粉體知識(shí)點(diǎn)整理

1、第一章 緒論1.粉體學(xué)的重要意義（對(duì)應(yīng)“粉體及其技術(shù)的重要性”）1) 粉體是許多材料構(gòu)成、組分或原料；2) 粉體技術(shù)是制備材料的基礎(chǔ)技術(shù)之一；3) 超細(xì)粉體材料，尤其是納米粉體材料在新型材料的開(kāi)發(fā)研究中越來(lái)越重要；4) 粉體容易大批量生產(chǎn)處理，產(chǎn)品質(zhì)量均勻，成本低，控制精確，成為許多人工合成材料必然選擇的合成方法。 2.顆粒的定義：是在一特定范圍內(nèi)具有特定形狀的幾何體。大小一般在毫米到納米之間，顆粒不僅指固體顆粒，還有霧滴、油珠等液體顆粒。 3.粉體的定義：大量顆粒的集合體，即顆粒群，又稱粉末（狹義的粉末是指粒度較小的部分）。顆粒與粉體的關(guān)系：顆粒是粉體的組成單元，是粉體中的個(gè)體，是研究粉體的

2、出發(fā)點(diǎn)。顆粒又總是以粉體這種集合體的形式出現(xiàn)，集合體產(chǎn)生了個(gè)體所所不具有的性質(zhì)。4.粉體學(xué)的特點(diǎn)：以粉體為研究對(duì)象，研究其性質(zhì)及加工利用技術(shù)。5.粉體技術(shù)包括：制備、加工、測(cè)試。制備有各種物理、化學(xué)、機(jī)械方法；加工作業(yè)有粉碎、分級(jí)、分散、混合、制粒、表面處理、流態(tài)化、干燥、成形、燒結(jié)、除塵、粉塵爆炸、輸運(yùn)、儲(chǔ)存、包裝等；測(cè)試對(duì)粉體各種幾何、力學(xué)、物理、化學(xué)性能表征。6.粉體的存在狀態(tài)：通常所指的粉體是小尺寸的固體，但氣體中的液滴、液體中的氣泡也屬于顆粒；固態(tài)的物質(zhì)中又分為分散態(tài)和聚集態(tài)，多數(shù)粉體為分散態(tài)。7.粉體的分類：1) 按照成因分類：天然粉體與人工粉體2) 按制備方法分類：機(jī)械粉碎法和化

3、學(xué)法粉體3) 按分散狀態(tài)分類：原級(jí)顆粒（一次顆粒）、聚集體顆粒（二次顆粒）、凝聚體顆粒（三次顆粒）、絮凝體顆粒4) 按顆粒大小（粒徑）分類：粗粉體（>0.5mm）、中細(xì)粉體（0.0740.5mm）、細(xì)粉體（1074m）、微粉體（0.110 m ）、納米粉體（<100nm）第二章 粉體的幾何性質(zhì)1.粒度定義：粒度是指粉體顆粒所占空間的線性尺寸。2.顆粒尺寸常用的表征方法：三軸徑、定向徑、當(dāng)量徑、3.粉體平均粒徑計(jì)算公式： 4.粒度分布及其表示方法：粒度分布依據(jù)的統(tǒng)計(jì)基準(zhǔn)： 個(gè)數(shù)基準(zhǔn)分布(又稱頻度分布) 以每一粒徑間隔內(nèi)的顆粒數(shù)占顆?？倲?shù)的比例。 長(zhǎng)度基準(zhǔn)分布 以每一粒徑間隔內(nèi)的顆?？?/p>

4、長(zhǎng)度占全部顆粒的長(zhǎng)度總和的比例。 面積基準(zhǔn)分布 以每一粒徑間隔內(nèi)的顆?？偙砻娣e占全部顆粒的總表面積的比例。 重量基準(zhǔn)分布 以每一粒徑間隔內(nèi)的顆?？傊亓空既款w粒的總重量的比例。表征粒度分布的方法：列表法，作圖法、矩值法和函數(shù)法。其中函數(shù)法是最精確的粒度描述方法（即用概率理論或者近似函數(shù)的經(jīng)驗(yàn)法萊尋找數(shù)學(xué)函數(shù)）5形狀因子：為形狀表征量，無(wú)量綱常數(shù)，有形狀指數(shù)和形狀系數(shù)。形狀指數(shù) 是指顆粒幾何參數(shù)的無(wú)量綱組合。它與形狀系數(shù)相比沒(méi)有明確的物理意義。形狀系數(shù)：顆粒的表面積、體積、比表面積等幾何參數(shù)與某種規(guī)定粒徑dp的相應(yīng)次方的比例關(guān)系。6.常用粒度測(cè)量方法及其他優(yōu)缺點(diǎn)：1) 篩分析法（一般>40

5、m），其中最細(xì)的是400目，孔徑為38m；優(yōu)點(diǎn)：統(tǒng)計(jì)量大、代表性強(qiáng)；便宜；重量分布。缺點(diǎn)：粒度下限為38m；人為因素影響大；重復(fù)性差；非規(guī)則形狀粒子誤差；速度慢。2) 顯微鏡法：采用定向徑方法測(cè)量。光學(xué)顯微鏡0.25250m；電子顯微鏡 0.0015m；優(yōu)點(diǎn)：可直接觀察粒子形狀；可直接觀察粒子團(tuán)聚；光學(xué)顯微鏡便宜；缺點(diǎn)：代表性差；重復(fù)性差；要測(cè)量投影面積直徑；速度慢；3) 光衍射法粒度測(cè)試：根據(jù)小顆粒衍射角大，大顆粒衍射角小來(lái)測(cè)量，同時(shí)某一衍射角的光強(qiáng)度與相應(yīng)粒度的顆粒多少關(guān)。4) 激光衍射0.05500m；X光小角衍射 0.0020.1m；所用方法即為投射電子顯微鏡法；掃描電子顯微鏡法；優(yōu)點(diǎn)

6、：可觀察粒徑小，圖像富有立體感，較真實(shí)，易于識(shí)別，可觀察微區(qū)，一般同時(shí)進(jìn)行成分分析。缺點(diǎn)：造價(jià)昂貴，試樣制備要求嚴(yán)格，真空度要求嚴(yán)格5) 原子力顯微鏡（AFM）：x,y方向分辨率可達(dá)到2nm,垂直方向分辨率課達(dá)到小于0.1nm.優(yōu)點(diǎn)：AFM具有操作客易、樣品準(zhǔn)備簡(jiǎn)單、操作環(huán)境不受限制、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)：與SEM相比，成像范圍太小，速度慢，受探頭的影響太大。6) 光散射法和消光法光散射法原理：利用顆粒對(duì)激光的散射角度隨顆粒粒度而改變的原理測(cè)定粒度分布。消光法原理：通過(guò)測(cè)定經(jīng)粉體散射和吸收后光強(qiáng)度在入射方向上衰減確定粒度。符合朗勃比爾定律。優(yōu)點(diǎn)：適用于氣溶膠和液體分散系、非接觸測(cè)定、精確給出粒度

