混凝土的坚固性、巧克力的味道或药物的溶解度——这些只是受颗粒大小影响的化学或物理物质特性的几个例子。因此,粒度分布的知识和确定在工业产品的质量控制过程中起着重要的作用。从研究和开发到来料和生产控制,筛分分析被用来简单地确定粒度或几个参数。筛分分析精度高、投资成本低、操作方便,是测定粒径的常用方法。本文概述了各种筛选技术,并解释了确保可靠结果所需的必要步骤。
筛分是通过机械力将样品按其颗粒大小进行分离。选择的筛分方法决定了力的强度、方向和类型。样本在垂直或水平方向移动。这两种运动在分筛振动筛中叠加。空气喷射筛分是一种独特的情况下,样品是由一个旋转喷嘴吹出的空气喷射分散。
哪些因素需要建立选择合适的筛分法?
粒子尺寸
当所需的测量范围大约在40微米到125毫米之间时,经典的干筛分是首选的方法。如图1所示,通过空气喷射筛分可以将范围扩大到10微米,通过湿筛分可以扩大到20微米。
图1。空气喷射,湿和干式筛分的测量范围
样本属性
应考虑某些因素,如粒子是否形成团聚,材料的密度类型或是否可能带电。欧洲杯猜球平台
标准
DIN标准66165描述了各种筛分技术。如果存在行业特定的标准或测试程序,这些也将决定选择的方法。
数量的分数
几个分数需要的?抑或是足以知道样品的该比例低于规定粒度变大或变小?获取后者的信息的过程被称为一个筛切因为样品仅仅分离成两个级分。
不同的筛分方法
在这些问题得到充分回答后,就可以选择适当的筛选方法。本文介绍了不同的筛分方法。
振动筛分(图2):在振动筛分中,样品进行三维运动。一个圆周运动叠加一个垂直投掷运动。这种机制使颗粒均匀地分布在整个筛表面,并被抛到空气中,欧洲杯猜球平台在那里他们理想地改变他们的方向,以一种方式使他们能够在所有可能的尺寸的筛孔进行比较。
振动筛振动器如AS 300控制,AS 450基本和控制,以及AS 200系列(图3)是基于这个原理。全部RETSCH振动筛可用于干燥和湿筛分。此外,“控制”模式可校准,并允许筛选过程中的基于软件的评估。它们还提供由于与控制加速度,这将在下面描述的筛分再现的和全局可比较的结果。
与加速控制筛分:的筛分仪,如AS 450控制,AS 300控制,以及AS 200控制,在其固有频率激活。换句话说,该筛分频率与仪器的负荷变化。这取决于样品量和筛堆叠的重量。为了确保筛分过程的结果,即使在短时间的再现性,振动高度的默认设置可被切换到筛加速度(以相等的加速度筛分)。在RETSCH筛分仪 - AS 450控制,AS 300控制,以及AS 200控制 - 是具有由通过自动振幅调整变化筛分频率,以消除错误的影响的潜在的唯一筛分仪。
图2。振动筛原理
图3。AS 200系列振动筛
表1。适用于各种要求的振动筛振动筛
|
200年基本 |
AS 200位cA |
AS 200对照组 |
300控制 |
AS 450基本 |
AS 450控制 |
测量范围 |
20µm - 25mm |
20µm - 40毫米 |
25µm - 125 mm |
25µm - 125 mm |
筛径 |
150分之100/ 200/203(8" )毫米 |
100 / 150 / 200 / 203(8") / 305(12") / 315毫米 |
450分之400毫米 |
450分之400毫米 |
振幅单位:mm |
1 - 100% |
0.2 - 3.0 |
0.2 - 3.0 |
0.2 - 2.2 |
0.2 - 2 |
0 – 2.2 |
最大负载 |
3千克 |
6公斤 |
15公斤 |
25公斤 |
重新校准和筛加速 |
- |
- |
是的 |
是的 |
- |
是的 |
湿式筛分:湿筛是振动筛的一种特殊情况。筛分过程可能因静电、结块或样品的高细度而变得复杂。在这种情况下,可能需要湿筛。在此过程中,样品在合适的介质(通常为水)中通过筛堆进行清洗。
水平筛分(图4):该方法的受试者样品的圆形水平移动。然而,颗粒不通过这个二维运动欧洲杯猜球平台改变自己原来的方向。水平筛分,纤维状或圆盘状样品(具有圆形运动筛分根据DIN 53 477)是最适合于稍长。对于这种类型的应用,提供了RETSCH附带50〜300rpm的电子控制的速度在AS 400的控制。100毫米/ 150毫米/ 200毫米/ 203毫米(8“)筛直径/ 305(12”)毫米/ 315毫米/ 400毫米可用于高达15公斤的单个运行的单独的块状样品。45微米至63毫米在测量范围。RETSCH的EasySieve®评估软件可以用来重新校准和控制水平振动筛。
