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沈理超细加工技术考试试题

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沈理超细加工技术考试试题_第1页
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超声粉碎法的原理和应用范围:利用超声振动使固体物料破碎频率高于 16000HZ 的声波,称为超声波通常是将被粉碎物料分散在液体(一般是水)介质中,然后将超声波发生器至于该液体介质中然后将超声波发生器(原理、功效、其所适用的被粉碎物料的性能等问题)置于该液体介质中超声波发生器产生强烈的高频超声振动,其超声能传递给液体中的固体颗粒,当固体颗粒内部聚集的能量足以克服固体结构的束缚能时,固体颗粒被破碎同时,这种超声能传递给液体中的团聚体后,当该能超过团聚体的结合能,团聚体解聚(药剂的乳化) ,因此,也能使团聚的固体颗粒在液体中充分分散影响超声粉碎效果的主要因素1.超声波的频率和强度:频率越高,强度越大2.粉碎时间的长短超声粉碎时间长,产品越细,分散性越好但易使粉碎系统的温度上升很快,而且很高,对粉碎热敏性物质极为不利,同时使生产成本提高3.被粉碎的固体颗粒结构对粉碎效果影响很大固体颗粒越致密,结合能越大,越难破碎因此,超声波的频率和强度应与被粉碎的物料性质相匹配4.液体中固体颗粒的浓度必须适当太低及太高对粉碎效果及能量利用率都不利不能形成固体颗粒的沉积,沉积的颗粒很难接受超声波能而被破碎超声粉碎只对结构比较松散的固体颗粒进行粉碎。

主要用于将团聚的超细固体颗粒分散于液体中,以制成分散性良好的乳状液因此,多称为超声波分散系统粉碎过程中,外力所做的功主要消耗于以下几个方面:1.粉碎机械传动中的消耗;2.颗粒在粉碎发生之前的变形能和粉碎之后的储能;3.被粉碎物料新增表面积的表面能;4.颗粒晶体结构变化所消耗的能;5.研磨介质之间的摩擦、振动及其他能耗粉碎过程的机械化学变化主要包括:1.被激活物料原子结构的重排和重结晶,表面层自发地重组,形成非晶质结构2.外来分子(气体、蒸汽、表面活性剂等)在新生成的表面上自发地进行物理吸附和化学吸附3.被粉碎物料的化学组成变化及颗粒之间的相互作用和化学反应4.被粉碎物料物理性能的变化在湿式超细粉碎过程中,除了采用分散剂分散或化学分散外,还可采用物理分散方法1.超声分散 将所需分散的超细粉体悬浮体置于超声场中,用适当的超声频率和作用时间加以处理它包括超声乳化(主要用于分散难溶于液态的药剂和难以相溶的两种或多种液态物质) 、超声分散(用于超细粉体在液相介质中的分散,在测量超细粉体粒度时,通常使用超声分散进行预处理) 、超声清洗等超声波用于超细粉体悬浮体的分散效果虽然较好,但由于其耗能高,大规模使用在经济上还存在很多问题。

2.机械搅拌分散 通过强烈的机械搅拌引起液流强湍流运动而使超细粉体聚团碎解悬浮但是在停止搅拌后,分散作用消失,超细粉体可能重新团聚此外,在超细设备中,转速往往受到一定限制,因此机械搅拌难以单独完成超细粉碎过程中“降黏”的目的因此必须采用与化学分散相结合的手段化学分散就是通过在超细粉体悬浮体中添加分散剂(无机电解质、表面活性剂、高分子分散剂)阻止颗粒之间团聚,达到降低矿浆黏度和物料稳定分散的目的助磨剂的作用原理关 于 助 磨 剂 的 作 用 原 理 主 要 有 两 种 观 点 一 是 “ 吸 附 降 低 硬 度 " 学 说 认 为 助 磨 剂 分 子 在 颗 粒 上 的 吸 附 降 低 了 颗 粒 的 表 面 能 或 者 引 起 近 表 面 层 晶 格 的 位 错 迁 移 , 产 生 点 或 线 的 缺 陷 , 从 而 降 低 了 颗 粒 的 强 度 和 硬 度 ; 同 时 , 阻 止 新 生 裂 纹 的 闭 合 , 促 进 裂 纹 的 扩 展 二 是 “ 矿 物 流 变 学 调 节 " 学 说 认 为 助 磨 剂 通 过 调 节 矿 浆 的 流 变 学 性 质 和 矿 粒 的 表 面 电 性 等 , 降 低 矿 浆 的 黏 度 , 促 进 颗 粒 的 分 散 , 从 而 提 高 矿 浆 的 可 流 动 性 , 阻 止 矿 粒 在 研 磨 介 质 及 磨 机 衬 板 上 的 黏 附 以 及 颗粒之间的团聚。

