de recubrimiento químico, etc.
Método de recubrimiento en fase sólida
1) método mecanoquímico
2) Método de reacción en fase sólida
El método de reacción de estado sólido consiste en mezclar completamente la sustancia recubierta con sal metálica u óxido de metal a través de la molienda, y luego someterse a una reacción de estado sólido bajo calcinación a alta temperatura para obtener un polvo recubierto micro/nano ultrafino.
3) método de alta energía
El método de recubrir partículas ultrafinas con partículas de alta energía, como rayos ultravioleta, descarga de corona y radiación de plasma, se conoce colectivamente como métodos de alta energía. Esta es una tecnología de recubrimiento en polvo relativamente nueva.
4) Método de encapsulación de polímeros
Recubrir una capa de sustancias orgánicas en la superficie del polvo puede mejorar su efecto de barrera anticorrosión, mejorar la humectabilidad y la estabilidad en medios orgánicos y mejorar la regulación interfacial en materiales compuestos, mediante el anclaje de moléculas o biomoléculas activas y biológicamente funcionales.
5) Método de modificación de microcápsulas
La modificación del método de microcápsula consiste en cubrir una capa de película uniforme a escala micrométrica o nanométrica en la superficie de las partículas finas para modificar las características de la superficie de las partículas.
método de recubrimiento líquido
La tecnología de recubrimiento en fase líquida consiste en lograr el recubrimiento de la superficie en un ambiente húmedo a través de métodos químicos. Comparado con otros métodos, tiene las ventajas de un proceso simple, bajo costo y es más fácil formar una estructura de núcleo-carcasa. Los métodos de fase líquida comúnmente utilizados incluyen el método hidrotérmico, el método de precipitación, el método sol-gel, el método de nucleación heterogénea y el recubrimiento sin electricidad.
1) método hidrotermal
2) método sol-gel
3) método de precipitación
El método de precipitación es agregar la solución de sal metálica del material de recubrimiento a la suspensión de agua del polvo recubierto, y luego agregar un precipitante a la solución para hacer que el ion metálico se precipite y se precipite en la superficie del polvo para alcanzar la superficie. efecto de recubrimiento
4) método de nucleación no uniforme
5) método de recubrimiento electrolítico
El método de recubrimiento sin electricidad se refiere a una tecnología de recubrimiento en la que la solución de recubrimiento experimenta una reacción de oxidación-reducción autocatalizada sin corriente externa, y los iones metálicos en la solución de recubrimiento experimentan una reacción de reducción para convertirse en partículas metálicas depositadas en la superficie del polvo. .
6) método de microemulsión
7) Método de floculación misceláneo
Recubrimiento de vapor
El método de recubrimiento en fase gaseosa consiste en usar el modificador en el sistema sobresaturado para juntarse en la superficie de las partículas para formar un recubrimiento sobre las partículas de polvo. Incluye la deposición física de vapor y la deposición química de vapor. El primero se basa en la fuerza de van der Waals para lograr el recubrimiento de partículas, y la fuerza de unión entre el núcleo y la cubierta no es fuerte; este último utiliza sustancias gaseosas para reaccionar en la superficie de las nanopartículas para formar depósitos sólidos para lograr el efecto de recubrimiento. Confíe en la unión química.
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la tecnología de recubrimiento en polvo se mejorará aún más y se espera que prepare partículas compuestas ultrafinas multifuncionales, de múltiples componentes y más estables, lo que abrirá perspectivas de aplicación más amplias para las partículas compuestas.
El proceso de producción de polvo ultrafino - Pulverización por impacto
Es un método que ha sido ampliamente utilizado desde la antigüedad para pulverizar mecánicamente materiales a granel en polvo. En la actualidad, el polvo ultrafino a granel todavía depende principalmente de la trituración mecánica. El equipo de trituración ultrafina de uso común incluye: molino autógeno, molino de chorro, molino de impacto mecánico de alta velocidad, molino vibratorio, molino agitador (incluidos varios molinos de arena, molinos de torre, etc.), molino coloidal (incluido el homogeneizador, etc.), molino de bolas , Molino Raymond, etc.
