一種粉末物料的連續分級方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種實現粉末懸濁液中不同粒徑物料的連續分級方法，屬于粉末材料制備分級領域。
【背景技術】
[0002]粉末材料是材料領域中重要的一類，在工業、農業、化工、醫療、軍事等領域都需要用到各種各樣的粉末材料。粒度是表征粉末材料粗細的一個重要指標，不同粒度的粉末具有不同的用途。通常粉末材料的粒度都具有一個正態分布的范圍。然而，一些領域的應用對粉末材料的粒度范圍提出了更加苛刻的要求。例如粉末冶金領域，粉末材料的粒度對粉末冶金制品的燒結工藝有重要影響，粉末越細則燒結溫度越低，燒結出的制品的晶粒也更加細小，這往往對提供制品性能有利。又比如，鋰離子電池的隔膜上涂敷陶瓷涂層后，能夠減少隔膜受熱時的收縮量，從而明顯改善電池的安全性能；而其涂敷用的陶瓷粉末材料太粗的話將無法得到超薄的涂層(2 μ m左右)，太細的話又容易堵塞隔膜原有孔洞而降低隔膜的有效孔隙率，因此要求陶瓷粉末材料具有很窄的粒度分布范圍。
[0003]常用的粉末材料分級方法有篩分法、氣流分級法、液流分級法、沉降分級法等。篩分法具有操作簡單、設備便宜、分級精度高等優勢，但不適合超細的粉末材料，當粉末粒度10微米以下時難以用篩分法實現分級。氣流分級法具有效率高、操作連續等優點，但分級精度不高，即粗顆粒粉末產品中可能混入一些細顆粒粉末，而細顆粒粉末產品中也可能會混入一些粗顆粒粉末。沉降法具有設備簡單、成本低等優點，但分級速度慢、效率低、同時對難以自然沉降的超細顆粒無法分級。
[0004]針對已有分級方法的缺陷，本發明提出一種快速離心連續分級方法，其工作原理為:在不同離心轉速下，粉末的沉降速度不同；低離心轉速時只有粗顆粒粉末沉降，隨著離心轉速的不斷增加，沉降的顆粒的粒徑逐步減小，從而達到分級的目的。該法具有分級精度聞、易操作、效率聞、可滿足超細粉末材料分級需要。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于，提供一種粉末物料的快速連續離心分級方法及裝置。它可以使粉末物料不需要其他篩分裝置的條件下實現不同粒徑物料的分離，工藝在一組相同的設備內完成，具有操作簡便、分級精度高、效率高的優點，并可滿足超細粉末材料的分級。
[0006]本發明的技術方案:將2臺或以上的離心機由低轉速到高轉速串聯成一組，分散有粉末物料的懸濁液送入第一個離心機的轉鼓中，在離心力的作用下，懸濁液中的輕、重相開始分層，顆粒大的物料被離心至轉鼓的內壁位置，細小的顆粒隨著液相在轉鼓里形成內層液環，操作離心機的撇液裝置，將處于轉鼓中心的小顆粒隨著液相一起導出至下一個轉速更高的離心機轉鼓內，繼續上述操作，通過幾臺轉速由低到高的離心機組后，即可以實現不同粒徑區間物料的分離。
[0007]所述的懸濁液的液相是水、甲醇、乙醇、汽油、煤油、丙酮、N甲基吡咯烷酮、乙醚中的一種或一種以上的混合物。
[0008]所述的粉末物料為氧化物粉末、金屬粉末、非金屬粉末、鹽類、有機高分子材料粉末等不與權利要求2所述的液相反應的一種或一種以上的混合粉末物料。
[0009]所述的懸濁液中可以加入焦磷酸鈉、多偏磷酸鈉、酒石酸鈉、乙醇、甲基萘磺酸鹽甲醛縮合物、氨溶液、檸檬酸鉀、單寧酸、亞油酸鈉中的一種或一種以上的混合物作為分散劑，以防止粉末團聚，進一步提高分級效果。
[0010]所述的懸濁液分級完成后，從第一臺離心機中加入洗滌液，以洗除分散劑等雜質和夾雜沉降的小顆粒物料，以進一步提高分級效果。
[0011]所述的離心機由低轉速到高轉速串聯成一組，轉速范圍為1000?15000轉/分鐘。
[0012]【附圖說明】:工藝流程如圖1所示。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。
[0014]實施例一
(1)將粒度范圍在0.05μπι?10 μ m氧化鋁粉末在3000轉的攪拌中分散于去離子水中，同時添加粉末量2 %的焦磷酸鈉,形成懸池液。
[0015](2)將5臺離心機放置在一起，第一臺的轉速設置為1000轉/分鐘，第二臺的轉速設置為3000轉/分鐘，第三臺的轉速設置為6000轉/分鐘，第四臺的轉速設置為10000轉/分鐘，第五臺的轉速設置為15000轉/分鐘。
[0016](3)將離心機運轉起來，將懸濁液從第一臺離心機的加料口處加入，離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第二臺離心機，固相移出后為物料A ;離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第三臺離心機，固相移出后為物料B ;離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第四臺離心機，固相移出后為物料C ;離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第五臺離心機，固相移出后為物料D ;離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移尾液槽，固相移出后為物料E。
[0017]經分析檢測，物料A的D50為8.22 μ m,物料B的D50為3.89 μ m,物料C的D50為
2.51 μ m，物料D的D50為0.67 μ m，物料E的D50為0.24 μ m，可以看出分級效果明顯。
[0018]實施例二
(1)將粒度范圍在0.5 μ m?50 μ m金屬鉭粉末在3000轉的攪拌中分散于環已醇溶液中，形成懸濁液。
[0019](2)將3臺離心機放置在一起，第一臺的轉速設置為1000轉/分鐘，第二臺的轉速設置為3000轉/分鐘，第三臺的轉速設置為10000轉/分鐘。
