CN101637743B - 一种超细粉体分离的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种超细粉体分离的方法属于粉体分级的技术领域，特别涉及一种用双旋转离心场技术进行超细粉体任意粒度分级的方法。本方法利用旋转外筒与旋转内筒之间的转数差分离粗细粉体；旋转内筒轴为空心轴，即为通料口，安装有叶片的旋转内筒装在旋转外筒中，利用旋转内筒上的叶片将聚集在旋转外筒内壁的颗粒剥离下来，以达到分离的目的。将粒度为0.1-14μm的粉体放入水中，配成溶液，充分搅拌；从通料口通入水注满设备腔，开启设备，运行5分钟；设置旋转内、外转筒的转数，使转数差为0.1—10转/分。本方法使用度广，操作简单，周期短，节约能源，可以广泛应用在碳化硅、氧化钛、碳化硼、氧化铝、氧化镁等陶瓷粉体上。

Description

一种超细粉体分离的方法
技术领域
本发明属于粉体分级的技术领域，特别涉及一种用双旋转离心场技术进行超细粉体任意粒度分级的方法。 
背景技术
随着科学技术的不断进步，以碳化硅、碳化硼、氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化铈等为代表的各种陶瓷粉体被越来越广泛地应用到航空航天结构材料、装甲材料、耐磨材料、宝石、半导体芯片/太阳能电池基板的切削抛光、高温耐蚀材料等各个领域，应用范围越来越大，对粉体的品质要求也越来越高。现代科学技术对粉体要求的总体趋势是成分控制准、纯度高，而且对于粉体的颗粒大小、外观形状等都提出了更高的要求。微粉根据其尺寸大小分为毫米级、微米级、亚微米级以及纳米级，现代工业的迅速发展对粉体提出了更高的要求，主要表现在两个方面，（1）颗粒细；（2）粒度分布窄。它的特点是既限制粒度上限，又限制粒度下限，即窄级别物料。一般来讲，粉体越细、粒度分布越窄，商业价值越大。在我国，超细粉体的分级主要使用水分法，但是该方法具有分级精度差、时间长、用水量多、占用场地大等缺点，更为严重的是无法分级、收集水中更细的粉体，不仅将大量具有高附加价值超细粉体白白流失，分级后的排水还会造成一定程度的环境污染，因此超细粉体行业非常需要具有分级精度高、用水量少、分级速度快的先进超细粉体分级技术。 
发明内容
本发明要解决的技术难题是利用双旋转离心场技术将粒度为0.1-20μm之间的超细粉体进行任意分级，方法使用度广，操作简单，周期短，节约能源，可以广泛应用在碳化硅、氧化钛、碳化硼、氧化铝、氧化镁等陶瓷粉体上，颗粒具有分离均均匀、粒度分布窄特点。 
本发明采用的技术方案是一种超细粉体分离的方法，利用旋转外筒4与旋转内筒2之间的转数差分离粗细粉体，旋转内筒轴为空心轴，即为通料口1，安装有叶片的旋转内筒2装在旋转外筒4中，利用旋转内筒2上的叶片9将聚集在旋转外筒4内壁的颗粒剥离下来，以达到分离的目的，具体步骤如下；
1）、将粒度为0.1-14μm的粉体放入水中，配成浓度为10%—20%的溶液，充分搅拌；
2）、从通料口1通入水注满设备腔5，开启设备，运行5分钟，保证状态稳定；
3）、设置旋转外筒4转数1000—6000转/分，利用可调数变数器将内外筒转数差设置为0.1—10转/分；
4）、将配好的溶液从通料口1注入，设置注入速度为1-10L/min，尺寸较大的颗粒将附着在旋转外筒4的内壁；
5）、由于旋转外筒2的外部轮廓上安装有多个叶片，借助于转数差的存在，使旋转内筒2上的叶片9的先端相对旋转外筒4做相对运动，将附着在旋转外筒4内壁上的大颗粒10刮落，大颗粒10从由设备支撑筒3和圆筒底座8构成的粗料排出口11排出；
6）、其余含有小颗粒6的溶液将从支撑筒3的内腔及细粉排出口7排出，初次分离结束；
7）、再进行多次进一步分离，将由细粉排出口7排出的溶液再次通入通料口1；
8）、按所分离的粒度设置旋转外筒4转数及内外筒转数差，重复3-6步，完成粉体分离。
本发明的显著效果是可以将0.1-14μm的颗粒按任意粒度分离，分离精度高，适用范围广，分级速度快，分级产品具有颗粒细、粒度分布窄的特点。
附图说明
附图1为一种超细粉体分离的装置示意图 
图中，1. 通料口，2. 旋转内筒，3. 设备支撑筒，4. 旋转外筒，5. 设备腔，6. 小颗粒，7. 细粉排出口，8. 圆桶底座，9. 叶片，10. 大颗粒，11. 粗料排出口。
附图2为实施方式中碳化硅混合粉体分级前粒度分布，X横坐标代表粒度(μm)，Y纵坐标代表频率分布（%）。 
附图3为实施方式中碳化硅混合粉体分级后粒度分布。横坐标代表粒度(μm)，纵坐标代表频率分布(%)。 
具体实施方式
下面结合技术方案及附图详细说明本方案的具体实施。 
该方法应用离心的原理，在离心力的作用下，密度比水大的颗粒将被甩到旋转外筒4上，由于旋转外筒4和旋转内筒2有0.1-10转的转数差，使在内外筒高速运行的同时，旋转内筒2相对旋转外筒4做相对运动。由于在旋转内筒2上安装有叶片9，因此叶片9的先端可以将被甩到旋转外筒4上的颗粒挂落下来，从粗粉排出口11排出。而细粉将随水一起从细粉排出口7排出，达到分离的效果。该方法可以有效分离碳化硅、氧化钛、碳化硼、氧化铝、氧化镁等陶瓷颗粒，下面以碳化硅粉为例，介绍该方法的具体实施。
如附图1，将粒度为0.1-14μm的碳化硅粉体放入水中，配成浓度为10%的溶液，充分搅拌；从通料口1通入水注满设备腔，开启设备，稳定运行15分钟；设置旋转外筒4转数3000转/分，利用可调数变数器将内外筒转数差设置为2转/分；将配好的溶液从通料口1注入，设置注入速度为2L/min，尺寸较大的颗粒将附着在旋转外筒4的内壁；由于转数差的存在旋转内筒2上的叶片9相对旋转外筒4做相对运动，将附着在旋转外筒4内壁上的大颗粒10刮落，大颗粒10由设备支撑筒3和底座圆桶8构成的粗料排出口11排出；其余含有小颗粒的溶液将由细粉排出口7排出；收集由细粉排出口7排出的溶液，重新设置旋转外筒4的速度为5000转/分，内外筒转数差3转/分，将溶液由通料口1注入，速度为2L/min，经过粗料排出口11排出的颗粒大小为0.5-1μm，得到目标产品。 
本发明可以显著的将0.1-14μm的颗粒按任意粒度分离，分离精度高，适用范围广，分级速度快，分级产品具有颗粒细、粒度分布窄的特点。

