第一篇：粉體材料科學(xué)與工程專業(yè)

粉體材料科學(xué)與工程專業(yè)

專業(yè)簡介

學(xué)科：工學(xué)

門類：材料類

專業(yè)名稱：粉體材料科學(xué)與工程專業(yè)

粉體材料科學(xué)與工程專業(yè)主要培養(yǎng)從事新型高新能新材料科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)，工藝設(shè)計(jì)，材料加工制備、性能檢測和生產(chǎn)經(jīng)營管理的高級專門人才，涉及的學(xué)科知識和產(chǎn)業(yè)背景包括納米技術(shù)、精細(xì)陶瓷、金屬與合金材料、高分子材料，航天航空材料、艦船材料、高溫合金、硬質(zhì)合金、醫(yī)用生物材料、能源材料、磁性材料、隱身吸波材料、環(huán)境過濾材料等其它功能材料。

主要課程：物理冶金基礎(chǔ)、粉體工程、粉體固結(jié)原理與技術(shù)、納米材料學(xué)等。

修業(yè)年限：4年。

授予學(xué)位：工學(xué)學(xué)士學(xué)位。

專業(yè)就業(yè)狀況

畢業(yè)生可到科研院(所)、高等院校、國防軍工及其他產(chǎn)業(yè)部門從事納米材料、信息材料、生物材料、軍用新材料等新型粉體材料的科研、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、教學(xué)、管理等工作。

院校分布部分

中南大學(xué)。

第二篇：粉體科學(xué)與工程基礎(chǔ)

第一章

2．什么是超微粉體的表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)？

答：前者指：隨著尺寸的減小，表面原子數(shù)量占顆?？傇訑?shù)量的比例增加，而表面原子因一側(cè)失去最鄰近原子的成鍵力，引起表面原子的擾動(dòng)，使得表面原子和近表面原子距離較體內(nèi)原子大，并產(chǎn)生“再構(gòu)”現(xiàn)象。這種再構(gòu)會(huì)改變表面及近表面區(qū)的對稱性，并影響所有對結(jié)構(gòu)敏感的性質(zhì)。同時(shí)隨著尺寸的減小，顆粒比表面積和表面能增加，使得顆粒表面的活性大大提高，由此產(chǎn)生所謂超細(xì)粉體的表面效應(yīng)。

后者指：當(dāng)顆粒尺寸減小到某一值時(shí)，金屬費(fèi)米能級附近，相鄰的電子能級由準(zhǔn)連續(xù)態(tài)變?yōu)殡x散態(tài)的現(xiàn)象。

第二章

1．單顆粒的粒徑度量主要有哪幾種？各自的物理意義是什么？

答： 軸徑是指：以顆粒某些特征線段，通過某種平均方式，來表征單顆粒的尺寸大小。

球當(dāng)量徑是指：用與顆粒具有相同特征參量的球體直徑來表征單顆粒的尺寸大小。

圓當(dāng)量徑是指：用于顆粒具有相同投影特征參量的圓直徑來表征單顆粒的尺寸大小。

定向徑是指：在以光鏡進(jìn)行顆粒形貌圖像的粒度分析中，對所統(tǒng)計(jì)的顆粒尺寸度量，均與某一方向平行，且以某種規(guī)定的方式獲取每個(gè)顆粒的線性尺寸，作為單顆粒的粒徑。

2．粉體分布方程的主要形式有哪幾種？各自使用的范圍是什么？ 答：（1）.正態(tài)分布，某些氣溶膠和沉淀法制備的粉體，起個(gè)數(shù)分布近似符合這種分布。（2）.對數(shù)正態(tài)分布，大多數(shù)粉體，尤其是粉碎法制備的粉體較為符合對數(shù)正態(tài)分布器頻度曲線是不對稱的，曲線峰值偏向小粒徑一側(cè)。

