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1、. .毕创迹整理粉体技术及设备复习要点一 颗粒物型1.粉体的定义对于科学技术研究或工程应用而言，粉末的粒度范围小到几个微米，甚至小于微米级的超细粉，或烟雾、气溶胶和泥浆等，大至数米以上的块状物料，都是粉体工程研究的对象。2.颗粒的粒径和粒度 p1粒径是指颗粒的尺寸，粒度是指颗粒大小、粗细程度。3.粒径的表示方法 p1-3三轴径，当量粒径，统计粒径4.粒度分布的定义 p6粒度分布是指粉体中不同粒径区间颗粒的含量5.粒度分布的表示方法 p6-12 (1)列表法：将粉体粒度分析数据列成表格，分别计算出各粒级的百分数和筛下累积百分数的方法。2图解法：直方图、扇形图和分布曲线3函数法：根据粉体的粒度分析
2、数据，通过数学方法将其整理归纳出足以反映其粒度分布规律的数学表达式的方法。常用的分布函数有正态分布、对数正态分布和罗辛-拉姆勒分布，其中后两种应用最广泛。6.颗粒间的作用力 p17-191颗粒间的范德瓦尔斯力：当颗粒与颗粒相互靠近接触时，颗粒的分子之间存在彼此作用的作用力。2颗粒间的静电力：由于电荷的转移使颗粒带电而在其间存在的作用力3颗粒间的毛细力：当颗粒形成液桥时，由于外表X力和毛细压差的作用而导致的颗粒间的作用力。7.团聚与分散 p19-21团聚是在气相或液相中，颗粒由于相互作用力而形成聚合状态。团聚的三种状态：凝聚体，附聚体，絮凝空气中团聚的原因：静电力、范德华力枯燥空气中、液桥力潮湿
3、空气中解决方法：机械分散、枯燥分散、外表改性、静电分散分散是颗粒彼此互不相干，能自由运动的状态。二.粉体物性1.粉体堆积参数 p26-27容积密度:在一定填充状态下，粉体的质量与它所占体积的比值。空隙率：在一定填充状态下，颗粒间空隙体积占粉体填充体积的比率。填充率：在一定填充状态下，填充的粉体体积占粉体填充体积的比率。配位数：粉体堆积中与某一颗粒所接触的颗粒个数。2.不同粒径球形颗粒群的密实堆积 p29-30 Horsfield填充，Hudson填充三 粉体的机械力化学效应1.机械力化学现象的定义 p55各种凝聚态的物质，受到机械力作用而发生化学变化或者物理化学变化的现象2.机械力化学原理 p
4、56固体受到剧烈冲击，晶体构造发生破坏，局部还会产生等离子体过程，伴随有受激电子辐射等现象，可以诱发物质间的化学反响，降低反响的温度和活化能。总结有以下几个方面：1晶粒细化，缺陷密度增加在粉磨过程中，晶粒细化是一个普遍的现象，粉末在碰撞中被反复破碎缺陷密度增加，产生晶格缺陷、晶格畸变，并具有一定程度的无定形化；物质外表化学键断裂而产生不饱和键、自由离子和电子等，使得晶体内能增高，导致物质反响的平衡常数和反响速度常数显著增大。2局部高温、高压引起化学反响局部碰撞点，产生高温及很高的碰撞力，有助于晶体缺陷扩散和原子的重排。3等离子体理论机械力作用导致晶格松弛与构造裂解，激发出高能电子和等离子区。高
5、激发状态诱发的等离子体产生的电子能量可以超过10eV，而一般热化学反响在温度高于1000时电子能量也只有4eV，紫外电子的能量也不会超过6eV，因而，机械化学有可能进展通常情况下热化学所不能进展的反响，使固体物质的热化学反响温度降低，反响速度加快。4机械力化学动力学3.机械力化学效应与结晶构造的变化 p57-621晶格畸变及颗粒非晶化2晶型转变3脱结晶水4层状结晶构造物质的变化5机械力化学反响四.粉尘爆炸1.粉尘爆炸的定义 p72粉尘爆炸是悬浮于空气中的可燃粉尘颗粒与空气中的氧气充分接触，在特定条件下瞬时完成的氧化反响，反响中放出大量热，进而产生高温、高压的现象。2.粉尘爆炸的特点 p73-7