在 非 金 属 矿 的 湿 式 超 细 粉 碎 中 , 常 用 的 助 磨 剂 和 分 散 剂 根 据 其 化 学 结 构 有 以 下 三 类 一 是 , 碱 式 聚 合 无 机 盐 在 这 类 中 , 除 了 用 于 硅 酸 盐 矿 物 的 粉 碎 外 , 一 般 多 聚 磷 酸 盐 优 于 多 聚 硅 酸 盐 二 是 , 碱 式 聚 合 有 机 盐 , 在 这 类 中 , 常 用 的 是 聚 丙 烯 酸 盐 、 铵 盐 及 脂 , 它 受 pH 值 的 影 响 较 小 三 是 , 偶 极一偶 极 有 机 化 合 物 助磨剂的种类助 磨 剂 的 种 类 按 照 添 加 时 的 物 质 状 态 , 助 磨 剂 和 分 散 剂 可 以 分 为 固 体 、 液 体 、 气 体 三 种 ; 根 据 其 物 理 化 学 性 质 , 助 磨 剂 和 分 散 剂 可 以 分 为 有 机 和 无 机 两 种湿 式 分 级 机 主 要 有 两 种 类 型 : 一 是 基 于 重 力 沉 降 原 理 的 水 力 分 级 机 ; 二 是 基 于 离 心 力 沉 降 原 理 的 旋 流 式 分 级 机单 个 颗 粒 的 粒 径 表 示 方 法 与 测 定 方 法 有 关 。

由 于 所 采 用 的 测 定 方 法 不 同 , 目 前 所 用 的 表 示 方 法 主 要 有 以 下 几 种 : 1.用 指 定 的 特 征 线 段 表 示 ; 2.用 算 术 平 均 直 径 表 示 ; 3.用 几 何 特 征 的 平 均 值 表 示 ; 4.用 等 效 直 径 , 即 某 种 图 形 的 当 量 直 径 表 示 ; 5.用 有 效 直 径 , 即 相 当 于 具 有 相 同 沉 降 末 速 的 球 体 的 直 径 表 示 目 前 工 业 上 采 用 的 超 细 粉 碎 单 元 作 业 ( 即 一 段 超 细 粉 碎 ) 有 以 下 几 种 工 艺 流 程 : 1.开 路 流 程2.闭 路 流 程 3.带 预 先 分 级 的 开 路 流 程4.带预先分级的闭路流程5.带最终分级的闭路流程6.带预先分级和最终分级的开路流程 常 用 的 气 流 磨 粉 碎 工 艺 主 要 有 : 空 气 流 粉 碎 工 艺 、 过 热 蒸 汽 流 粉 碎 工 艺 、 惰 性 气 流 粉 碎 工 艺 和 易 燃 易 爆 物 料 气 流 粉 碎 工 艺 等 , 一 般 都 带 有 高 压 气 流 或 过 热 蒸 汽 产 生 装 置 。

工艺设计与设备选型的原则和程序超细粉碎工艺设计与设备选型的一般原则和程序超 细 粉 碎 工 艺 设 计 与 设 备 选 型 的 一 般 原 则 是 : 1. 满 足 设 计 产 品 纲 领 ( 产 品 质 量 和 数 量 ) 这 是 工 艺 设 计 与 设 备 选 型 首 先 要 遵 循 的 一 条 原 则 产 品 纲 领 包 括 数 量 ( 年 产 量 ) 和 规 格 ( 质 量 ) , 产 品 的 质 量 要 求 包 括 产 品 细 度 ( 粒 度 大 小 和 粒 度 分 布 ) 、 颗 粒 形 状 、 表 面 性 质 和 纯 度 等 2. 节 省 投 资 投 资 额 直 接 影 响 工 厂 将 来 的 经 济 效 益 因 此 , 在 满 足 前 述 设 计 产 品 纲 领 的 前 提 下 , 应 尽 可 能 地 节 省 投 资 对 于 工 艺 设 计 来 说 , 设 备 投 资 是 投 资 额 的 主 要 构 成 部 分 因 此 , 要 在 满 足 产 品 纲 领 及 综 合 性 能 指 标 比 较 的 基 础 上 选 择 投 资 较 省 的 工 艺 设 备 。