7、分布曲線和平均粒度、測(cè)定速度快；電傳感法粒度測(cè)試：當(dāng)一個(gè)小顆粒通過(guò)小孔時(shí)所產(chǎn)生的電感應(yīng)，即電壓脈沖與顆粒的體積成正比；7) 水利分析法沉降法（用于小于0.1mm物料粒度組成的測(cè)定）測(cè)量原理：在具有一定粘度的粉末懸濁液內(nèi)，大小不等的顆粒自由沉降時(shí)，其速度是不同的，顆粒越大沉降速度越快。大小不同的顆粒從同意起點(diǎn)高度同時(shí)沉降，經(jīng)過(guò)一定距離（時(shí)間）后，幾顆將粉末按粒度差別分開(kāi)。重力沉降：10-300m；離心沉降：0.01-10m。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量重量分布；代表性強(qiáng)；經(jīng)典理論, 不同廠家儀器結(jié)果對(duì)比性好；價(jià)格比激光衍射法便宜；缺點(diǎn)：檢測(cè)速度慢(尤其對(duì)小粒子)；重復(fù)性差；對(duì)非球型粒子誤差大；不適用于混合物料(即

8、粒子比重必須一致才能較準(zhǔn)確)；動(dòng)態(tài)范圍窄8) 氣體吸附法原理：使氣體分子吸附于微粒表面，測(cè)定吸附量，換算粉體比表面積，求出粒度。常見(jiàn)粒度分析方法:7:粒度測(cè)定方法的選定（還要進(jìn)一步看書P34）根據(jù)數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)合選擇；根據(jù)粉體的粒度范圍選擇；根據(jù)粉體的存在形式選擇；根據(jù)測(cè)定精度的要求選擇；根據(jù)樣品量選擇；.根據(jù)粒度測(cè)定所需時(shí)間選擇；根據(jù)設(shè)備投資和分析費(fèi)選擇：8.粉體填充結(jié)構(gòu)：是指粉體層內(nèi)部顆粒在空間中的排列狀態(tài)。一般而言，粉體層的排列狀態(tài)是不均勻的。要注意到填充狀態(tài)的兩個(gè)極端，即最疏與最密填充狀態(tài)。原因是：形狀不規(guī)則，存在空隙。注意：粉塵的體積與其他固體物質(zhì)的體積不同！粉塵的體積包括：塵粒的顆粒

9、體積、粉顆粒之間的空隙體積、顆粒外開(kāi)口體積、顆粒內(nèi)閉孔和附面膜體積等五部分。9.描述粉體填充結(jié)構(gòu)的參數(shù)（主要掌握前三個(gè)）容積密度：b，亦稱視密度：?jiǎn)挝惶畛潴w積的粉體質(zhì)量，即自然堆積狀態(tài)下單位體積粉體的質(zhì)量。（表觀密度）填充率：，顆粒體積占粉體填充體積的比例如右圖?？障堵剩?，空隙體積占粉體填充體積的比例=1-=1- b/p配位數(shù)：某一個(gè)顆粒接觸的顆粒個(gè)數(shù) 配位數(shù)分布：粉體層中各個(gè)顆粒有著不同的配位數(shù)，用分布來(lái)表示具有某一配位數(shù)的顆粒比率時(shí)，該分布稱為配位數(shù)分布?？障堵史植迹阂跃嘤^察顆粒中心任一半徑的微小球殼空隙體積比率對(duì)距離表示的分布。 接觸點(diǎn)角度分布：將與觀察顆粒相接的第一層顆粒的接觸點(diǎn)位置，

10、以任意設(shè)定的坐標(biāo)角度表示的分布 10.等徑球（均一球）的顆粒的規(guī)則填充相鄰的四個(gè)球視為基本層的最小組成單位，則有正方形和單斜方形兩種排列方式。掌握立方體填充（立方最疏填充）和菱面體填充（六方最密填充）。立方體填充：配位數(shù)為6；菱面體填充：配位數(shù)12.11.均一球形顆粒的實(shí)際填充（不規(guī)則填充）實(shí)際填充時(shí)，由于受到球之間的碰撞、回彈、摩擦、容器壁面等影響，而成為不規(guī)則填充。均一球形顆粒群的隨機(jī)填充結(jié)構(gòu)（貝爾納實(shí)驗(yàn)）統(tǒng)計(jì)分析結(jié)論是：（1）空隙率比較大時(shí)，配位數(shù)分布接近正態(tài)分布；（2）隨著空隙率減小，趨近于最密填充狀態(tài)的配位數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：高配位數(shù)的疏接觸點(diǎn)多，填充疏松，空隙率大；（P39.） 低配位數(shù)

11、的密接觸電多，填充緊密，空隙率小。12.非等徑球形顆粒的填充較大球形顆粒中加入一定數(shù)量的較小球形顆粒，空隙率可以降低；若進(jìn)一步加入更小的球形顆粒，空隙率進(jìn)一步降低。1) 空隙率隨著小顆粒的混入比增加而減小2) 填入顆粒的粒徑越小，空隙率也越低總結(jié)即是：小顆粒粒徑越小，配位數(shù)越大，空隙率越小，填充率越大。13.影響顆粒填充的因素：1) 壁效應(yīng)：當(dāng)粉體填入容器時(shí)，填充結(jié)構(gòu)受容器壁面的影響，在容器壁面附近形成特殊的填充結(jié)構(gòu)，成為壁效應(yīng)。2) 局部填充結(jié)構(gòu)：空隙率分布、填充數(shù)密度分布、接觸點(diǎn)分布。3) 粉體的含水量：潮濕粉體易于團(tuán)聚，導(dǎo)致內(nèi)部保持松散結(jié)構(gòu)，致使填充率降低。含水量較低時(shí)候，容積密度略有降

12、低，影響不大；隨著含水量繼續(xù)增大，形成大團(tuán)粒，導(dǎo)致容積密度迅速降低；含水量繼續(xù)增大，由于顆粒發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而使填充率增大。4) 顆粒形狀：顆粒越接近球形，通常其空隙率越低。即空隙率隨顆粒球形度降低而增加。5) 顆粒大小：粒度很小時(shí)，顆粒間的附著力大于顆粒重力，發(fā)生團(tuán)聚，此時(shí)空隙率較大，即表觀體積增大；當(dāng)粒度大于某一臨界值，凝聚力可忽略不計(jì)，粒度大小則對(duì)堆積無(wú)明顯影響。6) 填充速度：對(duì)粗顆粒，填充速度越快會(huì)導(dǎo)致有較大的空隙率；對(duì)于面粉之類吸附力較明顯的粉體，填充速度快，可降低空隙率。14.致密堆積經(jīng)驗(yàn)1) 用單一粒徑尺寸的顆粒，不能滿足致密堆積對(duì)顆粒級(jí)配的要求；2) 采用多組分且組分粒徑尺寸相差

13、較大（一般相差4-5倍）的顆粒，可較好地滿足致密堆積對(duì)粒度與級(jí)配的要求；3) 細(xì)顆粒數(shù)量應(yīng)能足夠填充堆積體的空隙，通常，兩組分時(shí)，粗細(xì)顆粒數(shù)量之比約為7：3；三組分時(shí)，粗中細(xì)顆粒數(shù)量比例約為7：1：2時(shí)，相對(duì)而言，可更好地滿足致密堆積對(duì)粒度與級(jí)配的要求；4) 在可能的條件下，適當(dāng)增大臨界顆粒（粗顆粒）尺寸，可較好地滿足致密堆積對(duì)顆粒級(jí)配的要求。第三章 粉體的力學(xué)性質(zhì)1顆粒間的附著力（當(dāng)粉體顆粒很小時(shí)，由于附著力存在易于團(tuán)聚）顆粒間的附著力（凝聚力）包括范德華力、靜電吸引力、水分毛細(xì)管力、磁性力、機(jī)械咬合力。2.填充層內(nèi)的靜態(tài)液相根據(jù)顆粒間液體量的多少，有四種的靜態(tài)液相。1) 擺動(dòng)狀態(tài)：顆粒接觸

