CN1194819C - 消除磨料磨具用微粉中大粒的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消除磨料磨具用微粉中大粒的方法和装置，将两个溢流分级桶用管路闭路串联相接，将经过处理的原料浆加入到第一个溢流分级桶内，待加够料浆后，用大于所分级颗粒所需的流量迅速补充清水，使料浆完全悬浮，待桶内料浆的液面高度将达到第一个溢流分级桶的溢流出口前，将流量调整到正常溢流分级所需流量，使从第一个溢流分级桶中溢流出的半成品料浆进入提前装满清水的第二个溢流分级桶，进行等流量溢流分级作业，所得成品料浆中不含大粒。用本发明方法和装置生产的微粉中不含大粒，产品质量好。

Description

消除磨料磨具用微粉中大粒的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种磨料磨具用微粉的分级方法及装置，特别是涉及一种利用溢流水力分级法消除磨料磨具用微粉中大粒的方法及装置。

背景技术

磨料磨具用微粉是指颗粒直径很细而又有十分严格的大小尺寸范围相互连续衔接的粒度群。在粒径尺寸为63-0.5μm范围内，按照各国工业标准的规定，共分为11-22个粒度规格，标记是F或#(号)。因为该产品在应用时全部颗粒都要用来研磨、抛光物件，而且每一个颗粒都要被外力压碎，也正是在每一个颗粒被外力压碎的过程中起到刻划、磨削、抛光作用的。如果该产品的粒度尺寸不整齐，就磨抛不出均匀而平滑的新表面。如果该产品中有大颗粒存在，不但磨抛不出整齐的新表面，而且还将新表面划出许多“道子”，使被磨抛物件报废，造成巨大的经济损失。由于该产品的颗粒很细及规格界线很窄，难以用筛网筛分法进行分级，较普遍的采用了水力分级的方法。曾有用旋流法、离心风选法和音频振动法进行过分级试验，但由于分级精度差未获成功。最常用的水力分级方法有沉降法和溢流法两种，而由于沉降法简易，投资少、上马快，所以我国目前以沉降法进行分级的厂家较多。目前日本的产品质量、品种及规格等是世界上最好也是产量最多的国家，几乎占据了世界全部市场。据初步统计，日本约有8-10个微粉生产厂，年总产量约5万吨以上，生产方法是溢流法。但据我国精密研磨、抛光厂使用日本微粉的结论是：并非是不出废品，只是出的最少，目前世界上还没有比日本产品更好的微粉产品。

沉降法和溢流法水力分级的原理是根据同一比重而直径大小不同的颗粒在水中的沉降速度有差异，粒径大的沉降速度快，粒径小的沉降速度慢，即利用沉降速度差来进行粒度分级的，其沉降速度的理论值是按斯托克斯公式计算的，但用于实际生产的数据是经过校正和修正过的。沉降法水力分级是将比重相同而颗粒直径大小不同的物料，按一定的重量比例(固体物料为40％左右)与水混配成料浆，按照容器容积的大小计算的料浆重量，放在一个圆桶状的容器内(有的用陶瓷大缸)。根据容器的高度，设定了一定的吸取料浆的高度(吸水高度)，该吸水高度就是沉降法水力分级法定高度。各个粒度规格的颗粒(d_B50值)直径尺寸的沉降速度，除法定的沉降吸水高度，便得出所需的沉降时间，在到达沉降时间时，将容器内的料浆用虹吸的方法吸出，放入容器内为之成品。法定的吸水高度，一般是容器总高度的0.6左右。溢流法水力分级与沉降法水力分级的机理相同，所不同之处是料浆浓度较沉降法低，固体物料占约为20％左右外，用大于所分出的粒度规格颗粒沉降速度的上升水流，将所要求的颗粒溢流出带有圆锥形的圆形溢流桶外，达到分级的目的。溢流法水力分级时，是向溢流桶内引入一定流量的向上流动的水流，水流的速度等于所要求获得的粒度规格尺寸颗粒的沉降速度时，该颗粒滞留(悬浮)在溢流分级桶内不动，水流的速度大于该颗粒的沉降速度时，就被上升的水流溢流出桶外，达到分级的目的。给于溢流桶中的上升水流的流速和流量，是由流量计或流量泵供给。