3. 降 低 能 耗 能 耗 是 超 细 粉 体 加 工 厂 最 主 要 的 生 产 成 本 构 成 之 一 , 直 接 影 响 未 来 产 品 的 市 场 竞 争 力 和 企 业 的 经 济 效 益 因 此 , 在 确 保 产 品 纲 领 和 投 资 、 效 益 综 合 分 析 及 比 较 的 基 础 上 , 要 选 择 高 效 低 能 耗 的 设 备 并 尽 可 能 地 简 化 工 艺 流 程 , 以 减 少 整 条 生 产 线 的 总 装 机 容 量 ( 总 装 机 功 率 ) , 降 低 单 位 产 品 能 耗 4.减 少 磨 耗 超 细 粉 体 加 工 中 , 粉 碎 、 分 级 设 备 的 磨 耗 和 研 磨 介 质 消 耗 是 不 可 避 免 的 这 些 磨 耗 不 仅 要 增 加 生 产 成 本 , 而 且 污 染 物 料 , 导 致 被 粉 碎 物 料 的 纯 度 下 降 , 影 响 最 终 粉 体 产 品 的 质 量 因 此 , 在 超 细 粉 碎 工 艺 没 计 和 没 备 选 咂 中 一 定 要 注 意 尽 量 减 少 磨 耗 和 研 磨 介 质 消 耗 。

5.满 足 环 保 法 规 环 境 保 护 法 规 和 标 准 是 强 制 性 的 , 如 大 气 污 染 防 治 法 、 水 污 染 防 治 法 、 噪 声 污 染 防 治 法 等 因 此 , 在 超 细 粉 碎 工 艺 设 计 和 设 备 选 型 中 一 定 要 有 环 境 保 护 措 施 , 以 确 保 满 足 环 境 保 护 法 规 的 要 求 6.满 足 劳 动 安 全 和 卫 生 法 规 要 求 劳 动 安 全 和 卫 生 法 规 , 如 建 筑 设 计 防 火 规 范 和 防 雷 规 范 、 工 业 企 业 设 计 卫 生 标 准 和 采 光 设 计 标 准 、 采 暖 通 凤 和 空 气 调 节 设 计 规 范 等 也 是 强 制 性 的 , 因 此 , 在 超 细 粉 碎 工 艺 设 计 和 设 备 选 型 中 一 定 要 同 时 考虑 超 细 粉 碎 工 艺 设 计 与 设 备 选 型 的 一 般 程 序 是 : 1.确定产品纲领 产 品 纲 领 一 般 由 项 目 比 设 或 投 资 方 制 定 或 提 出 , 并 以 合 同 的 方 式 作 为 设计 单 位 或 工 程 承 包 商 进 行 工 艺 以 计 和 设 备 选 型 的 依 据 。

确 定 产 品 纲 领 的 依 据 是 国 内 外 生 产 现状、市 场 需 求 和 发 展 趋 势 ( 预测) 产品纲领要详细 列 出 以设 计 产 品 的 品 种 、 规 格 和 质 量 要 求 、 产量等 作 为超 细 物 体 的 格 和 质 指 标 必 须 包 括 粒 度 大 小 和 粒 度 分 布 , 部 分 对 粒 形 有 特 殊 要求的 超 细 物 体 还 包 括 颗 粒 形 状 ( 如 针 状 、 片 状 、球状等 ) , 对 铁 质 圬 染 要 求 较 严 的 物 体 物 料 , 如 精细陶瓷原料 、 优 质 高岭土 、 超 细 重 质 碳 钙 等 还 要 包 括 超 细 加 工 中 氧 化 铁 的 混 人 量 ( 越少越好) 对 于 已 有 相 关 国 家 标 准 的 物 体 产 品 , 在 设 计 产 品 纲 领 时 一 定 要 符 合 或 满 足 国 家 标 准 2.制 定 工 艺 方案 根 据 原料 性 质 ( 结 构 、 硬 度 、 脆 性 或 韧 性 、 粒 度 大 小 和 粒 度 分 布 、 溶 解 性 、 氧 化 性 、 燃 点 、 化 学 吸附性 和 反 应 活 性 等) 、 产 品 纲 领 和 产 品 质 量 要 求 制 定 工 艺 类 型 或 路 线 和 主 要 设 备 选 型 方案。

该方案主 要 包 括 工 。

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