14、點(diǎn)上存在透鏡狀或環(huán)狀的液相，液相互不連接。2) 鏈索狀態(tài)：液相相互連接而成網(wǎng)，空氣分布其間。3) 毛細(xì)管狀態(tài)：顆粒間隙充滿液體，僅僅顆粒表面存在氣液界面。4) 浸漬狀態(tài)：顆粒群浸在液體中，存在自由液面。3.液橋力粉體顆粒之間接觸處或間隙部位存在液體的狀態(tài)成為液橋，液橋?qū)λB接的顆粒有引力，也就是液橋力，實(shí)際上即毛細(xì)管力。液橋力大小與顆粒間液體量、顆粒表面潤(rùn)濕性、顆粒形狀、液固接觸狀況等有關(guān)。4.T孔隙和R孔隙的差異T孔隙：4個(gè)球以正三角錐的頂點(diǎn)為球心排列時(shí)所形成的四面型孔隙稱為T孔隙。這種孔隙有6個(gè)解除點(diǎn)和4個(gè)支路，各個(gè)支路都與R孔隙相通。與霍斯菲爾德填充的三角孔相同。R孔隙：4個(gè)球并排成正方

15、形，在通過(guò)正方形中心的垂線上再排列兩個(gè)球后形成的長(zhǎng)斜方形空隙稱為R孔隙。相當(dāng)于霍斯菲爾德填充的四角孔。5.粉體的摩擦特性（后三種以了解為主）摩擦角：由于顆粒間的摩擦力和內(nèi)聚力而形成的角的統(tǒng)稱。根據(jù)顆粒體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不同，可分為內(nèi)摩擦角、安息角、壁摩擦角及動(dòng)內(nèi)摩擦角。 6.內(nèi)摩擦角：在力學(xué)上可以理解為塊體在斜面上的臨界自穩(wěn)角，在這個(gè)角度內(nèi)，塊體是穩(wěn)定的；大于這個(gè)角度，塊體就會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)。摩擦角表示該極限應(yīng)力狀態(tài)下剪應(yīng)力與垂直應(yīng)力的關(guān)系，它可用莫爾圓和破壞包絡(luò)線來(lái)描述。測(cè)試方法：流出法、抽出法、活塞法、慢流法、壓力法、剪切盒法等有關(guān)莫爾圓的畫法和性質(zhì)：式中1 和2為兩個(gè)主應(yīng)力，這兩個(gè)關(guān)系式也可以用莫爾

16、圓上N點(diǎn)的坐標(biāo)值來(lái)表示，N點(diǎn)與 1夾圓心角為2，當(dāng)1 和2為已知時(shí), 用公式法或莫爾圓法都可獲得通過(guò)該點(diǎn)的任一截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力值。7.安息角安息角又稱粉塵靜止角、休止角、堆積角，是粉體粒度較粗的狀態(tài)下由自重運(yùn)動(dòng)所形成的角。測(cè)定方法：排出角法、注入角法、滑動(dòng)角法、剪切盒法安息角（休止角）30° 流動(dòng)性好；40°基本滿足；40°流動(dòng)性差。同時(shí)注意粘性粉體或粒徑小于100200um的粉體粒子相互作用力較大，而流動(dòng)性差，相應(yīng)地所測(cè)休止角較大。對(duì)于非黏聚性粉體，安息角和內(nèi)摩擦角是相近的。8.質(zhì)量流與漏斗流的差異質(zhì)量流：指物料倉(cāng)內(nèi)整個(gè)粉體層能夠大致均勻地下降流出，又稱為

17、整體流。其特點(diǎn)是先進(jìn)先出，即先進(jìn)倉(cāng)的物料先流出。漏斗流：是指料倉(cāng)內(nèi)粉體層的流動(dòng)區(qū)域呈漏斗流，其特點(diǎn)是后進(jìn)先出，即先加入的物料后流出，料流順序紊亂，甚至有部分粉體滯留不動(dòng)。漏斗流有兩種，其中有一種死角區(qū)一直在。質(zhì)量流優(yōu)點(diǎn)：避免了粉料的不穩(wěn)定流動(dòng)、溝流和溢流；消除了筒倉(cāng)內(nèi)的不流動(dòng)區(qū)；形成了先進(jìn)先出的流動(dòng)，顆粒的偏析被大大減少或杜絕；最大限度減小了貯存期間的結(jié)塊問(wèn)題、變質(zhì)問(wèn)題和偏析問(wèn)題；顆粒的密度在卸料時(shí)是常數(shù)，料位差對(duì)其無(wú)影響；流量得以很好控制，任意水平橫截面的壓力可以預(yù)測(cè)，且相對(duì)均勻，物料的密實(shí)程度和透氣性是均勻的。漏斗流缺點(diǎn)：出料口流速不穩(wěn)定；料拱或穿孔崩塌時(shí)，細(xì)粉料可能被充氣，并無(wú)法控制地傾

18、瀉而出；密實(shí)應(yīng)力下，不流動(dòng)區(qū)留下的顆粒可能變質(zhì)或結(jié)塊；沿料倉(cāng)壁長(zhǎng)度安裝的料位指示器不能正確指示料倉(cāng)下部的料位；后進(jìn)先出。9.應(yīng)力的主動(dòng)狀態(tài)和被動(dòng)狀態(tài)被動(dòng)狀態(tài)：粉體層受水平方向壓縮時(shí)，粉體將沿斜上方被推開(kāi)，此時(shí)的極限應(yīng)力狀態(tài)；最大主應(yīng)力為水平方向主動(dòng)狀態(tài)：粉體層受重力作用，將要出現(xiàn)崩壞是的極限應(yīng)力狀態(tài)；最小主應(yīng)力為水平方向10.流動(dòng)形式：E不流動(dòng)區(qū)D自由降落區(qū)C垂直運(yùn)動(dòng)區(qū)B緩慢滑動(dòng)區(qū)A迅速滑動(dòng)區(qū) EN流動(dòng)橢圓體；EG邊界橢圓體；E0流動(dòng)錐體第四章 粉體的粉碎制備1.粉碎的定義：在外力作用下使大塊物料克服內(nèi)聚力，碎裂成若干小顆粒的加工過(guò)程。破碎是使大塊物料碎裂成小塊物料的加工過(guò)程（100mm粗碎、

19、30mm中碎、3mm細(xì)碎）；粉磨是使小塊物料碎裂成細(xì)粉體的加工過(guò)程（0.1mm粗磨、60m細(xì)磨、5m超細(xì)磨）。作用與目的：粉碎后，粒度顯著減小，比表面積顯著增大，有利于幾種物料的均勻混合、便于輸送和貯存、有利于提高固相高溫反應(yīng)的程度和速度。2.被粉碎物料的性質(zhì)：強(qiáng)度、硬度、脆性、韌性、易磨性等。1) 強(qiáng)度：材料抵抗外力的能力，通常以材料破壞時(shí)單位面積上所受的力來(lái)表示，單位N/或Pa理想強(qiáng)度：物料完全均質(zhì)、不含任何缺陷時(shí)的強(qiáng)度稱為理想強(qiáng)度；實(shí)際強(qiáng)度：實(shí)際強(qiáng)度一般為理想強(qiáng)度的1/1001/1000；強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)：試驗(yàn)片體積變小時(shí)，強(qiáng)度值增大-裂紋的大小、形狀、方向及數(shù)量強(qiáng)度隨著加荷速度而變化：材