由于使用的沉降速度理论是斯托克斯公式，而这个理论公式的条件是：单粒球状颗粒，在无限大的容器内作自由沉降，即自由沉降的颗粒不受容器内壁的干扰，也没有其他的相互干扰，仅与液体(水)的粘滞阻力有关。而实际在进行水力分级生产过程中，颗粒沉降速度受容器内壁的影响，受颗粒形状影响，受因颗粒直径大小产生的沉降速度差的影响，受固体颗粒浓度的影响，受因颗粒矿物不纯的影响，受水温波动的影响，受上升水流波动的影响等等，所以产生了生产实践与理论计算有较大的差异。生产厂采用了综合校正系数和多种技术措施来解决此问题。如对于沉降法水力分级采用两次或多次分级精选，但都因有着多种影响沉降速度的因素，其中主要是因料浆浓度大的影响，根除不了大粒。对于溢流法水力分级，同样存在着上述多种影响颗粒沉降速度的因素，又由于溢流法水力分级很难进行第二次精选，所以也根除不了大粒。

发明内容

本发明的目的是提供一种能消除磨料磨具用微粉中大粒的方法及其装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种能消除磨料磨具用微粉中大粒的方法，将两个溢流分级桶用管路闭路串联相接，将经过破碎、化学处理(包括酸、碱洗)和分段选分后的原料浆加入适量的分散剂进行搅拌一定时间后，用计量泵加入到第一个溢流分级桶内，待加够料浆后，用大于所分级颗粒所需的流量迅速补充清水，目的是将料浆较完全地悬浮起来，待桶内料浆的液面高度快达到溢流分级桶的溢流出口之前，将流量调整到正常溢流分级所需的流量，进行正常的溢流分级作业。待第一个溢流分级桶将开始溢出半成品料浆之前，将提前装满清水的第二个溢流分级桶的进液阀打开，从第一个溢流分级桶中溢流出的半成品料浆能等流量的通过第二个溢流分级桶，这时的料浆浓度很低，基本达到自由落体的条件。所以说尽管第二个溢流分级桶的流速较快，但按照任意选定的大粒颗粒直径尺寸值计算所决定的第二个溢流分级桶完全可以把大粒沉集下来。因为所选定的大粒的体积要比标准粒度颗粒的体积大4-6倍，所以能在高浓度溢流分级的同时，消除任意选定的大粒。

上述加入到第一个溢流分级桶内的原料浆浓度可达30％-50％。

本发明提供的能消除磨料磨具用微粉中大粒的装置是将两个溢流分级桶用管路闭路串联相接。

本发明提供的上述方法和装置中，第一个溢流分级桶的直径大于等于第二个溢流分级桶的直径，并且第一个桶的溢流出口高于第二个桶的溢流出口。第一个溢流分级桶溢流出口比第二个溢流分级桶溢流出口高1-6m。

所述的溢流分级桶的圆柱体高度∶圆柱体内直径＝1∶1-2∶1，溢流分级桶的锥角为24°-35°，两个溢流分级桶的内径比为1∶1-2∶1。

用本发明的方法和装置生产出的磨料磨具用微粉中没有起致命破坏性的“划道子”的大粒，因此由非常均匀的粒度组成的产品能确保被研磨、抛光工件的超精度要求和极高的工件磨抛加工成品率，降低了磨抛加工成本，提高了社会技术经济效益。用本发明的方法进行溢流分级时，可将原料浆浓度从现在的24％提高到30-50％以上，因此生产效率能提高一倍以上，生产成本下降约1/3以上。用本发明的方法生产磨料磨具用微粉所需的设备制造也很简单，工艺技术容易掌握，人为因素少，因此产品粒度组成好控制。

具体实施方式

将两个溢流分级桶用管路闭路串联相接，第一个溢流分级桶的溢流出口比第二个溢流分级桶的溢流出口高1-6m，第一个溢流分级桶的直径大于等于第二个溢流分级桶的直径，其内直径比为1∶1-2∶1。两个溢流分级桶的圆柱体高度∶圆柱体内直径均为1∶1-2∶1，两溢流分级桶的锥角均为24°-35°。