（3）.Rosin-Rammler分布，對于粉體產(chǎn)品或粉塵，特別在硅酸鹽工業(yè)中，如煤粉、水泥粉碎產(chǎn)品較好的符合該分布。

（4）.Gates-Gaudin-Schumann分布，對于某些粉碎產(chǎn)品，如顎式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)和棒磨機(jī)等粉碎產(chǎn)品較好的符合該分布。4.顆粒形狀影響粉體哪些重要的性質(zhì)？

答：顆粒形狀影響粉體的比表面積、流動(dòng)性、堆積性、附著性、流體透過阻力、化學(xué)反應(yīng)活性和填充材料的增強(qiáng)、增韌性等。

7．在粉體的比表面積定義中，粉體顆粒的總表面積指的是什么面積？

答：指的是顆粒輪廓表面積與呈開放狀態(tài)的顆粒內(nèi)部空隙、裂縫表面積之和。

第三章

1．影響顆粒堆積結(jié)構(gòu)的主要因素有哪些？

答：第一類涉及顆粒本身的集合特性，如顆粒大小、粒度分布及顆粒形狀；第二類涉及顆粒間作用力和顆粒堆積條件，如顆粒間接觸點(diǎn)作用力形式、堆積空間的形狀與大小和外力施加方式與強(qiáng)度等條件。

4．如何理解粗、細(xì)二組元混合顆粒堆積理論對致密堆積的指導(dǎo)意義？ 答：（1）當(dāng)組分接近百分之百為粗顆粒時(shí)，堆積體的表觀體積由粗顆粒決定，細(xì)顆粒作為填充進(jìn)入粗顆粒的空隙中，細(xì)顆粒不占有堆積表觀體積；

（2）當(dāng)組分接近百分之百為細(xì)顆粒時(shí)，細(xì)顆粒形成空隙并堆積在粗顆粒周圍，堆積體的表觀體積為細(xì)顆粒的表觀體積和粗顆粒的體積之和。

6．粉體致密堆積的經(jīng)驗(yàn)有哪些？

答：（1）用單一粒徑尺寸的顆粒，不能滿足致密堆積對顆粒級配的要求；

（2）采用多組分且組分粒徑尺寸相差較大的顆粒，可較好的滿足致密堆積對粒度與級配的要求；

（3）細(xì)顆粒數(shù)量應(yīng)足夠填充堆積體的空隙，兩組分時(shí)，粗、細(xì)數(shù)量比例約為7：3；三組分時(shí)，粗、中、細(xì)顆粒數(shù)量比例約為7：1：2時(shí)，相對而言，可更好的滿足致密堆積對粒度與級配的要求。

（4）在可能的條件下，適當(dāng)增大臨界顆粒（粗顆粒）尺寸，可較好地滿足致密堆積對粒度與級配的要求。

第四章

1.顆粒間的內(nèi)聚力有哪些？

答：范德華力Fv 靜電吸引力Fe 液體橋聯(lián)力Flb 固體橋聯(lián)力Fsb。

2.為什么說分子間作用是短程力，對顆粒間的分子作用力是長程力？

答：對于塊狀固質(zhì)，范德華力是短程力，但是，對由于極大量分子集合體構(gòu)成的體系—顆粒來說，這種分子力隨著顆粒間距離的增大其衰減程度明顯變緩。這是由于尺寸微小且相對分散的顆粒，分別集合了大量分子，使分子間作用力形成協(xié)同作用效果。因此，對顆粒來說，范德華力可在表面最短距離l約100nm范圍內(nèi)起作用，而通常認(rèn)為，固體緊密接觸時(shí)表面距離可達(dá)l=0.4nm，所以，顆粒間的范德華力是不能忽視的。8.粉體層開放屈服強(qiáng)度的概念是什么？如何獲取粉體層開放屈服強(qiáng)度？

答：在一壁面勿摩擦的理想圓柱型筒體內(nèi)裝入粉體，并在粉體層表面施加一密實(shí)壓應(yīng)力使粉體具有一定的密實(shí)強(qiáng)度。取下筒體，在側(cè)壁勿任何約束力作用的情況下，若已成型的粉體能承受某一最大壓應(yīng)力而不潰塌，則表明粉體具有與最大壓應(yīng)力相等的密實(shí)強(qiáng)度。這一強(qiáng)度稱為粉體層開放屈服強(qiáng)度。