20、料本身兼具彈性性質(zhì)和延展性質(zhì)強(qiáng)度隨氛圍條件而變化2) 硬度：材料抵抗其他物體刻劃或壓入其表面的能力，也可理解為固體表面產(chǎn)生局部變形所需的能量。3) 脆性：材料在外力作用下(如拉伸、沖擊等)僅產(chǎn)生很小的變形即斷裂破壞的性質(zhì)。4) 韌性：在外力作用下，塑性變形過(guò)程中吸收能量的能力。介于柔性和脆性之間的一種材料性能5) 易磨性：在一定粉碎條件下，將物料從一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的比功耗3. Griffith強(qiáng)度理論Griffith指出，固體材料內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)實(shí)際上并非嚴(yán)格地規(guī)則排布，而是存在許多微裂紋不，當(dāng)材料受拉時(shí)，這些微裂紋就會(huì)逐漸擴(kuò)展，與其尖端附近產(chǎn)生高度的應(yīng)力集中，結(jié)果使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，直

21、至使材料破壞。裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展必須滿足力和能量?jī)蓚€(gè)條件：1.作為力的條件而言，在裂紋尖端產(chǎn)生的局部拉應(yīng)力必須大于裂紋尖端分子間的結(jié)合力。2.就能量條件而言，破碎時(shí)的能量消耗于兩個(gè)方面：一是裂紋擴(kuò)展時(shí)產(chǎn)生新表面所需的表面能s；二是因彈性變形而儲(chǔ)存于固體中的能量U。4粉碎方式和粉碎模型1) 粉碎方式：擠壓粉碎、劈裂粉碎、折斷粉碎、研磨粉碎、沖擊粉碎；擠壓粉碎：多用于硬脆性、堅(jiān)硬物料的粗碎；劈裂粉碎：劈裂粉碎比擠壓粉碎所需壓力??；折斷粉碎：即物料受彎曲作用力而粉碎；研磨粉碎：主要產(chǎn)生細(xì)粒，其效率低、能量消耗大，用于小塊物料的細(xì)磨。沖擊粉碎：主要用于脆性物料的粉碎。2) 粉碎模型：體積粉碎模型、表面粉碎

22、模型、均一粉碎模型。體積粉碎模型: 整個(gè)顆粒均受到破壞，粉碎后生成物多為粒度大的中間顆粒。隨著粉碎過(guò)程的進(jìn)行，這些中間顆粒逐漸被粉碎成細(xì)粉。沖擊粉碎和擠壓粉碎與此模型較接近表面粉碎模型: 在粉碎的某一時(shí)刻，僅是顆粒的表面產(chǎn)生破壞，被磨削下微粉，這一破壞作用基本不涉及顆粒內(nèi)部，這是典型的研磨和磨削的粉碎方式。均一粉碎模型: 施加于顆粒的作用力使顆粒產(chǎn)生均勻的分散性破壞，直接粉碎成微粉。此模型僅符合結(jié)合極其不緊密的顆粒集合體如藥片等特殊粉碎情形。實(shí)際粉碎過(guò)程是前兩者的綜合，前者構(gòu)成過(guò)渡成分，后者形成穩(wěn)定成分；體積粉碎看成沖擊粉碎，表面粉碎看成摩擦粉碎；粗碎時(shí)宜采用沖擊力和壓縮力，細(xì)碎時(shí)采用剪切力和

23、摩擦力。5.低溫粉碎與混合粉碎低溫粉碎對(duì)于低軟化點(diǎn)、熔點(diǎn)低的熱塑性物料，溫度上升會(huì)失去結(jié)合水的物料，或溫度上升會(huì)氧化的物料，以及常溫時(shí)強(qiáng)韌、低溫時(shí)脆性化的物料，適用低溫粉碎。 采用技術(shù)有預(yù)冷物料、包裹或加入冷卻介質(zhì)?；旌戏鬯椋梢蕴嵘?xì)粉效率）幾種粉碎性質(zhì)不同的物料裝入同一粉碎設(shè)備進(jìn)行粉碎時(shí)，由于物料相互影響，則粉碎情形比單一物料復(fù)雜，會(huì)出現(xiàn)選擇性粉碎，即易碎的物料更細(xì)、難碎的物料更粗。原因是：粉碎介質(zhì)受到作用力是，會(huì)優(yōu)先碎裂，而高強(qiáng)度顆粒不足以碎裂，同時(shí)作用在高強(qiáng)度顆粒上的作用力部分或傳遞到相鄰的低強(qiáng)度顆粒上，再次造成低強(qiáng)度顆粒碎裂，即易碎顆粒發(fā)生粉碎的概率大；另一方面，兩種硬度不同的顆粒相

24、互接觸并做相互運(yùn)動(dòng)時(shí)候，硬度大顆粒對(duì)硬度較小的顆粒產(chǎn)生切屑作用，軟質(zhì)顆粒被磨削。因此粗的更粗，細(xì)的更細(xì)。6.粉碎流程分類及特點(diǎn)（a）簡(jiǎn)單的粉碎流程（b）帶預(yù)篩分的粉碎流程（c）帶檢查篩分的粉碎流程（d）帶預(yù)篩分和檢查篩分的粉碎流程各種粉碎流程的特點(diǎn)：a流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，操作控制較方便，但往往由于條件的限制不能充分發(fā)揮粉碎機(jī)械的生產(chǎn)能力，有時(shí)甚至難以滿足生產(chǎn)要求b和d流程可增加粉碎流程的生產(chǎn)能力，減小動(dòng)力消耗、工作部件的磨損等。適合原料中細(xì)粒級(jí)物料較多的情形。c和d流程可獲得粒度合乎要求的粉碎產(chǎn)品，為后續(xù)工序創(chuàng)造有利條件，但流程較復(fù)雜，設(shè)備多、建筑投資大，操作管理工作量大，多用于最后一級(jí)粉碎作業(yè)

25、。開(kāi)路（開(kāi)流）流程：不帶檢查篩分或選粉設(shè)備的粉碎流程：比較簡(jiǎn)單、設(shè)備少、揚(yáng)塵少；當(dāng)要求粉碎產(chǎn)品粒度較小時(shí)，粉碎效率低，產(chǎn)品中會(huì)含有部分不合格的粗顆粒物料閉路（圈流）流程：帶檢查篩分或選粉設(shè)備的粉碎流程：可直接篩選出符合粒度要求的產(chǎn)品。7.粉碎方式的選擇以較強(qiáng)的化學(xué)健力結(jié)合的：要采用具有較強(qiáng)機(jī)械力的碎裂方式。對(duì)于擬粉碎至厘米級(jí)的礦石：可采用擠壓粉碎、劈裂粉碎。對(duì)于擬磨細(xì)至微米級(jí)、納米級(jí)的礦石：采用研磨粉碎、折斷粉碎。實(shí)際過(guò)程中則是多種粉碎相互結(jié)合，連續(xù)作業(yè)。8.粒子焊接：即在粉碎的過(guò)程中，小顆粒間存在壓應(yīng)力，會(huì)發(fā)生焊接現(xiàn)象，再次形成大顆粒，可稱之為二次顆粒。這些二次顆粒結(jié)構(gòu)較為疏松，顆粒間焊接點(diǎn)