La pulverización mecánica se usa generalmente para producir polvos de más de 1 μm. Se puede usar una pequeña cantidad de equipos, como el molino de chorro a presión, para producir materiales de menos de 1 μm, que pueden triturar materiales hasta un nivel submicrónico, es decir, 0,1+0,5 μm. Su estructura es que el aire comprimido producido por el compresor de aire se rocía desde la boquilla y el polvo choca entre sí en el flujo del chorro y se tritura.
Las materias primas se alimentan desde la tolva, se aceleran a una velocidad supersónica mediante la boquilla Venturi y se introducen en el pulverizador; en la zona de pulverización formada por el fluido expulsado de la boquilla de molienda dentro del pulverizador, las partículas de material chocan entre sí, frotan y pulverizan en polvo fino. Entre ellos, los que pierden fuerza centrífuga y se introducen en el centro del pulverizador son los polvos superfinos; los polvos gruesos no pierden la fuerza centrífuga y continúan pulverizándose en la cinta de trituración.
El molino de chorro desarrollado en Alemania suspende y colisiona el polvo de menos de 0,088 mm en polvo superfino, por lo que puede producir productos de varios grados que no superen los 44 μm, y el tamaño de partícula promedio puede alcanzar 1, 2, 3, 4 μm. Este tipo de molino de chorro tiene una alta eficiencia de producción, no contamina el medio ambiente y el producto tiene alta pureza, partículas finas y sin aglomeración. Es un equipo de molienda ultrafino ideal. La tendencia de desarrollo técnico del método de pulverización mecánica es mejorar la tecnología de proceso sobre la base existente, desarrollar equipos de pulverización ultrafina de alta eficiencia y bajo consumo, equipos de clasificación fina y equipos auxiliares de proceso de apoyo, y ampliar el límite de tamaño de partícula de pulverización mecánica, al tiempo que mejora la capacidad de procesamiento, formando economías de escala.
En el proceso de trituración ultrafina, también se requiere equipo de clasificación fina para separar materiales de polvo fino calificados de manera oportuna, mejorar la eficiencia de las operaciones de trituración y controlar la distribución del tamaño de las partículas de los productos. En la actualidad, existen dos tipos de equipos de clasificación comúnmente utilizados: uno es el clasificador en seco, generalmente clasificador centrífugo o de turbina eólica; el otro es un equipo de clasificación húmeda, que generalmente utiliza un clasificador centrífugo en espiral horizontal, un hidrociclón de pequeño diámetro y ángulo de cono pequeño, e hidrociclón, etc.
En general, se utiliza la clasificación hidráulica y los métodos comúnmente utilizados son el método de sedimentación, el método de desbordamiento, el método de ciclón y el método de centrifugación. El método de sedimentación utiliza el mecanismo de diferentes velocidades de sedimentación en agua para clasificar diferentes tamaños de partículas; el mecanismo del método de desbordamiento es similar al método de sedimentación, la diferencia es que la velocidad del flujo de agua es mayor que la velocidad de sedimentación de las partículas, por lo que se extrae el polvo fino; el método del ciclón La suspensión gira a alta velocidad en el ciclón para generar fuerza centrífuga, y el tamaño de las partículas es diferente, la fuerza centrífuga también es diferente, por lo que las partículas grandes y pequeñas se pueden separar; el método centrífugo es que la suspensión gira a alta velocidad en la centrífuga, y la fuerza centrífuga generada por partículas de diferentes tamaños también es diferente.
Después de la clasificación, los productos obtenidos de varios tamaños de partículas se deshidratan y luego se secan.
En la molienda ultrafina, el tamaño de partícula del polvo es fino y su área superficial específica y su energía superficial son grandes. Cuanto más fino es el tamaño de partícula, mayor es la resistencia mecánica del material. Por lo tanto, el consumo de energía de la pulverización ultrafina es alto y el polvo es fácil de aglomerar bajo fuerza mecánica repetida. Para mejorar la eficiencia de trituración, además de fortalecer la clasificación, a veces se agregan aditivos y auxiliares de trituración.
El proceso de producción del método de pulverización mecánica es más simple que el del método de síntesis química, la producción es grande, el costo es bajo y el micropolvo producido no tiene aglomeración. Sin embargo, es inevitable mezclar impurezas en el proceso de trituración, y la forma de las partículas del producto triturado es generalmente irregular, y es difícil obtener partículas finas de menos de 1 μm.