[0020](3)將離心機運轉起來，將懸濁液從第一臺離心機的加料口處加入，離心1分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第二臺離心機，固相移出后為物料A ;離心3分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第三臺離心機，固相移出后為物料B ;離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移尾液槽，固相移出后為物料C。[0021 ] 經分析檢測，物料A的D50為34.67 μ m,物料B的D50為10.23 μ m，物料C的D50為3.26 μ m，可以看出分級效果明顯。
[0022]實施例三
(1)將粒度范圍在0.1 μ m?8 μ m碳化鎢粉末在3000轉的攪拌中分散于乙二醇中，同時添加粉末量3 %的多偏磷酸鈉,形成懸池液。
[0023](2)將2臺離心機放置在一起，第一臺的轉速設置為3000轉/分鐘，第二臺的轉速設置為10000轉/分鐘。
[0024](3)將離心機運轉起來，將懸濁液從第一臺離心機的加料口處加入，離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第二臺離心機，固相移出后為物料A ;離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移尾液槽，固相移出后為物料B。
[0025]經分析檢測，物料A的D50為6.02 μ m，物料B的D50為2.45 μ m，可以看出分級效果明顯。
[0026]實施例四
(1)將粒度范圍在0.01 μ m?20 μ m硅粉末在3000轉的攪拌中分散于乙醇:N甲基吡咯烷酮=5:1 (體積比)的混合液中，同時添加粉末量1 %的氨溶液(10% )，形成懸濁液。
[0027](2)將4臺離心機放置在一起，第一臺的轉速設置為3000轉/分鐘，第二臺的轉速設置為6000轉/分鐘，第三臺的轉速設置為10000轉/分鐘，第四臺的轉速設置為15000
轉/分鐘。
[0028](3)將離心機運轉起來，將懸濁液從第一臺離心機的加料口處加入，離心3分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第二臺離心機，固相移出后為物料A ;離心3分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第三臺離心機，固相移出后為物料B ;離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移至第四臺離心機，固相移出后為物料C ;離心5分鐘后，用離心機的撇液裝置將未沉降的液相轉移尾液槽，固相移出后為物料D。
[0029]經分析檢測，物料A的D50為7.76 μ m,物料B的D50為3.80 μ m,物料C的D50為1.59 μ m,物料D的D50為0.34 μ m,分級效果明顯。
【主權項】
1.一種實現不同粒徑粉末物料分級的方法，其特征在于:將2臺或以上的離心機由低轉速到高轉速串聯成一組，分散有粉末物料的懸濁液送入第一個離心機的轉鼓中，在離心力的作用下，懸濁液中的輕、重相開始分層，顆粒大的物料被離心至轉鼓的內壁位置，細小的顆粒隨著液相在轉鼓里形成內層液環，操作離心機的撇液裝置，將處于轉鼓中心的小顆粒隨著液相一起導出至下一個轉速更高的離心機轉鼓內，繼續上述操作，通過幾臺轉速由低到高的離心機組后，即可以實現不同粒徑區間物料的分離。2.如權利要求1所述的一種物料分級方法，其特征在于:所述的懸濁液的液相是水、甲醇、乙醇、汽油、煤油、丙酮、N甲基吡咯烷酮、乙醚、環已酮、環已醇中的一種或一種以上的混合物。3.如權利要求1所述的一種物料分級方法，其特征在于:所述的粉末物料為氧化物粉末、碳化鎢粉末、氮化物粉末、硅化物粉末、硫化物粉末、金屬粉末、非金屬粉末、鹽類、有機高分子材料粉末等不與權利要求2所述的液相反應的一種或一種以上的混合粉末物料。4.如權利要求1所述的一種物料分級方法，其特征在于:所述的懸濁液中可以加入焦磷酸鈉、多偏磷酸鈉、酒石酸鈉、乙醇、甲基萘磺酸鹽甲醛縮合物、氨溶液、檸檬酸鉀、單寧酸、亞油酸鈉中的一種或一種以上的混合物作為分散劑，以防止粉末團聚，進一步提高分級效果。5.如權利要求1所述的一種物料分級方法，其特征在于:所述的懸濁液分級完成后，從第一臺離心機中加入洗滌液，以洗除分散劑等雜質和夾雜沉降的小顆粒物料，以進一步提聞分級效果。6.如權利要求1所述的一種物料分級方法，其特征在于:所述的離心機由低轉速到高轉速串聯成一組，轉速范圍為1000?15000轉/分鐘。
【專利摘要】本發明公開了一種實現不同粒徑粉末物料連續分級的方法。將多臺離心機由低轉速到高轉速串聯成一組，分散有粉末物料的懸濁液送入第一個離心機的轉鼓中，在離心力的作用下，懸濁液中的輕、重相開始分層，顆粒大的物料被離心至轉鼓的內壁位置，細小的顆粒隨著液相在轉鼓里形成內層液環，操作離心機的撇液裝置，將處于轉鼓中心的小顆粒隨著液相一起導出至下一個轉速更高的離心機轉鼓內，繼續上述操作，通過幾臺轉速由低到高的離心機組后，即可以實現不同粒徑區間物料的分離。該工藝具有分級效率高、重現性好、易操作等優點。
【IPC分類】B04B5/10
【公開號】CN105344500
【申請號】CN201410417344
【發明人】楊亮, 李薦
【申請人】張家港能瓷材料科技有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2014年8月24日