26、少，但是當(dāng)研磨強(qiáng)度過(guò)大時(shí)，壓應(yīng)力大，作用時(shí)間長(zhǎng)，焊接程度增大，強(qiáng)度甚至比原礦大。在超細(xì)粉體制備時(shí)應(yīng)該要極力避免！通過(guò)加入分散劑來(lái)防止，其中常見(jiàn)的固體分散劑有微晶碳、液體分散劑有四氫呋喃等。9.粉碎機(jī)械分類。重點(diǎn)掌握超細(xì)粉碎機(jī)械。 破碎機(jī)械：顎式破碎機(jī)，圓錐破碎機(jī) 粉磨機(jī)械：振動(dòng)磨，雷蒙磨常用分類 超細(xì)粉碎機(jī)械*：行星球磨機(jī)、氣流粉碎機(jī) （粉體實(shí)驗(yàn)儀器會(huì)考，還有加上篩分）10.行星球磨機(jī)構(gòu)造及原理主要有立式和臥式的兩種，其主要構(gòu)造組成有：電機(jī)、傳動(dòng)三角帶、共用轉(zhuǎn)盤、球磨罐、齒輪系列或三角帶傳動(dòng)系列。其工作原理是利用磨料與試料在研磨罐內(nèi)高速翻滾，對(duì)物料產(chǎn)生強(qiáng)力剪切、沖擊、碾壓達(dá)到粉碎、研磨、分散、

27、乳化物料的目的。行星式球磨機(jī)在同一轉(zhuǎn)盤上裝有四個(gè)球磨罐，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球磨罐在繞轉(zhuǎn)盤軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)又圍繞自身軸心自轉(zhuǎn)，作行星式運(yùn)動(dòng)。罐中磨球在高速運(yùn)動(dòng)中相互碰撞，研磨和混合樣品。該產(chǎn)品能用干、濕兩種方法研磨和混合粒度不同、材料各異的產(chǎn)品，研磨產(chǎn)品最小粒度可至0.1微米。與擠壓和沖擊粉碎的不同的是，球磨機(jī)靠研磨介質(zhì)對(duì)物料顆粒表面不斷的磨蝕實(shí)現(xiàn)粉碎。11.氣流粉碎機(jī)構(gòu)造及原理氣流粉碎機(jī)其工作原理是，將高壓空氣或高壓水蒸氣通過(guò)拉瓦爾噴管加速為亞音速或超音速氣流，噴出的射流帶動(dòng)物料做高速運(yùn)動(dòng)，使物料因撞擊和摩擦而粉碎。由于噴嘴附近的速度梯度很大，因此，絕大多數(shù)粉碎作用發(fā)生在噴嘴附近。被粉碎的物料隨氣流到

28、分級(jí)區(qū)進(jìn)行分級(jí)，達(dá)到粒度要求的由收集器捕集下來(lái)，未達(dá)到粒度要求的則返回粉碎室繼續(xù)粉碎，只要滿足粒度要求。12.影響粉碎效率的因素：機(jī)械力大小、作用點(diǎn)、作用方式、作用時(shí)間等13.影響球磨效率的因素：原料性質(zhì)的影響；球磨強(qiáng)度的影響： 球磨環(huán)境的影響；球磨氣氛的影響；研磨介質(zhì)性質(zhì)、尺寸呢及球料比的影響；球磨時(shí)間的影響。14.助磨劑助磨作用機(jī)理（常為表面活性劑） 助磨劑吸附在物料顆粒表面，改變顆粒的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，降低顆粒的強(qiáng)度或硬度； 助磨劑吸附在固體顆粒表面，減小顆粒的表面能；總之，添加助磨劑使物料顆粒內(nèi)的裂紋易于擴(kuò)展，強(qiáng)度或硬度降低，顆粒軟化；助磨劑吸附在顆粒表面能平衡因粉碎而產(chǎn)生的不飽和鍵，防止顆粒

29、團(tuán)聚，從而抑制粉碎逆過(guò)程。助磨劑一般分成三類：堿性聚合無(wú)機(jī)鹽、堿性聚合有機(jī)鹽、偶極偶極有機(jī)化合物。15.粉碎機(jī)械力活化作用機(jī)理及影響因素機(jī)械力化學(xué)的作用機(jī)理：1) 物料在機(jī)械力作用下粉碎生成新表面，顆粒粒度減小，比表面積增大，從而粉體表面自由能增大，活性增強(qiáng)。2) 物料顆粒在機(jī)械力作用下，表面層發(fā)生晶格畸變，其中貯存了部分能量，使表面層能位升高，從而活化能降低，活性增強(qiáng)。3) 物料顆粒在機(jī)械力作用下，表面層結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，并且趨于無(wú)定形化，內(nèi)部貯存了大量能量，使表面層能位更高，因而活化能更小，表面活性更強(qiáng)。4) 粉磨系統(tǒng)輸入能量的較大一部分還將轉(zhuǎn)化為熱能，使粉體物料表面溫度升高，在很大程度上提高

30、了顆粒的表面活性因此，物料經(jīng)機(jī)械粉碎后形成的微細(xì)顆粒表面性質(zhì)大大不同于原有粗顆粒，機(jī)械力的持續(xù)作用使顆粒表面的活性點(diǎn)不斷增多，顆粒表面處于亞穩(wěn)高能活性狀態(tài)，易于發(fā)生化學(xué)或物理學(xué)的變化。影響機(jī)械力化學(xué)的因素：1) 原料性質(zhì)的影響：原料性質(zhì)和各組分配比決定最終產(chǎn)品組成的物質(zhì)基礎(chǔ)。2) 粉磨強(qiáng)度的影響：即能量對(duì)原子重新組合的影響。強(qiáng)度過(guò)低，形成非晶時(shí)間較長(zhǎng)，甚至無(wú)法形成非晶；強(qiáng)度較高，形成非晶時(shí)間較短，利于非晶成分?jǐn)U散，繼續(xù)粉磨或造成相便；當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到某一值時(shí)候，會(huì)使得原料形成穩(wěn)定化合物。3) 粉磨環(huán)境的影響：濕法和干法兩種環(huán)境，相差了助磨劑水。4) 粉磨氣氛的影響：利用或防止七固反應(yīng)。5) 粉磨時(shí)間

31、和溫度的影響：較適宜的時(shí)間和溫度。16.機(jī)械力化學(xué)在應(yīng)用中的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 經(jīng)高能粉磨處理的物料，不僅使粒度減小，比表面積增大，而且由于反應(yīng)的活性提高，可使后續(xù)熱處理過(guò)程的燒成溫度大幅度降低。 由于機(jī)械粉碎的同時(shí)兼有混合作用，使多組分的原料在顆粒細(xì)化同時(shí)達(dá)到均勻化，特別是均勻化程度提高，使制備的產(chǎn)品性能更好。 便于制備宏觀、納米乃至分子尺度的復(fù)合材料。 便于制備某些常規(guī)方法難以制備的材料。缺點(diǎn)： 通常需要長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械處理，能量消耗大，且反應(yīng)難以進(jìn)行完全，在實(shí)際應(yīng)用中，通常對(duì)物料進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆勰?lái)制備前驅(qū)體而不是最終產(chǎn)物。 研磨介質(zhì)的磨損會(huì)造成物料污染，影響粉磨產(chǎn)物純度 處理金屬材料時(shí)，需要用氮?dú)?、?/p>