下面结合几个实例说明本发明方法。

实例1：拟用本发明的方法生产10000#的磨料磨具用微粉，要求大于3μm但小于等于4.5μm的大颗粒等于零，大于等于0.5μm但小于等于3μm的颗粒达到94％以上。选用第一个溢流分级桶圆柱体直径为1500mm、圆柱体高度为3000mm，锥角为24°，第二个溢流分级桶圆柱体直径为800mm，圆柱体高度为800mm，锥角为28°，加入浓度为30％的料浆4000kg-5500kg，用每小时23kg的流量进行闭路等流量溢流分级，从第二个溢流分级桶中溢流出成品料浆，经进行粒度组成检验为：大于3μm的颗粒即大粒为零，大于等于0.5μm但小于等于3μm的颗粒占98％。

实例2：拟生产6000#的微粉。要求大于5μm但小于等于8μm的大颗粒等于零，大于等于0.8μm但小于等于5μm的颗粒达到94％以上。各项参数与实例1的参数一致，只把流量调整到每小时64kg，进行等流量溢流分级，从第二个溢流分级桶中溢流出成品料浆，经进行粒度组成检验为：大于5μm的颗粒即大粒为零，大于等于0.8μm但小于等于5μm的颗粒占96％。

实例3：拟用本发明方法生产2000#的磨料磨具用微粉，要求大于17μm但小于等于19μm的大颗粒等于零，大于等于4μm但小于等于17μm的颗粒达到94％以上。选用第一个溢流分级桶圆柱体直径为1100mm、圆柱体高度为2200mm，锥角为28°，第二个溢流分级桶圆柱体直径为700mm，圆柱体高度为700mm，锥角为30°，加入浓度为40％的料浆2000kg，用每小时500kg的流量进行闭路等流量溢流分级，从第二个溢流分级桶中溢流出成品料浆，经进行粒度组成检验为：大于17μm但小于等于19μm的颗粒即大粒为零，大于等于4μm但小于等于17μm的颗粒占97％。

实例4：拟用本发明方法生产500#的磨料磨具用微粉，要求大于50μm但小于等于63μm的大颗粒等于零，大于等于16μm但小于等于50μm的颗粒达到94％以上。选用第一个溢流分级桶圆柱体直径为800mm、圆柱体高度为1600mm，锥角为30°，第二个溢流分级桶圆柱体直径为550mm，圆柱体高度为600mm，锥角为35°，加入浓度为50％的料浆1000kg，用每小时2620kg的流量进行闭路等流量溢流分级，从第二个溢流分级桶中溢流出成品料浆，经进行粒度组成检验为：大于50μm但小于等于63μm的颗粒即大粒为零，大于等于16μm但小于等于50μm的颗粒占97％。

Claims (9)

1、一种消除磨料磨具用微粉中大粒的方法，其特征在于，将两个溢流分级桶用管路闭路串联相接，将经过处理的原料浆加入到第一个溢流分级桶内，待加够料浆后，用大于所分级颗粒所需的流量迅速补充清水，使料浆完全悬浮，待桶内料浆的液面高度将达到第一个溢流分级桶的溢流出口前，将流量调整到正常溢流分级所需流量，使从第一个溢流分级桶中溢流出的半成品料浆进入提前装满清水的第二个溢流分级桶，进行等流量溢流分级作业，所得成品料浆中不含大粒。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一个溢流分级桶的直径大于等于第二个溢流分级桶的直径，并且第一个桶的溢流出口高于第二个桶的溢流出口。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，加入到第一个溢流分级桶内的原料浆浓度为30％-50％。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，第一个溢流分级桶溢流出口比第二个溢流分级桶溢流出口高1-6m。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的溢流分级桶的圆柱体高度∶圆柱体内直径＝1∶1-2∶1，溢流分级桶的锥角为24°-35°，两个溢流分级桶的内径比为1∶1-2∶1。

6、一种实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于，将两个溢流分级桶用管路闭路串联相接。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，第一个溢流分级桶的直径大于等于第二个溢流分级桶的直径，并且第一个桶的溢流出口高于第二个桶的溢流出口。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，第一个溢流分级桶溢流出口比第二个溢流分级桶溢流出口高1-6m。

9、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的溢流分级桶的圆柱体高度∶圆柱体内直径＝1∶1-2∶1，溢流分级桶的锥角为24°-35°，两个溢流分级桶的内直径比为1∶1-2∶1。