粉體層開放屈服強(qiáng)度可通過粉體層屈服軌跡和莫爾圓獲得。做一與屈服軌跡相切的莫爾圓，該圓與σ軸的交點(diǎn)即為粉體層開放屈服強(qiáng)度。

9.粉體流動(dòng)函數(shù)的概念是什么？與粉體流動(dòng)性之間關(guān)系如何？

答：粉體流動(dòng)函數(shù)FF定義為FF=σ1/fc。在一定密實(shí)應(yīng)力σ1作用下，開放屈服強(qiáng)度fc小的粉體，F(xiàn)F值較大，即流動(dòng)性好。當(dāng)fc為0時(shí)，F(xiàn)F趨近與無窮大。粉體能完全自由流動(dòng)。

第五章

2.流體對顆粒的運(yùn)動(dòng)阻力由哪兩部分組成？阻力系數(shù)與顆粒雷諾數(shù)之間的關(guān)系？ 答：由粘性阻力和慣性阻力組成。阻力系數(shù)C=f（Rep）

第六章

3.顆粒的晶格比熱容隨顆粒尺寸變化的機(jī)理是什么？

答：德拜比熱容理論認(rèn)為：當(dāng)溫度較高時(shí)，晶體比熱容基本不隨溫度變化，當(dāng)溫度低于

433德拜溫度時(shí)，晶格比熱容和德拜溫度的比值有以下關(guān)系： Cv=12π RT/5ΘD 5.光波在顆粒分散體系中的散射機(jī)理是什么？ 答：瑞利散射 米氏散射 夫瑯禾費(fèi)散射

7.顆粒的光吸收機(jī)理是什么？光吸收現(xiàn)象有何應(yīng)用意義？

答：機(jī)理：由于光傳播時(shí)的交變電磁場與顆粒的分子相互作用，使顆粒分子中的電子出現(xiàn)受迫振動(dòng)，而維持電子振動(dòng)所消耗的能量，變?yōu)槠渌问降哪芰慷纳⒌簟?/p>

應(yīng)用：光照吸收材料用于電鏡、核磁共振、波普儀和太陽能利用，還可以防止紅外線、防雷達(dá)的隱身材料等。其中金的超微顆粒，不僅吸光率高，而且其在可見光至紅外線區(qū)域內(nèi)，光的吸收率不隨波長而變化，因此可作為紅外傳感材料。

第七章

2．顆粒表面活性位與顆粒表面幾何形狀之間的關(guān)系是什么？

答：隨著顆粒尺寸的減小，完整晶面在顆?？偙砻嫔纤嫉谋壤郎p小，鍵力不飽和的質(zhì)點(diǎn)占全部質(zhì)點(diǎn)的比例增多，從而大大提高了顆粒的表面活性。顆粒表面活性取決于兩個(gè)因素：其一，比表面積大小，其二，斷裂面的集合形狀。

6．顆粒在溶劑中對高分子表面活性劑的吸附建有哪幾種主要類型？吸附特點(diǎn)是什么？ 答：（1）氫鍵.鍵合是非離子型高分子表面活性劑在鱷梨表面吸附的主要原因.（2）共價(jià)鍵.高分子表面活性劑與顆粒表面生成配位鍵.（3）疏水鍵.高分子表面活性劑的疏水基可與非極性表面發(fā)生疏水鍵合作用而產(chǎn)生吸附.（4）經(jīng)典作用.荷電表面與高分子表面活性離子，通過靜電作用吸附在顆粒表面.9.粉體的聚凝有哪幾種類型？ 答：聚集；凝結(jié)；絮凝；團(tuán)聚 11.粉體在空氣中的分散措施有那些？ 答：干燥分散；機(jī)械分散；表面改性分散