6、41粉尘爆炸要比可燃物质燃烧及可燃气体爆炸复杂2粉尘爆炸的难易与剧烈程度，与粉尘的物理、化学性质以及周围空气条件密切相关。3粉尘爆炸与可燃气体相比的特点1粉尘爆炸感应期长，达数十秒，为气体的数十倍。粉尘燃烧有一个加热、熔融、热分解和着火等一系列过程：过程可控2粉尘爆炸起爆能量大，为气体的近百倍大多数火源能量都能到达起爆能量，引起粉尘爆炸3粉尘爆炸易产生二次爆炸威力远超过第一次4粉尘爆炸升压速度略低于可燃气爆炸，但正压作用时间比可燃气爆炸长。粉尘粒子不断释放可燃的挥发份，且粒子中包含的挥发份又多，所以压力衰减慢，正压作用时间长；使粉尘爆炸造成的破坏往往比可燃气爆炸严重。5粉尘爆炸毒性比拟大有机成
7、分燃烧不充分产生有毒气体五.粉体的机械设备1.粉碎的定义 p80固体物料在外力作用下，克制内聚力，使之颗粒尺寸减小，外表积增加的过程。粉碎是一种使大块物料变成小块物料甚至粉末，并产生新外表的过程。它可分为两个阶段:将大块物料碎裂成小块称破碎；将小块物料碎裂为细粉末状物料的加工过程称粉磨。2.粉碎流程 p81-823.易碎性的定义 p84易碎性是指物料粉碎的难易程度4.粉碎功耗理论 p85-871经典粉碎功耗理论 Lewis公式 Ritttinger定律外表积学说Kick定律体积学说Bond定律裂纹学说2新近粉碎功耗理论田中达夫粉碎定律 Hiorns公式 Rebinder公式5.粉碎方法 p88
8、-89a.挤压法料加两面间，增加粉碎b.冲击法物料受瞬间冲击力作用c.研磨、磨削法两面运动d.劈裂法料受尖劈楔入破碎机械的类型 p90a.颚式破碎机b.圆锥式破碎机c.辊式破碎机及辊压机d.锤式破碎机e.轮碾机f.还击式破碎机7.粉磨机械的类型 p91球磨机、辊磨机、锤击磨、振动磨、气流磨六.化学法制备粉体1.液相法 p162-169定义：液相法制备纳米微粒是将均相溶液通过各种途径使溶质和溶剂别离，溶质形成一定形状和大小的颗粒，得到所需粉末的前驱体，热解后得到纳米微粒。分类：(1)共沉淀法：单相共沉淀、混合物共沉淀、均匀沉淀法2化合物沉淀法3水解法：无机盐水解法、醇盐水解法、溶液氧化法、水热氧
9、化法七. 分级1.分级的定义及方式 p179定义：把粉碎后的产品按某种粒度大小或不同种类的颗粒进展分选的操作过程。方式：1筛分：将固体颗粒混合物通过具有一定大小孔径的筛面而分成不同粒度级别的过程。筛分一般适用与颗粒大于0.05mm的物料分级。2选粉：按对产品细度要求利用颗粒在流体介质中沉降速度的不同，通过选粉机对颗粒进展分选的过程。粒度小于50m的颗粒物料适用流体分级设备进展分级。2.分级效率的定义 p179分级效率：分级操作后获得的某种粒度的质量与分级操作前粉体中所含该粒度的质量之比，=m/m0100%局部分级效率：把连续变化的粒径分成几个区间，计算各区间的回收率综合分级效率：合格成分的收集
10、率减去不合格成分的残留率3.分级设备的切割粒径 p181重力沉降分级设备中，颗粒重力沉降速度=气流上升速度的颗粒粒径4.循环负荷 p183 -184定义：经过检查筛分或选粉机后返回粉碎或粉磨设备的物料量B与分选出的细粉量A产品之比,C=B/A。一级圈流水泥磨 C=150%300%二级圈流水泥磨短磨 C=300%600%一级圈流干法水泥生料磨 C=200%450%风扫式水泥生料磨 C=50%-150%一级圈流湿法水泥生料磨 C=50%300%八. 别离1.别离的定义 p206定义：别离是把任何形状或密度的固体颗粒或液珠从流体介质中别离出来的过程。2.收尘器类型 p208-209(1) 重力收尘器