图4。水平筛分原理
图5。水平筛振动筛作为400控制
点击筛选(图6):有几个标准规定了丝锥筛振动筛的使用。在丝锥筛分过程中,垂直丝锥运动叠加圆形水平运动,例如,在as 200丝锥中(速度280 rpm,每分钟丝锥150次)。AS 200丝锥(如图7所示)最多可接受7个直径为203 mm(8”)或200 mm的筛子,最大样品负载为3 kg。同样的评估软件EasySieve®可用于控制该筛振器。
图6。分筛原理
图7。将筛振动筛作为200抽头
空气喷射筛分(图8):为了实现通过空气喷射筛分筛切,仅单个筛而不是使用分子筛的堆叠,并且筛本身不投入运动。由工业真空吸尘器产生的筛室的内部低压和吸入的空气逃逸高速从置于筛下方的旋转狭缝喷嘴和分散随后可以相对于孔筛的颗粒。欧洲杯猜球平台
当颗粒撞击筛盖时,它们被重新定向欧洲杯猜球平台,也被分解。非常小的颗粒被输送通过筛欧洲杯猜球平台网并被吸入。这些颗粒可以在欧洲杯猜球平台旋风中收集。由RETSCH提供的用于空气射流筛分的as200喷嘴(图9),包括创新的Open Mesh Function等功能,以降低近网颗粒的数量,以及自动真空调节(附件)。欧洲杯猜球平台筛直径203 mm(8”)和200 mm可与as200射流一起使用,其测量范围从10µm到4 mm。EasySieve®评估软件可以用来控制机器。
图8。空气喷射筛分的原理
图9。空气喷射筛分机as200喷射
筛析分步
一个完整的筛分过程包括应在精确的仔细的方式执行以下步骤。
一)取样
b) 样本划分(如需要)
c)中合适的试验筛的选择
d)筛分参数的选择
e)实际筛分分析
f)样品材料的回收
克)数据评估
h)清洗和干燥试验筛
抽样
为了获得具有代表性的实验室样品,正确的取样是非常重要的,特别是如果材料是不均匀的。一些关键问题需要事先澄清:
- 其数量需要确保原始样品的代表性?
- 样品应该从原始材料的哪一部分取?
一些行业特定标准提供了正确取样过程的指导和指南,例如煤炭行业的DIN 51701。例如,它包含公式
G [kg] = 0.07 [kg/mm] x [mm]
指定要从与最大粒径“z”的批量样品中提取的,以实现一个有代表性量样品“G”的量。任务与5厘米的点中的情况下的最大粒径的煤样,下面的计算适用:
G [千克] = 0.07公斤/毫米×50毫米
G = 3.5 kg
因此,提取样品的量应至少为3.5公斤,以确保具有代表性。对于煤以欧洲杯足球竞彩外的材料,应考虑不同的密度。
分样
当样品量过大,无法进行分析时,必须按部分样品代表原始材料的方式进行分割。采样可以手工进行,也可以通过圆锥和四等分来随机进行,但这些方法容易产生误差,仅通过不精确的分割就可能导致高达10%甚至更多的标准偏差(图10,C + D)。
RETSCH的自动样品分割仪,如PT 100(图11)或PT 200,提供了一种更精确、更简单的方法。在PT 100旋转式样品分配器中,样品通过进料斗直接流入分度头的开口。即使存在粗粒样品,每个样品容器中收集的数量之间的偏差也可以忽略不计。除法过程完全自动运行。该分度头可配备6个、8个或10个出口,可控制每分钟11转,与功率和负载频率无关。这意味着当使用带有10个出口的分流头时,样品流每分钟分流近1100次。因此,在统计上确保了尽可能高的分割精度。
图10。旋转样品分配器PT 100
图11。不同采样方法分析结果的标准差
选择合适的试验筛
筛的选择不仅取决于样品的数量,而且取决于近似的粒度分布。网格孔径的增量应遵循对数序列,以覆盖样品的完整粒度范围。这通常在Renard系列的帮助下执行,例如R10/3。标准DIN 66165包括关于筛孔尺寸和筛孔直径选择的指南。它还指定了不同网格尺寸允许的最大样品负荷和最大粒径(图12)。
筛孔尺寸 |
Max。批 |
Max。允许筛筛上 |
25µm |
14厘米3. |
7厘米3. |
45µm |
20厘米3. |
10厘米3. |
63µm |
26厘米3. |
13厘米3. |
125µm |
38厘米3. |
19厘米3. |
250μm. |
58厘米3. |
29厘米3. |