12.粉體在液體中的顆粒間作用力主要有哪幾種？這些力的特性是什么？

答：（1）范德華力，粉體在液體中的顆粒間作用力考慮由于存在著不能忽視的液體分子對顆粒分子的作用，而導(dǎo)致的對顆粒與顆粒之間分子作用力的影響.（2）雙電層靜電作用力，（3）空間位組作用，當(dāng)顆粒表面吸附有高分子表面活性劑時(shí)，在顆粒與顆粒相互接近過程中，吸附層將產(chǎn)生一種所謂“空間作用”.（4）溶劑化膜作用，當(dāng)顆粒表面吸附有陽離子或親水基團(tuán)的有機(jī)物，或由于顆粒表面極性區(qū)域?qū)ζ渲車軇┓肿拥臉O化作用，在顆粒表面會(huì)形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的溶劑化膜.14.顆粒在溶液中的雙電層靜電作用與顆粒表面電位ζ之間的關(guān)系是什么？

答：對同質(zhì)顆粒，恒為排斥力，且當(dāng)表面電位大于30mV時(shí)，雙電層靜電作用力要大于范德華吸引力，故可作為一種使顆粒分散的措施.對異質(zhì)顆粒，根據(jù)顆粒所負(fù)電性，則有可能為吸引力.15.粉體在液體中吸附高分子表面活性劑時(shí)有哪兩種空間形式，形成空間位阻的條件是什么？

答：吸附高分子表面活性劑層致密時(shí)，空間作用為壓縮排斥力，吸附高分子表面活性劑層稀松時(shí)，空間作用為穿插鏈接作用.3

16.什么是溶劑化膜作用？與顆粒表面的極性關(guān)系是什么？

答：當(dāng)顆粒表面吸附有陽離子或親水基團(tuán)的有機(jī)物，或由于顆粒表面極性區(qū)域?qū)ζ渲車軇┓肿拥臉O化作用，在顆粒表面會(huì)形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的溶劑化膜.視顆粒表面的極性的差異程度不同.水對極性表面顆粒為排斥力，對非極性表面顆粒為吸引力.17.粉體在液體中的分散調(diào)控措施有那些？其作用原理是什么？ 答：介質(zhì)調(diào)控；分散劑調(diào)控；機(jī)械調(diào)控

（1）潤濕原則.顆粒必須被液體介質(zhì)潤濕。以使顆粒能很好的浸沒在液體介質(zhì)中.（2）表面力原則.顆粒間的總表面力必須是一個(gè)較大的正值，以使顆粒間有足夠強(qiáng)的相互排斥作用，防止顆粒間相互接觸并產(chǎn)生凝聚.第八章

1.粉碎機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)對粉體性質(zhì)可能發(fā)生的變化分為哪幾類？ 答：物理變化；結(jié)晶態(tài)變化；化學(xué)變化

2.粉碎平衡的概念是什么？產(chǎn)生粉碎平衡的原因是什么？

答：粉碎過程中，顆粒尺寸的減小過程與微細(xì)顆粒的聚結(jié)過程的平衡，稱為粉碎平衡.產(chǎn)生原因：（1）微細(xì)顆粒間的相互作用力有范德華力、靜電力、液橋力，以及機(jī)械壓力致使顆粒聚結(jié).（2）粉碎過程中，隨著顆粒尺寸的減小，顆粒的宏觀晶體缺陷和裂紋的數(shù)量大大減小，使得顆粒尺寸難以進(jìn)一步減小.（3）根據(jù)粉碎機(jī)理分析，顆粒碎裂面的擴(kuò)展所需的能量，幾乎全部來自于應(yīng)力場中貯存的彈性形變能.習(xí)題6 某粉狀物料的真密度為3000kg/m3，當(dāng)該粉料以孔隙率??0.4的狀態(tài)堆積時(shí)，求其表觀密度？

解：由ε=1-ρa(bǔ)/ρp 故ρa(bǔ)=（1-ε）ρp =（1-0.4）*3000 =1800kg/m3習(xí)題10 密度為2650kg/m3的石英顆粒在水中自然沉降，當(dāng)水的粘度為1.005×10-3Pa·S，密度為1000kg/m3時(shí)，若要使顆粒在層流區(qū)內(nèi)沉降，其最大Stokes粒徑為多少？若該顆粒在空氣中沉降，其最大Stokes粒徑又為多少？空氣密度1.225kg/m3，粘度為18.1×10Pa·S。-6