11、：利用颗粒重力沉降，最小收尘粒径50m，适于75m粒径收尘。例降尘室 (2) 惯性收尘器：利用惯性力收尘，最小收尘5m，适于粒径为30m (3) 离心收尘器：利用离心力收尘，适于510m。例旋风收尘器 (4) 过滤收尘器：含尘气流过多孔介质，颗粒被截流，适于粒径为1m。例袋式收尘器 (5) 洗涤收尘器：利用水与粉尘颗粒密切接触，湿润收集，适于粒径为0.1m。例泡沫收尘器 (6) 电收尘器：在高压电场内，使粉尘带电，在电场力作用下，使粉尘沉积，适于粒径为0.01m。 (7) 超声波收尘器：用超声波促使高浓度微粉尘凝聚，适于1m以下。3.电收尘器的工作原理及性能 p222-223电晕极金属线的一端
12、用绝缘子悬挂在接地的金属圆筒的轴心上，并在其上施加很高的负电压。当电压到达临界值时，在金属丝外表上就出现青蓝色的光点，并同时发出咝咝声，这种现象称为电晕放电。此时从底部通入含尘气，粉尘粒子吸附负离子而荷电，在电场力的作用下向圆周运动而沉积在圆筒壁上，沉积粉尘到达一定厚度时，用振打机构使粉尘落入灰斗。电收尘器的工作过程可分为四个阶段：(1) 电晕放电电晕极为负极当气体分子获得足够的能量可使分子中的电子脱离成为自由电子，气体就具有导电能。为使气体电离而又不至击穿短路，必须具备：采用非均匀电场，使电晕极附近有最大电场强度，距电晕极越远越弱；高压电场的电压大于临界电压。(2) 气体电离出现电晕后，距电
13、晕极外表23mm范围，气体电离，由于电晕区内产生的电子进入电晕区外碰撞其中的中性气体分子，电子被中性气体分子捕获并附着在气体分子上而形成负离子。(3) 粉尘荷电和沉积带负电荷的粉尘向圆管电极运动，最后沉积在圆管电极内外表，故圆管电极又称集尘极或沉淀极。(4) 粉尘回收当沉积粉尘到达一定厚度时，对电晕极和沉淀极进展振打，使沉积其上的粉尘振落到下面灰斗中并向外卸出。九.储存1.储存容器种类 p237-238 1料库：大，可用钢板或混凝土制作，使用周期达周或月以上。2料仓：容量居中。较短的临时贮存为目的，使用周期以天或小时计。调节供料量，由钢筋混凝土或钢板制成3料斗下料斗：贮存不是其目的，物料的流量
14、控制一定，并改变物料的流向，一般由钢板制成2.粉体的偏析 p250-251定义：在粉体流动时，由于粉体粒径、颗粒密度、颗粒形状、外表性状等的差异，粉体层的组成呈现的不均质现象。机理：1附着偏析：重力沉降中，细粉附着在仓壁上。卸料时粒度发生变化。2填充偏析：细粉渗透到粗颗粒组成的筛网上。3)滚落偏析：由于粒子的形状和摩擦状态的相异而引起。结果：粗颗粒分布在仓壁附近，而细粉集中在料仓的中央料仓中物料的偏析以滚落偏析为主3.防止偏析的措施 p251-252(1)均匀投料法在料仓上方尽可能多设多个投料点，防止单一投料口，这样可将一个料堆分成多个小料堆，使所有各种粒度的各种组分能够均匀地分布在料仓的中部和边缘区域。并保持一定的料位，料仓不能排料排得太空。投料速度越快，越有利于防止偏析，所以要尽可能缩短投料粒径。2料仓的构造整体流料仓有利于消除偏析。料仓构造可采用以下方法：a.细高料仓法，即在一样料仓容积下，采用直
