第2章　非金屬礦物篩分、分級及精細分級設備

2.1　概述

隨著現代技術的發展，對非金屬礦物超細粉體提出了越來越高的要求，不僅要求粉體超細，而且粒徑分布要窄。在非金屬礦物粉碎過程中，很難使物料一次通過機械粉碎就能達到所需的粒度要求，產品往往處于較大的粒度分布范圍，只有一部分粉體達到所需粒度要求，如不將已經達到粒度要求的產品及時分離出去，而與未達到粒度要求的產品一起再粉碎，則會造成能源浪費和部分產品的過粉碎。此外，顆粒細化到一定程度后，出現粉碎與團聚的現象，甚至因顆粒團聚變大而使粉碎工藝惡化。為此，在非金屬礦物超細粉體制備過程中要對產品進行分級，一方面控制產品粒度處于所需的分布范圍；另一方面使混合物料中粒度已達到要求的產品及時分離出來，使粗粒返回再粉碎，以提高粉碎效率，降低能耗。

在非金屬礦物加工過程中，根據粉碎產物粒度大小和分布的不同，將粉碎與分級細分為破碎與篩分、粉碎（磨）與分級及超細粉碎（磨）與精細分級，分別用于加工大于1mm、10～1000μm及0.1～10μm等不同粒度及其分布的粉體產品。松散物料通過篩孔分為兩種或多種粒度級別，稱為篩分作業。篩分設備通常有以下幾種用途。

（1）預先篩分和檢查篩分　在破碎前分出粒度符合要求的合格產品稱為預先篩分，在破碎后將產品粒度過大的物料篩出返回破碎機再破碎稱為檢查篩分。

（2）準備篩分　為后續加工分選工序而進行的篩分作業稱為準備篩分。

（3）獨立篩分　物料經篩分后得到最終產品稱為獨立篩分，例如石墨經過篩分后分成不同粒級的產品。

（4）脫水、脫泥和脫介篩分　廣義的分級是利用顆粒粒徑、密度、顏色、形狀、化學成分、磁性、放射性等特性的不同而把顆粒分為不同的幾個部分。狹義的分級是根據不同粒徑顆粒在介質（通常采用空氣和水）中受到離心力、重力、慣性力等的作用，產生不同的運動軌跡，從而實現不同粒徑顆粒的分級。隨著所需非金屬礦物材料細度的提高和產量的增加，分級技術的難度也越來越高，粉體分級問題已成為制約非金屬礦物材料加工技術發展的關鍵，是非金屬礦物材料加工技術中最重要的基礎技術之一。

按所用介質不同可分為干法分級（介質為空氣）與濕法分級（介質為水或其他液體）。干法分級設備的類型主要分為慣性分級和離心分級兩大類。干法分級的特點是用空氣作流體，成本較低，方便易行。但它有兩個不足：一是容易造成空氣污染；二是分級的精度不高。濕法分級用液體作為分級介質，存在較多的后處理問題，即分級后的粉體需要脫水、干燥、分散、廢水處理等，但它有著分級精度高、無爆炸性粉塵等特點。

按是否具有運動部件可分為靜態和動態兩大類。靜態分級設備中無運動部件，如重力分級機、慣性分級機、旋風分離器、螺旋線式氣流分級機和射流分級機等。這類分級設備構造簡單，不需動力，運行成本低，操作及維護較方便，但分級精度不高，不適于精密分級。動態分級設備中具有運動部件，主要指各種渦輪式分級機。這類分級機構造復雜，需要動力，能耗較高，但分級精度較高，分級粒徑調節方便，只要調節葉輪旋轉速度就能改變分級機的切割粒徑，適于精細分級。精細分級設備是制備超細粉體非常關鍵的設備，通過分級，可以生產特定粒度分布的超細粉體。通過分級，使粉碎機能耗降低，可以經濟地生產超細粉體。