1.解：當(dāng)stokes粒徑最大時(shí)，即Dp最大

則Rep取最大，即Rep=1 ∴Rep=Dpu???1 ①

又∵ u=Dp2(?p??)g18? ②

18?2 聯(lián)立①②得，Dp=3

(?p??)?g 當(dāng)顆粒在水中自然沉降：

18?2 最大stokes粒徑Dp=3

(?p??)?g =1.04*10-4m 當(dāng)顆粒在空氣中自然沉降：

18?2 Dp=3

(?p??)?g =5.70*10-5m

第三篇：粉體工程習(xí)題

粉體工程思考題

1、粒度為－200目25.6%的物料，經(jīng)磨礦2分鐘后粒度變?yōu)椋?00目50.8%，磨礦3分鐘后粒度變?yōu)椋?00目62.5%，求出磨礦動(dòng)力學(xué)方程并估算磨礦4分鐘和5分鐘后的物料細(xì)度

2、一篩孔尺寸為1mm的振動(dòng)篩，當(dāng)處理量Q＝20t/h時(shí)，其篩上物料的羅遜粒度特征－0.2x0.8方程為R=100e，篩下物料的高登粒度特征方程為Y=100X。已知入篩原料中小于篩孔尺寸的物料含量為70.2%，求此時(shí)振動(dòng)篩的篩分效率E及篩下物料的平均粒度。當(dāng)Q提高到40t/h時(shí)，預(yù)計(jì)E為多少？

3、粒度特征方程式的用途有哪些？已知某1.2mm的篩下物料其羅遜粒度特征方程式為-3xR=100e(n=1,b=3):（1）求0.6mm物料的負(fù)累積產(chǎn)和0.3mm物料的正累積產(chǎn)。（2）計(jì)算物料的平均直徑。

4、如圖所示的磨礦流程中，已測得分級機(jī)溢流、給料和排料中小于0.074mm粒級的含量分別為β＝76%、α＝57%和θ＝38%，求磨機(jī)的循環(huán)負(fù)荷。

5、如何確定顎式破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？

答案：假定動(dòng)鄂做平行移動(dòng)、礦石自由下落、不計(jì)摩擦阻力，對簡擺式破碎機(jī)，偏心軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，動(dòng)顎就往復(fù)擺動(dòng)一次。前半轉(zhuǎn)為破碎礦石的工作行程，后半轉(zhuǎn)為排出礦石的空行程。實(shí)驗(yàn)表明排礦時(shí)間實(shí)際只相當(dāng)于偏心軸轉(zhuǎn)1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間。即t =60/4n =15/n（秒）在t時(shí)間內(nèi)已破碎礦石下落高度

6、如何確定拋落運(yùn)動(dòng)磨機(jī)適宜的轉(zhuǎn)速率，實(shí)際生產(chǎn)中磨機(jī)轉(zhuǎn)速率的范圍是多少？ 答案：在拋落式工作的磨機(jī)中，使鋼球具有最大落下高度的轉(zhuǎn)速為最適宜的轉(zhuǎn)速，此時(shí)鋼球沖擊動(dòng)能最大。222鋼球作拋落運(yùn)動(dòng)落下的高度：H =4.5Rsinαcosα對H求極值 4.5Rsinα(2cosα－sinα)= 0，得α=54o441，由此磨機(jī)轉(zhuǎn)速n有兩種方法：

1、最外層脫離角求n，n=32/D0.5 2.用球荷回轉(zhuǎn)半徑與脫離角的關(guān)系推算n:n=37.3/D0.5 其中臨界轉(zhuǎn)速nc=42.4/D0.5