500微米 |
88厘米3. |
44厘米3. |
1毫米 |
126厘米3. |
63厘米3. |
2毫米 |
220厘米3. |
110厘米3. |
4毫米 |
346厘米3. |
173厘米3. |
8毫米 |
566厘米3. |
283厘米3. |
图12。200mm筛子的最大批量和允许筛超大尺寸示例(根据DIN 66165)
筛网负荷的计算:过大的筛网上以1mm筛目为例,不应超过20cm3.每平方分米。对于200毫米的筛子,这相当于63厘米3.过大,对于400毫米的筛网,它是252厘米3.。但是,最大批数不应超过超筛值量的两倍,即200mm筛孔尺寸为1mm的筛孔不应填满超过126cm的物料3.样品材料。当将这些值与散装密度乘以,相应的质量就可以实现。
用公式可大致计算出筛子上允许的最大筛子超细度
R = 0.00178 X d2x w0.667xρ
式中,R代表[g]中的最大允许筛超大尺寸;w是网格尺寸,单位为[mm];D表示筛径(200mm/300mm等),ρ表示材料密度。在上述示例和标准66165中,密度为1 kg/dm3.是假定。标准66165还描述了每个筛子的最大负载,该负载不应超过最大筛子超尺寸D的两倍。
用这个公式可以计算出允许的最大粒径
X最大限度= 10×瓦特0.7
其中x最大限度[mm]为允许的最大粒径,w为每个筛的公称筛目尺寸(该值在没有单位的公式中使用)。对于孔径为250 μ m的筛上样品,可以通过以下计算来确定允许的最大粒径:
X最大限度= 10×瓦特0.7
X最大限度= 10 x 0.2500.7
X最大限度= 3.79(单位=毫米)
选择合适的筛分参数
公司特定的规定或行业特定标准通常包含有关所需筛分参数数据。如果不是这种情况,那么这些参数都必须由实验来确定。筛分时间,也振幅,振动用振动筛筛时,是最关键的因素。观测的最大筛负载可以防止受到损坏的筛,并确保每个颗粒具有比较与筛经常啮合尽可能并在每一个维度上的电势。
振幅
期间的任何筛分过程中,存在微粒和筛孔之间的恒定大小比较。欧洲杯猜球平台的粒子会通过网状,如果它比孔径更小,并且当它不通过将其与筛底部的随后提升向上抛出的孔径,采用了不同的方向 - 它与稍长颗粒至关重要 - 并撞击再次啮合欧洲杯猜球平台一个新的比较。每个比较礼物粒子有机会通过筛网。因此,筛分过程的目的是建立在给定的时间多的比较成为可能。这是优选的情况下,当一个筛底部振动的持续时间内,发生正好一个比较,并且不通过筛孔的颗粒的方式,在下一个持续时间之内的另一个比较发生加速。欧洲杯猜球平台这种状态被称为统计共振(图13中的蓝色曲线)。
如果粒子很难或者根本不加速,它不会定位新比较(红色曲线)和自由如果粒子加速太强烈会很少有机会与筛孔(黄色曲线)和完全分离的样本将被推迟。
图13。在avibratory振动欧洲杯猜球平台筛粒子的运动相对于筛板
蓝色曲线:颗粒与筛底呈统计共振;红色曲线:粒子未充分移动;黄色曲线:粒子被抛得太高
设定的振幅决定了粒子的加速度。一个特定的材料和数量的最佳振幅应该根据经验确定。在这里,振幅是指在水平面上的完全振荡,在空转位置的上方和下方。1.2 mm振幅表示相对于空转位置移动+ 0.6 mm和- 0.6 mm。
筛选时间
根据DIN 66165标准,当筛分一分钟后,进料量小于0.1%通过筛网时,筛分过程被认为完成。筛分时间如过细较大,则需延长。经验表明,三维振动筛分主要适用于在短时间内获得馏分的剧烈分离。
进行实际的筛分分析
实际的筛分过程只有在参数选择之后才开始。以下步骤应按时间顺序进行:
- 放在一起筛塔与收集盘。
- 如果需要,选择筛分辅助工具:对于小于500微米的筛孔,建议使用刷子、立方体或链来方便样品通过。
- 确定收集盘和筛子的空重量:这可以通过使用天平手动或基于软件来完成。适当的程序,如EasySieve®使称重和评估过程更容易。
- 将网状尺寸不断增大的筛堆放置在收集盘上(图14)
- 称量样品,放在最上面的筛子上(最大的筛孔);将筛堆固定在机器上
- 设置在振动筛的转速/振幅和筛分时间
- 启动振动筛
- 过筛时间结束后,将每一个筛子和收集盘上的分数称重
- 确定每个分数的百分比与质量
- 评价
图14。筛的层叠(实施例)
复苏的样本