32、氣等惰性氣體保護(hù)，否則可能發(fā)生氧化、燃燒等不希望發(fā)生的反應(yīng)。第五章 粉體的分級(jí)與分離一、粉體的篩分1.篩分定義：篩分是粉體的一種分級(jí)方法，可將物料分成通過(guò)篩子較細(xì)的部分和留在篩子上的較粗的部分，分別稱為篩上料和篩下料。2.篩面的種類及特點(diǎn)：條篩：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，不需要?jiǎng)恿?；但篩孔易堵塞，需要的高差大，篩分效率一般為50-60%。板狀篩：比較牢固、剛度大、使用壽命長(zhǎng)；缺點(diǎn)是，開(kāi)孔率較小，約為40-60%，一般用于中等粒度的物料篩分，篩孔尺寸一般在12-50mm。編制篩面：鋼絲編織而成。篩孔為正方形或長(zhǎng)方形，開(kāi)孔率可達(dá)95%。具有開(kāi)孔率高、質(zhì)量輕、制造方便的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是使用壽命短。（提高壽命

33、：采用彈簧鋼或不銹鋼）3.篩分作業(yè)（常與粉碎作業(yè)相聯(lián)系）1) 由粗到細(xì)的篩序 優(yōu)點(diǎn)：可以將篩面由粗到細(xì)重疊布置，節(jié)省廠房面積；粗物料不接觸細(xì)篩網(wǎng)可減少細(xì)篩網(wǎng)的磨損；較難篩的細(xì)顆粒很快通過(guò)上層篩面而不易形成堵塞，有利于提高篩分質(zhì)量；缺點(diǎn)是維修不方便。2) 由細(xì)到粗的篩序 細(xì)篩網(wǎng)易磨損，易被大顆粒堵塞，降低分離效率；但布置容易，維修方便。3) 混合篩序:由上述兩種混合組成。4.篩分機(jī)械： 按照篩分的方式可分為干式篩和濕式篩；按照篩面的運(yùn)動(dòng)特性可分為五類：搖動(dòng)篩、振動(dòng)篩、回轉(zhuǎn)篩、固定篩、氣流篩。回轉(zhuǎn)篩工作原理：物料在滾筒內(nèi)由于摩擦力作用被提升至一定高度，后因重力作用沿篩面向下滾動(dòng)，隨之又被提升。因此

34、物料在筒內(nèi)成螺旋形運(yùn)動(dòng)軌跡。在不斷的下滑翻滾轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，細(xì)顆粒通過(guò)篩孔落入篩下，大于篩孔尺寸的物料則自篩筒的大端排出?；剞D(zhuǎn)篩篩面形狀有圓筒形、圓錐形、多角筒形和多角錐形。其中多角筒篩的篩分效率比圓通篩分效率更高?；剞D(zhuǎn)篩的特點(diǎn)是：工作平穩(wěn)，沖擊和振動(dòng)小，易密封除塵，維修方便；主要缺點(diǎn)是篩面利用率低，形體較大，篩孔易堵塞，篩分效率低下。搖動(dòng)篩：電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪傳動(dòng)，是偏心軸旋轉(zhuǎn)，然后用連桿帶動(dòng)篩框做定向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。² 振動(dòng)篩分類：分為單軸慣性振動(dòng)篩、雙軸慣性振動(dòng)篩、電磁篩、概率篩等。振動(dòng)篩優(yōu)點(diǎn)：篩體以小振幅、高頻率強(qiáng)烈振動(dòng)，消除物料堵塞現(xiàn)象，使篩機(jī)具有較高篩分效率和處理能力；動(dòng)力消耗小，構(gòu)

35、造簡(jiǎn)單，維修方便；使用范圍廣，不僅可用于細(xì)篩，也可用于中篩和粗篩分，還可用于脫水和脫泥等分離作業(yè)。電磁篩特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，體積小，耗電少，振動(dòng)頻率高達(dá)3000次/分，振幅一般為2-4 mm。搖動(dòng)篩和振動(dòng)篩的區(qū)別：振動(dòng)篩：篩面振動(dòng)方向與篩面成一定角度。物料主要做相對(duì)滑動(dòng)。搖動(dòng)篩：運(yùn)動(dòng)方向基本平行于篩面二、超細(xì)粉體的分級(jí)1.超細(xì)分級(jí)原理1) 離心分級(jí)：離心力場(chǎng)中，顆?？色@得比重力加速度大得多的離心加速度，同樣的顆粒在離心力場(chǎng)中的沉降速度遠(yuǎn)大于重力場(chǎng)情形，換言之，較小的顆粒也能獲得較大的沉降速度。2) 慣性分級(jí)：主氣流通過(guò)噴射器攜帶顆粒高速噴至分級(jí)室，輔助控制氣流使氣流及顆粒的運(yùn)動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)

36、角小，而進(jìn)入粗粉部分收集裝置；細(xì)顆粒及微細(xì)顆粒則發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)，隨氣流沿不同的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)入相應(yīng)的出口被分別收集。3) 迅速分級(jí)原理：細(xì)顆粒的巨大表面能使之具有強(qiáng)烈的聚附性。在分級(jí)力場(chǎng)中，這些顆?？赡苡捎诹鲌?chǎng)不均勻及碰撞等原因聚集成表觀尺寸較大的團(tuán)聚顆粒，并且它們?cè)诜旨?jí)室中滯留的時(shí)間越長(zhǎng)，這種團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生的概率越大。迅速分級(jí)原理就是為了克服這種現(xiàn)象提出來(lái)的。所謂迅速分級(jí)，就是采取適當(dāng)?shù)姆旨?jí)室，應(yīng)用恰當(dāng)?shù)牧鲌?chǎng)使微細(xì)顆粒尤其是臨界分級(jí)粒徑附近的顆粒一經(jīng)分散就立即離開(kāi)分級(jí)區(qū)，以避免它們?cè)诜旨?jí)區(qū)的濃度不斷增大而團(tuán)聚。這是目前任何類型的超細(xì)分級(jí)機(jī)所極力追求的目標(biāo)。4) 減壓分級(jí)原理：顆粒粒徑近于或小于

37、氣體分子的平均自由程（任一分子與其他分子兩次相繼碰撞之間通過(guò)的路程之平均值）時(shí)，由于顆粒周圍產(chǎn)生分子滑動(dòng)因而導(dǎo)致顆粒所受阻力減小。常壓時(shí)，顆粒粒徑越小，其沉降速度受到的影響越顯著。2.干式分級(jí)種類：重力分級(jí)、離心式分級(jí)、慣性分級(jí)等。三、固氣分離1.固氣分離定義：從氣體與懸浮細(xì)顆粒的混合相中分理處固體顆粒的單元操作2.目的：1) 在氣力輸送或一些產(chǎn)品生產(chǎn)中，需要把粉體從氣體中分離出來(lái)2) 為環(huán)境保護(hù)與綠色生產(chǎn)，需要把氣體中所含的粉塵出去（一般除塵=收塵，0.1100m）3.固氣分離設(shè)備的分類：（按收塵原理分類）1) 重力收塵器：利用重力使粉塵顆粒沉降至器底（沉降室）；可收集粉塵粒徑在50m以上。