轉(zhuǎn)速率為n/nc

7、簡述扁平式氣流粉碎機(jī)的粉碎及自行分級原理。

答案：粉碎原理：氣流粉碎機(jī)是沖擊式粉碎機(jī)，它以沖擊粉碎為主。高速氣流賦予顆粒以極高的速度，使它們互相碰撞，或與固定板及粉碎機(jī)內(nèi)壁沖擊碰撞。自行分級原理：把已粉碎的物料，按其大小進(jìn)行分級，不僅分級細(xì)度很細(xì)，而且效率也很高，使粒度分布狹窄。這種不需外量分有器的性能，稱自行分級性能。在離心力場的任一位置的顆粒上同時(shí)受到兩個(gè)作用力。（a）離心力

（b）粘性阻力

當(dāng)d較大時(shí)顆粒朝粉碎區(qū)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)d較小時(shí)顆粒朝中心收集區(qū)運(yùn)動(dòng)；這就是自行分級的原理。

8、簡述粉碎助劑的作用機(jī)理。

答案：目前主要有兩種觀點(diǎn)：分別由列賓捷爾和克蘭帕爾提出。

（1）表面化學(xué)吸附效應(yīng)：助劑吸附降低表面能或引起表面晶格位錯(cuò)產(chǎn)生缺陷，促進(jìn)裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，從而降低物料的強(qiáng)度或硬度。（2）流變學(xué)分散效應(yīng)：助劑可改變表面電性，促進(jìn)顆粒分散，阻止物料粒子粘附和凝聚，從而改變料漿流變學(xué)性質(zhì)，提高料漿流動(dòng)性。對整個(gè)粉碎工藝過程，兩種機(jī)理同時(shí)存在，相互統(tǒng)一，只是不同條件下主次不同。

9、簡述深冷粉碎技術(shù)的基本思想。

答案：即利用物料的低溫脆性進(jìn)行粉碎。以液氮或液化天然氣作冷卻劑，在物料粉碎之前或在物料粉碎過程中將其冷卻，使物料呈現(xiàn)脆性，然后，用振動(dòng)磨機(jī)，沖擊式粉碎機(jī)或其他粉碎機(jī)將物料粉碎，從而節(jié)省粉碎能耗提高粉碎效率。

10、簡述物料粒度的表征方法。

答案：

1、單顆粒的粒度表示法，對于大多數(shù)情況中的非球形單顆粒，可由該顆粒不同方向上的不同尺寸按照一定的計(jì)算方法加以平均，得到單顆粒的平均直徑，或是以在同一物理現(xiàn)象中與之有相同效果的球形顆粒直徑來表示，即等效粒徑，或叫當(dāng)量徑。（計(jì)算三軸算術(shù)平均值、三軸調(diào)和平均徑和三軸幾何平均徑；或者等體積球當(dāng)量徑、等表面積球當(dāng)量徑法）2.混合物料的粒度表示方法，一般用顆粒群的平均直徑來表示粉體的粒度。用n層篩子將混合物料分成（ｎ＋１）個(gè)粒度很窄的級別，每個(gè)級別分別用其上下層篩子的篩孔尺寸表示該粒級的粒度上下限再根據(jù)測得各窄級別物料的重量百分?jǐn)?shù)求平均直徑。

11、簡述自定中心振動(dòng)篩與慣性振動(dòng)篩的主要區(qū)別。

12、簡述引起過粉碎的原因及危害。答案：產(chǎn)生過粉碎的原因：（1）粉碎細(xì)度超過最值粒度；（2）所選擇的設(shè)備與礦石性質(zhì)不適應(yīng)，易將礦石泥化；（3）操作條件設(shè)有控制好；（4）粉碎流程結(jié)構(gòu)不合理。過粉碎的危害：（1）微細(xì)粒較多影響分選精度，精礦品位和回收率都差；（2）設(shè)備處理能力降低，磨損增大；（3）無益能耗增大。

13、簡述泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩和國際標(biāo)準(zhǔn)篩的基本特征。

答案：

1、泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩——有兩個(gè)篩序（基本和附加）特點(diǎn)：（1）篩號=網(wǎng)目=篩孔數(shù)目/1英寸（2.54cm）長度；（2）基本序列：篩比為 =1.414；（3）附加序列：篩比為2^0.5=1.19；（4）基篩為200目的篩子，篩孔尺寸0.074mm 2.國際標(biāo)準(zhǔn)篩：（1）以1mm篩子為基篩;（2）10^0.1 =1.259為篩比的等比系列篩(3)更加精密的篩分還要插入附加篩比。

