5. Сепарация порошков

Сепарация производится для обеспечения требуемого гранулометрического состава порошка.

Сепарация на ситах (ситовый анализ)

Если зернистость порошка превышает 40 мкм, то сепарация производится на ситах. Сепарация производится для выделения требуемых фракций порошка. Применяют сита специальной конструкции (рис. 17,а), которая позволяет собирать их в пакет, т.е. создавать набор сит.

Рис. 17. Сепарация порошка на ситах.

Ситовый анализ заключается в том, что на платформу 1 (рис. 17,б) вибростенда, содержащего источник вибрации –– неуравновешенный двигатель (дебаланс) 2, устанавливают набор сит 3 с уменьшением размера ячеек сверху вниз.

Анализируемый порошок засыпают на верхнее сито и подвергают вибрации.

В итоге на каждом из сит остается только та часть порошка, которая соответствует диапазону зернистости определенной фракции.

Сепарация порошков в жидкости

Если максимальный размер зерна менее 40 мкм, то производится сепарация в жидкости.

Все способы сепарации порошков в жидкости основаны на движении сверху вниз твердой частицы в неорганической вязкой жидкости, которое для случая сферической частицы описывается законом Стокса:

(5)

где  –– коэффициент динамической вязкости жидкости; d – диаметр шарообразной частицы; V – скорость равномерного поступательного движения частицы; F – сила сопротивления, испытываемого частицей.

Эта сила уравновешивает вес частицы Р. Поэтому скорость частицы описывается уравнением:

(6)

где  и _ж –– плотности материалов и жидкости; g – ускорение свободного падения, причем скорость погружения возрастает пропорционально квадрату размера частицы.

Как видно из уравнения (6), более крупные частицы обладают более высокой скоростью погружения.

Сепарация в спокойном слое жидкости

Рис.18. Схема сепарации в спокойном слое.

Водную суспензию 1 (рис. 18) подлежащего разделению на фракции порошка заливают в сосуд 2 на высоту Н. При помощи мешалки 3 производится перемешивание суспензии до ее однородности.

Затем мешалку 3 выключают и через определенное, заранее задаваемое время производят отбор всей суспензии на глубину 1/3 Н при помощи шланга 4, связанного с вакуумной системой.

Вакуумная система включает баллон 5, внутренняя часть которого подвергается вакуумированию. Баллон имеет крышку 6, герметизирующую шланг 4 и корпус 5. Между крышкой и корпусом баллона находится перфорированная пластина 7, на которую уложена фильтровальная бумага 8.

Выделенная фракция порошка остается на фильтровальной бумаге в виде осадка 9. Для более полного извлечения фракции в сосуд доливают воды до высоты Н и процедуру повторяют.

Сепарация в горизонтальном потоке жидкости

Рис. 19. Сепарация в горизонтальном потоке жидкости.

Этот способ отличается большой производительностью и применяется для сепарирования больших количеств порошка. Оборудованием является желоб 1 (рис. 19), снабженный несколькими вертикальными перегородками 2, разделяющими желоб на отдельные отсеки. Суспензия порошка в виде потока 3 подается на вход желоба. Исходный поток находится выше уровня верхней кромки перегородок желоба.

Сепарация частичек порошка по размеру происходит за счет того, что наиболее крупные частицы задерживаются первой перегородкой, а более мелкие – последующими.