38、2) 慣性收塵器：利用氣流運(yùn)行方向突然改變時(shí)其中固體顆粒的慣性運(yùn)動(dòng)而與氣體分離，如百葉窗收塵器等；分離粒徑一般大于30m。3) 離心收塵器：在旋轉(zhuǎn)的氣固兩相流中利用固體顆粒的離心慣性力作用使之從氣體中分離出來(lái)，如旋風(fēng)收塵器；分離粒徑可達(dá)5m。4) 過(guò)濾收塵器含塵氣體通過(guò)多孔層過(guò)濾介質(zhì)時(shí)，由于阻擋、吸附、擴(kuò)散等作用而將固體顆粒截留下來(lái)，如袋式收塵器、顆粒層收塵器等；分離粒徑可達(dá)1m。5) 電收塵器：在高壓電場(chǎng)中，利用靜電作用使顆粒帶電從而將其捕集下來(lái)，如靜電收塵器；分離粒徑達(dá)0.01m 按照作業(yè)方式分類，則分為干式除塵器和濕式除塵器兩類。4.旋風(fēng)除塵器l 組成：進(jìn)氣管、外圓筒、錐形筒、貯灰箱、鎖

39、風(fēng)閥、排風(fēng)管l 工作原理：利用含塵氣體高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性離心力而使粉塵顆粒與氣體分離的一種干式收塵設(shè)備。含塵氣體從進(jìn)氣管以較高速度（一般可達(dá)12-25m/s）沿外圓筒的切線方向進(jìn)入直筒并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生較大離心力，由于顆粒的慣性比空氣大的多，因此將大部分顆粒甩向筒壁，顆粒離心沉降至筒壁后失去動(dòng)能沿壁面下滑與氣體分開(kāi)，經(jīng)錐體排入貯灰箱。積集在貯灰箱中的粉料經(jīng)閘門卸下。當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的外旋流向下旋轉(zhuǎn)到圓錐部分時(shí)，隨圓錐變小而向中心逐漸靠近，氣流達(dá)到錐體下端時(shí)邊開(kāi)始上升，形成一股自下而上的內(nèi)旋氣流，并經(jīng)中心排氣管從頂部作為凈化氣體排出。l 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，易制造，造價(jià)低，

40、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，因而操作管理方便，維修量小，在處理顆粒粒徑10m以上的含塵氣體使，即使其含塵濃度較高也可獲得較高的收塵效率。l 缺點(diǎn)：流體阻力損失大，因而電耗高，殼體易磨損，要求卸料閘門等嚴(yán)格鎖風(fēng)，否則會(huì)嚴(yán)重影響收塵效率。5袋式收塵器l 主要工作原理：利用多孔纖維濾布將含塵氣體中的粉塵過(guò)濾出來(lái)的收塵設(shè)備。l 與旋風(fēng)收塵器相比，收塵效率高，對(duì)于5m的顆粒，收塵效率可達(dá)99%以上；可以捕集1m的顆粒。l 與電收塵器相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高，投資費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單可靠。l 缺點(diǎn)：耗費(fèi)較多的織物，允許的氣體溫度較低，若氣體中濕含量高或含有吸水性較強(qiáng)的粉塵，會(huì)導(dǎo)致濾布堵塞，使其應(yīng)用受到一定限制。l 濾布材

41、料考慮因素：含塵氣體的性質(zhì)、含塵濃度、粉塵顆粒大小極其化學(xué)性質(zhì)、濕含量、氣體溫度；l 總體要求：濾布的均勻致密、透氣性好、耐熱、耐腐蝕、憎水、收塵效率高l 常見(jiàn)濾布：棉織濾布：生產(chǎn)成本低，耐高溫性能差；毛織濾布：造價(jià)高，耐熱性能好，透氣性好，阻力小，耐酸堿；合成纖維：聚酰胺纖維耐磨性好，耐堿、不耐酸，工作溫度80以下； 聚丙烯乙腈纖維的強(qiáng)度高，耐酸，不耐堿，工作溫度110130； 聚酯纖維耐熱耐酸耐堿性能均較好，工作溫度140160； 玻璃纖維過(guò)濾性好，阻力小，化學(xué)性能穩(wěn)定，造價(jià)低。6.影響電收塵器收塵性能的因素：1) 粉塵比電阻：指的是每平方厘米面積上，高1cm的粉料柱沿高度方向測(cè)定的電阻值

42、。當(dāng)粉塵比電阻在102 109·m時(shí)，除塵效率最高。2) 含塵濃度：氣體含塵濃度增大時(shí)，粉塵離子也增多，雖然他們電暈電流不大，但形成的空間電荷很大，抑制了電暈電流產(chǎn)生，使的粉塵顆粒不能獲得足夠的電荷導(dǎo)致除塵效率變低。并且，當(dāng)濃度增大到一定至，電暈電流會(huì)減小到零，使得氣體凈化效果大大下降，這種現(xiàn)象稱為“電暈封閉”。3) 粉塵顆粒組成：最有效的粒徑范圍為0.01-20 m；粒徑偏小，不易收集；粒徑偏大，所需附著電量大，不經(jīng)濟(jì)。4) 含塵氣體溫度： 溫度對(duì)粉塵比電阻：溫度波動(dòng)會(huì)使得粉塵比電阻發(fā)生波動(dòng)，因此要使得溫度保持較小的波動(dòng)范圍； 溫度對(duì)氣體黏度：氣體溫度越高，氣體黏度越大，除塵效率越

43、低； 溫度對(duì)擊穿電壓：溫度升高，擊穿電壓降低，除塵效率降低；5) 氣流速度：通過(guò)電場(chǎng)的氣流速度越大，除塵效率越高；反正則相反。6) 氣體濕度： 氣體濕度對(duì)空氣擊穿電壓的影響：氣體濕度上升，擊穿電壓上升，提高除塵效率； 氣體濕度對(duì)粉塵比電阻的影響：氣體濕度對(duì)粉塵比電阻影響很大。不同電除塵器對(duì)此有不同的濕度要求！四、固液分離1.沉降濃縮定義：稀懸濁液用重力沉降稱為稠厚泥漿，即分離成淤泥和較澄清溢流的操作，稱為沉降濃縮或沉淀濃縮。沉降濃縮過(guò)程A澄清區(qū) B凝聚沉降區(qū) C濃縮區(qū) D致密區(qū) E粗粒子沉降濃縮一般用作過(guò)濾、離心分離、干燥等的前以工序。 A層：最上面的澄清層。凝聚良好時(shí)，由于沉降粉體的過(guò)濾作用

44、而澄清。A-B間界面明顯。凝聚不佳時(shí)，因殘留微粒子而變得渾濁，界面不明顯。該界面高度與時(shí)間的關(guān)系，可以用作增稠器設(shè)計(jì)和操作的基本數(shù)據(jù)，其關(guān)系曲線稱為間歇性沉降曲線。 B層：干擾沉降層。其濃度與懸濁液初期濃度幾乎相等。液體為連續(xù)相，高度上幾乎無(wú)濃度差，A-B界面的沉降速度等于干擾沉降速度。 C層：B和D的中間濃度的過(guò)渡層。通過(guò)凝聚堆積起來(lái)的毛細(xì)管網(wǎng)時(shí)，液體被擠出，顆粒的水平位置保持不變，但沿垂直方向壓縮，該層液體已經(jīng)不是連續(xù)相。 D層：顆粒緊密堆積，毛細(xì)管流減少的狀態(tài)，沉降速度極小。 E層：含少量水分的固體顆粒層。2.按顆粒物性分離的類型：過(guò)濾、離心分離、噴霧干燥。（沉降濃縮也可以算進(jìn)取）3.離