14、闡述球磨機(jī)、棒磨機(jī)和自磨機(jī)的性能及用途。

答案：球磨機(jī)：應(yīng)用范圍廣，無論是何種礦石、粗磨還是細(xì)磨都可采用；結(jié)構(gòu)簡單；排礦速度快、過粉碎嚴(yán)重；產(chǎn)品粒度相對較粗。棒磨機(jī)：（1）棒磨介質(zhì)是鋼棒，介質(zhì)之間為線接觸，磨碎作用具有選擇性，有篩分作用，因而產(chǎn)物粒度比球磨均勻，開路磨礦的棒磨產(chǎn)品粒度特性幾乎和閉路工作的球磨產(chǎn)品一樣；（2）棒磨機(jī)屬粗磨設(shè)備，生產(chǎn)率比球磨機(jī)低5%～15%；（3）主要用于非金屬礦和稀有金屬礦（如鎢礦）的重磁選廠，以保護(hù)某些礦物的天然晶體結(jié)構(gòu)，減少過粉碎，主要用作一段磨礦，也可代替短頭圓錐破碎機(jī)作細(xì)碎。自磨機(jī)：（1）磨碎比大，可達(dá)300~400，一段自磨流程可取代中碎、細(xì)碎及粗磨三段作業(yè)。（2）流程短（3）降低鋼材消耗量。（4）減輕泥化和鐵質(zhì)污染。但是，（1）生產(chǎn)率低，單位容積生產(chǎn)率比球（棒）磨機(jī)低30%~50%。（2）電耗高10%~20%，磨礦效率低，作業(yè)效率低8%~10%，因此在應(yīng)用上一般在大型選廠才有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，現(xiàn)在主要用于分選鐵礦。

15、闡述顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)和園錐破碎機(jī)的性能及用途。

答案：顎式破碎機(jī)：構(gòu)造簡單，工作可靠，制造容易，維修方便適合用于處理堅(jiān)硬或中硬礦石的粗碎和中碎，中小型選廠和礦石粘性大時(shí)宜用顎式；旋回破碎機(jī)：單位電耗低（50%）啟動(dòng)容易，工作平穩(wěn)一般用于大型選礦廠粗碎，與顎式破碎機(jī)相比，旋回的投資大，生產(chǎn)成本低。園錐破碎機(jī)：電耗低、啟動(dòng)容易、工作平穩(wěn)，其中，標(biāo)準(zhǔn)型用于中碎；短頭型用于細(xì)碎； 中間型用于中或細(xì)碎。

16、闡述超細(xì)粉碎過程的物理化學(xué)現(xiàn)象，舉例說明其應(yīng)用。

答案：在超細(xì)粉碎過程中，隨著粒度便細(xì)，物質(zhì)表面能增加，吸附能力和反應(yīng)活性增強(qiáng)，溶解速度提高。新生表面上還會(huì)引起物質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，伴隨有化學(xué)的和熱的效應(yīng)。

17、闡述三個(gè)破碎功耗學(xué)說的基本思想。

答案：

1、面積學(xué)說——（雷廷格學(xué)說）理論實(shí)質(zhì)：輸入功轉(zhuǎn)化為新生表面積上的表面能。面積學(xué)說較準(zhǔn)。因此適用于全過程。

2、體積學(xué)說——（吉爾皮切夫?qū)W說）理論實(shí)質(zhì)：輸入功轉(zhuǎn)化為變形能，變形至極限物體被破壞。即：dA2 = K2dV。適用于粗碎。

3、裂縫學(xué)說——（邦德學(xué)說）理論實(shí)質(zhì)：輸入功轉(zhuǎn)化為變形能，變形至極限產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而形成斷面，之后輸入功部分轉(zhuǎn)化為新生表面上的表面能，其余成為熱能損失。因此應(yīng)等量考慮變形能和表面能兩項(xiàng)。適用于粗碎與細(xì)碎之間的較寬范圍

