超硬材料網(wǎng)

金剛石微粉在完成球磨破碎、整形加工及粗提純工藝后，還有一道很重要的工序，就是對產(chǎn)品進行粒度分級處理，主要目的是要求粒度分布盡量集中和完全杜絕超尺寸顆粒。由于金剛石微粉顆粒太細，傳統(tǒng)的篩網(wǎng)分級無法實現(xiàn)精確的分級，選用科學、高效、精密的分級方法尤其重要。

       隨著金剛石微粉應用領(lǐng)域的不斷擴大、市場對金剛石微粉的各項品質(zhì)要求逐步提高，現(xiàn)階段金剛石微粉企業(yè)常用的分級方法主要有：自然沉降法、離心法、溢流法、篩分法、水力旋流法等。

       自然沉降分級和離心分級

       金剛石顆粒在相同比重下，粒徑不同在水中具有不同的沉降速率，自然沉降法就是根據(jù)這一原理，控制沉降高度和沉降時間對粒徑進行分級。顆粒在液體中受到三種力的作用，即顆粒固有質(zhì)量所產(chǎn)生的重力、液體的浮力和介質(zhì)對顆粒的阻力。顆粒沉降速度與顆粒和介質(zhì)的接觸面積、液體的粘度、顆粒在介質(zhì)中運動受到的摩擦阻力等因素有關(guān)。

       離心分級跟自然沉降分級原理相同，區(qū)別在于離心法是借助離心機產(chǎn)生的離心力代替重力對金剛石微粉產(chǎn)品進行分級。

       對較粗顆粒而言，由于顆粒較重，沉降時間短，采用自然沉降法可以使粒徑相近的顆粒沉降距離拉長，有利于對相近規(guī)格金剛石微粉產(chǎn)品的精細分級。但對較細顆粒，由于顆粒自重很小，在重力場中自由沉降的速度很慢，再使用自然沉降的方法將大大延長生產(chǎn)周期，占用大量的分級容器和場地，超細顆粒甚至由于布朗運動和顆粒間的干涉沉降作用無法進行有效分級。而在離心力場中，向心加速度遠遠超過重力加速度，使微粉顆粒運動的速度大大提高，從而加快了分級速度。因此，很多金剛石微粉生產(chǎn)企業(yè)都是采用自然沉降法和離心法相結(jié)合的方式生產(chǎn)由細到粗的全規(guī)格微粉。

       自然沉降法分級是最基本的金剛石微粉生產(chǎn)方法，工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定。但其存在占用人工多、較細粒度的產(chǎn)品生產(chǎn)周期較長的缺點。離心法對較細粒度產(chǎn)品分級效率大大高于自然沉降法，但設備投資大，對人員操作要求較高。

       影響自然沉降法和離心法分級的主要因素是顆粒形狀、分散劑選擇和用量、粉漿濃度、溫度以及實際操作中的分級時間、沉降高度、離心機轉(zhuǎn)速等。其中自然沉降法受顆粒形狀、溫度的影響最為明顯，而離心法受分散劑選擇和用量、離心機轉(zhuǎn)速和時間的影響最為明顯。

       一般國內(nèi)最常用的分級方法是自然沉降法與離心法相結(jié)合的金剛石微粉分級方法。該方法的生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好。

       溢流法分級

       溢流法可以理解為反向的沉降分級方法。在一個溢流分級容器內(nèi)，水從底部進入容器的下部錐體，隨著分級容器橫截面的逐漸擴大，流體的上升速度逐漸減慢并最終在上部柱狀筒體內(nèi)穩(wěn)定下來。顆粒逆著上升的水流沉降，在流速穩(wěn)定時，一定粒度尺寸的顆粒由于受重力和水流的反向推升力的共同作用，當所受二力達到平衡時，顆粒會處于既不上升也不下沉的懸浮狀態(tài)。過細的顆粒會隨著水流溢出分級容器，過粗的顆粒在沉入下部錐體部分時由于流體速度變大，也會按照粒度的不同而在不同的高度懸浮。通過調(diào)整流量，即可得到相應粒度的產(chǎn)品。

       溢流法分級生產(chǎn)周期比較長，生產(chǎn)過程中消耗水量大，但相對其它分級方法，具有分級精度較高，人工占用較少的特點。

       微粉顆粒形狀和流量控制是影響溢流法分級技術(shù)的關(guān)鍵因素。顆粒形狀差，會因為顆粒在流體體系內(nèi)的不規(guī)則運動而影響產(chǎn)品粒度指標；同時因為溢流法分級是在一個動態(tài)平衡的體系內(nèi)完成的，流量控制不穩(wěn)定，會直接導致粗細顆粒層間的互相混合，無法實現(xiàn)準確的產(chǎn)品分級。

       水力旋流法分級

       水力旋流法是利用離心沉降原理，通過料漿在水力旋流器內(nèi)的高速旋轉(zhuǎn)，加速粗、細顆粒的分離。作為一種成熟技術(shù)，該工藝廣泛用于多種領(lǐng)域的粗分級和產(chǎn)品脫水。其主要特點為速度快、操作簡便、重復性好、可連續(xù)投料，除2微米以細的過細顆粒外對全系列金剛石微粉的分級都有效。但也存在分級精度差的缺點。作為一種粗分級的方法，與后期的自然沉降法和離心法相結(jié)合可以極大地提高生產(chǎn)效率。

       由于各種方法均有其固有特點，實際生產(chǎn)中，可以根據(jù)自身的實際情況靈活選用，既可以采用一種方法對金剛石微粉產(chǎn)品進行分級，也可以采用兩種甚至更多方法相結(jié)合對產(chǎn)品進行分級。