一旦筛分过程完成,物料就从筛子中取出。与大多数光学测量技术相比,馏分回收率是筛分分析的一个重要优势。除了作为分析值,馏分也存在于物理上,并可用于筛析后的附加过程。
测定和评价数据
测定和数据评估的评估可以手动完成或与EasySieve的帮助®软件如表2所示,百分比被测量并以图形方式显示(图15)。
表2。筛分分析示例
筛 [µm] |
净重 [g] |
筛后重量 [g] |
区别 [g] |
比例p3. [%] |
累积分布问3. [%] |
平底锅 |
501. |
505.5 |
4.5 |
3. |
3. |
45 |
253 |
259 |
6. |
4. |
7. |
63 |
268 |
283 |
15 |
10 |
17 |
125 |
298 |
328 |
30 |
20 |
37 |
250 |
325 |
373 |
48 |
32 |
69 |
500. |
362 |
384.5 |
22.5 |
15 |
84 |
1,000 |
386 |
401. |
15 |
10 |
94 |
2,000 |
406. |
412. |
6. |
4. |
98 |
4,000 |
425 |
428 |
3. |
2 |
100 |
|
|
|
=150克 |
= 100% |
|
空筛在过筛前和过筛后都要称重,其中包含了各自的分数,其差值对应于每个分数的重量。当这些与样品总重量相联系时,就可以测量每个部分的百分比。这种方法的优点是由于没有尺寸,筛分是独立于样品材料的质量或密度进行的。筛损是指单组分的和与称重样品的和之差。如果超过饲料量的1%,则必须按照DIN 66165标准进行筛分分析。分数的质量百分比可以用直方图表示(图15)。在这里使用的例子中,最大的分数在250微米到500微米之间,占32%。
累积分布曲线Q3.通过将单个分数相加并通过测量点之间的插值实现(图16)。此曲线有助于建立广泛的样本特性。例如,在粒度为250微米的情况下,可以从y轴上读取36%的相应值,这意味着总样本的36%小于250微米,如图17所示。此外,从x轴上读取相应的粒度(330微米),以找出中值Q3.(50)这个分配。这意味着50%的样品质量等于或小于330微米。以这种方式,不同的Q3.(x) 或x(Q)3.)值可以被确定。该EasySieve®软件能够快速和无误地评估各种参数。
图15。直方图与分数的百分比
图16。分数累积分布曲线直方图
图17。与示例性的百分比的累积分布曲线
测试筛的清洗和干燥
试验筛实际上是测量仪器,必须在筛分过程之前、期间和之后小心处理。在筛分过程中,不得在筛分过程中通过筛网强制样品。即使是轻微的刷洗,尤其是通过非常细的织物,也可能会改变筛网并损坏筛网。近筛孔颗粒可能会被困在筛网中,只需将筛网倒置并轻轻敲击桌面即可将其清除。对于无法通过这种方式去除的颗粒,可使用细毛刷轻轻刷过筛网的底部。欧洲杯猜球平台
使用手刷用塑料刷毛,网眼较粗的织物尺寸大于500微米,可以有效地清洁湿法或干法。具有小于500微米的筛目大小应在超声浴进行清洁。干燥箱的不同大小,可用于干燥其中应垂直机柜内放置试验筛。这是应不超过80℃的温度。在较高温度下,细金属丝网可以成为翘曲,因此,筛框架中的织物的张力被减小但是这使得筛效率较低。
这流化床干燥机TG 200来自RETSCH的主要有效于干燥直径为200或203毫米的测试筛。在干燥或清洗筛网之前,应取下塑料或橡胶密封圈。如果筛网的均匀性有偏差,这意味着筛网不适合于质量控制目的(DIN ISO 9000 ff),因此需要替换
图18。流化床干燥机TG 200
结论
对于散装物料的粒度分析,筛分分析仍然是一种完善的方法,并在各种标准中进欧洲杯足球竞彩行了描述。筛分分析提供准确和可重复的结果,同时易于执行和保持物理粒度馏分。与光学测量系统等相比,投资成本也低得多。各种筛分方法完全覆盖了RETSCH的产品,包括理想的振动筛几乎任何散装物料。RETSCH振动筛确保在最短的时间内得到准确和可重复的结果,并符合DIN EN ISO 9000 ff的所有测试剂监控要求。
此信息来源于RETSCH GmbH提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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