45、心沉降機(jī)（離心機(jī)）離心機(jī)是利用離心力，分離液體與固體顆?；蛞后w與液體的混合物中各組分的機(jī)械。 離心機(jī)主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開(kāi)；或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同，又互不相溶的液體分開(kāi)(例如從牛奶中分離出奶油)；它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機(jī)甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機(jī)還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點(diǎn)，有的沉降離心機(jī)還可對(duì)固體顆粒按密度或粒度進(jìn)行分級(jí)。4.噴霧干燥噴霧干燥原理：于干燥室中將稀料經(jīng)霧化后，形成極細(xì)的霧群，是料液表面積大大增加，在與熱空氣的接觸中，水分迅速汽化，即得到干燥產(chǎn)品。該法能直接使溶液、乳濁液干燥成粉狀或

46、顆粒狀制品，可省去蒸發(fā)、粉碎等工序。噴霧干燥特點(diǎn)：噴霧干燥具傳熱快，水分蒸發(fā)迅速，干燥時(shí)間瞬間的特點(diǎn)，且制品質(zhì)量好，質(zhì)地松脆，溶解性能也好，能改善某些制劑的溶出速率，操作過(guò)程自動(dòng)化、連續(xù)化，減少操作人員，泥漿質(zhì)量溫度、操作可靠。不足的是噴霧干燥屬于物理方法脫水，需要供給熱量以蒸發(fā)水分；另外，設(shè)備較復(fù)雜、龐大噴霧干燥對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)，特別是生產(chǎn)干壓粉料，相對(duì)經(jīng)濟(jì)。噴霧干燥機(jī)主要構(gòu)造有：霧化器、干燥塔、熱空氣分配器、給料器、進(jìn)氣管、排風(fēng)管、收集器、泥漿泵等第六章 粉體的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)1.料倉(cāng)的種類:筒倉(cāng)、料斗、漏斗、貯倉(cāng)、容器。2.料倉(cāng)內(nèi)的粉體流出1) 質(zhì)量流或整體流：料倉(cāng)內(nèi)整個(gè)粉體層能夠大致均勻地下降

47、流出（先進(jìn)先出，適應(yīng)于流動(dòng)性優(yōu)良的粉體或細(xì)粒散體 ）2) 漏斗流或核心流：料倉(cāng)內(nèi)粉體層的流動(dòng)區(qū)域呈漏斗形，使料流順序紊亂，甚至有部分粉體滯留不動(dòng)，造成先加入的物料后流出（后進(jìn)先出）3.孔口流出（砂時(shí)計(jì)原理）：粉體自容器底部孔口流出時(shí)，質(zhì)量流出速度與粉體層的高度無(wú)關(guān)4.料倉(cāng)類結(jié)拱類型及其防止措施拱的類型1) 壓縮拱：粉體受壓力作用，固結(jié)強(qiáng)度增大導(dǎo)致的結(jié)拱；2) 楔形拱：楔形顆粒相互嚙合達(dá)到力平衡而導(dǎo)致的結(jié)拱；3) 黏結(jié)黏附拱：黏聚性強(qiáng)的物料因汗水、吸潮或靜電作用，增強(qiáng)了物料與倉(cāng)壁的黏附力而導(dǎo)致的結(jié)拱；4) 氣壓平衡拱：因料倉(cāng)卸料器氣密性差，空氣漏入料倉(cāng)，當(dāng)上下氣體壓力達(dá)到平衡時(shí)所形成的料拱；防止

48、結(jié)拱的措施：改善料倉(cāng)的幾何形狀及尺寸；降低料倉(cāng)內(nèi)粉體的壓力；減小料倉(cāng)壁摩擦阻力。5.偏析現(xiàn)象及其防治粉體流動(dòng)時(shí)，由于粒徑、顆粒密度、顆粒形狀、表面性狀等差異，粉體層的組成呈現(xiàn)不均質(zhì)的現(xiàn)象，稱為偏析現(xiàn)象。防止偏析的方法：盡量減小料堆斜坡上粉體的流動(dòng)長(zhǎng)度，如在料倉(cāng)內(nèi)設(shè)置同心狀或方格狀隔板；改變投料方法；設(shè)置擋板；使用該流體以改變粉體的流型。6.偏析機(jī)理：五種造成偏析的原因1) 滲流偏析：動(dòng)態(tài)粉體層內(nèi)的顆粒因粒度或密度不同而穿插運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為滲流現(xiàn)象。前者為粒度偏析，后者為密度偏析。2) 振動(dòng)（喂料斗和斜槽需考慮）：在振動(dòng)力作用下，大顆粒向粉體層表面上升，小顆粒向下運(yùn)動(dòng)，細(xì)料累積并密實(shí)時(shí)候，就能支撐

49、住大顆粒。3) 顆粒的下落軌跡：在已產(chǎn)生偏析時(shí)，下落軌跡將會(huì)維持這種偏析，使得料倉(cāng)內(nèi)水平方向上粉體組成有差異。4) 料堆上的顆粒沖撞：大顆粒沖撞到料堆，勢(shì)必在較小的顆粒上滾動(dòng)或滑動(dòng)。彈性好、粒度大的顆粒偏析于料堆外圍；彈性小、粒度小則偏析于料堆靠近供料點(diǎn)。5) 安息角的影響：安息角大，流動(dòng)性差的顆粒在料堆中心；安息角小、流動(dòng)性好的顆粒往往在料堆外側(cè)。7.粉體的輸送1) 膠帶輸送機(jī)特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，工作平穩(wěn)可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。輸送帶起來(lái)了曳引和承載作用，輸送帶主要有織物芯膠帶和鋼繩芯膠帶兩大類。輸送帶面有橡膠帶和聚氯乙烯塑料帶兩種，前者應(yīng)用較廣，后者前景好。橡膠帶：若干層帆布組

50、成，帆布層之間用用硫化方法澆上一層薄的橡膠，耐磨，有彈性；橡膠帶的連接方法分為硫化膠結(jié)和機(jī)械連接。塑料帶特點(diǎn)除了具有橡膠帶的耐磨、彈性之外，還有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐酸堿性和一定耐油性。塑料帶的連接方式有機(jī)械法和塑化法2) 螺旋輸送機(jī)（同時(shí)具有一定的破碎效果）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在料槽外部除傳動(dòng)裝置外，沒(méi)有其他轉(zhuǎn)動(dòng)部件，占地面積小，易封閉，管理、維護(hù)、操作簡(jiǎn)單，便于多點(diǎn)裝料和多點(diǎn)卸料。缺點(diǎn)：運(yùn)行阻力大，一般比其他輸送機(jī)消耗的動(dòng)力大，機(jī)件磨損快。不適于運(yùn)送塊狀、磨琢性大的物料；摩擦力大，在輸送過(guò)程中對(duì)物料有較大的粉碎作用，對(duì)需要保持粒度一定的物料不宜用這種輸送機(jī)；只用于較低或中等產(chǎn)率（100m3/h）的生產(chǎn)過(guò)程中，且輸送距離不宜太長(zhǎng)。葉片形狀：a全葉式、b槳式、c帶式、d型葉式。8.粉體的喂料帶式喂料機(jī)：短小型帶式輸送機(jī)特點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載段支承托輥布置緊密，運(yùn)行可靠，投資少，喂料性能良好，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和計(jì)量，適用于粒狀和小塊狀物料,占用空間大，不適用于磨蝕性及高溫物料轉(zhuǎn)動(dòng)式喂料機(jī)：一般用于粉末物料的喂料螺旋式