Claims (1)

1.一种超细粉体分离的方法，其特征在于，利用旋转外筒（4）与旋转内筒（2）之间的转数差分离粗细粉体，旋转内筒轴为空心轴，即为通料口（1），安装有叶片的旋转内筒（2）装在旋转外筒（4）中，利用旋转内筒（2）上的叶片（9）将聚集在旋转外筒（4）内壁的颗粒剥离下来，以达到分离的目的，具体步骤如下；
1）将粒度为0.1-14μm的粉体放入水中，配成浓度为10%—20%的溶液，充分搅拌；
2）从通料口（1）通入水注满设备腔（5），开启设备，运行5分钟，保证状态稳定；
3）设置旋转外筒（4）转数1000—6000转/分，利用可调数变数器将内外筒转数差设置为0.1—10转/分；
4）将配好的溶液从通料口（1）注入，设置注入速度为1-10L/min，尺寸较大的颗粒将附着在旋转外筒（4）的内壁；
5）由于旋转外筒（2）的外部轮廓上安装有多个叶片，借助于转数差的存在，使旋转内筒（2）上的叶片（9）的前端相对旋转外筒（4）做相对运动，将附着在旋转外筒（4）内壁上的大颗粒（10）刮落，大颗粒（10）从由设备支撑筒（3）和圆筒底座（8）构成的粗料排出口（11）排出；
6）其余含有小颗粒（6）的溶液将从支撑筒（3）的内腔及细粉排出口（7）排出，初次分离结束；
7）再进行多次进一步分离，将由细粉排出口（7）排出的溶液再次通入通料口（1）；
8）、按所分离的粒度设置旋转外筒（4）转数及内外筒转数差，重复3-6步，完成粉体分离。
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