18闡述影響磨機(jī)中鋼球運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的因素及鋼球在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的磨礦機(jī)理。

答案：鋼球的運(yùn)動(dòng)可歸納為三種典型狀態(tài)，這取決于磨機(jī)轉(zhuǎn)速和球荷（裝球率）。

1、瀉落式，以磨剝作用磨礦，適于細(xì)粒磨礦。

2、拋落式，礦石在園運(yùn)動(dòng)區(qū)受鋼球的磨剝作用，在底腳區(qū)受強(qiáng)烈的沖擊作用，適于粗粒級磨礦。

3、離心式當(dāng)磨機(jī)轉(zhuǎn)速超過某一臨界值時(shí)無磨礦作用。

19、粉碎機(jī)施力分哪幾類？應(yīng)用中要注意哪些問題？

（1）硬礦石宜用彎折配合沖擊；（2）脆性礦石彎折和劈開較有利；（3）韌性和粘性物料，采用磨剝方式為好。

20、螺旋分級機(jī)分為哪幾類，每一類的特征是什么，分別有什么用途？

答案：螺旋分級機(jī)（國內(nèi)選廠常用）是最常用的分級設(shè)備，可分為高堰式，低堰式和沉沒式三種；根據(jù)螺旋數(shù)目，又可分為單螺旋和雙螺旋分級機(jī)。（1）高堰式——適于分離出0.15～0.2mm粒級（－0.074mm50～60%），通常用于一段磨礦與磨機(jī)配合，溢流堰比下端軸承高，但低于下端螺旋的上邊緣。（2）沉沒式——分級面積大，利于分出0.15mm以下粒級（－0.074mm70～85%），常用于二段磨礦的分級，其下端螺旋有4～5圈全浸在礦漿中。（3）低堰式——分級面積小，只能用來洗礦或脫水，現(xiàn)已不采用。其溢流低于下端軸承中心。

21、比較說明等園截面、變園截面和雙循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)的特點(diǎn)。

答案：等園截面：特點(diǎn)：幾何形狀規(guī)整，容易制造；應(yīng)用：規(guī)格用循環(huán)管內(nèi)徑表示，粉碎石墨等，粉碎工質(zhì)在強(qiáng)，生產(chǎn)能力，粒度。變園截面： 特點(diǎn)：a.分級區(qū)細(xì)粒出品處安裝向葉窗憤性分級，使內(nèi)層細(xì)粒通過時(shí)，相對較粗的顆粒被彈回；b.噴嘴安裝位置正好使噴氣流軸線與粉碎；c.粉碎室內(nèi)腔橫截面不是真正的園，各處截面也不相等，粉碎區(qū)和分級區(qū)的弧形部分也是園周的一部分，曲率半徑為變徑的，上開管截面大，顆粒減速上升，進(jìn)入分級區(qū)時(shí)截面小又能加速，產(chǎn)生更大的離心力場，獲得更精細(xì)的分級。應(yīng)用范圍廣，適合各種物料粉碎.雙循環(huán)管式：特點(diǎn)：對噴式迎面沖擊粉碎，粉碎強(qiáng)度大，能量利用率高，消除了進(jìn)入分區(qū)級的“沖擊壁”，減少了內(nèi)壁沖擊磨損，生產(chǎn)能力大。

22、氣流沖擊式粉碎機(jī)和機(jī)械式粉碎機(jī)各有何特點(diǎn).答案：氣流沖擊式粉碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：（1）粉碎強(qiáng)度大，產(chǎn)品微細(xì)，顆粒規(guī)整，表面光滑；（2）產(chǎn)品粒度較均勻，粒度分布較狹窄，單顆粒成分多；（3）成品純度商，因無任何轉(zhuǎn)動(dòng)部件；（4）應(yīng)用范圍廣，能粉碎極堅(jiān)硬的物料，高純、層狀、熱敏性易燃、易爆物料；（5）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，沒有運(yùn)動(dòng)部件，易維修拆卸、清理可進(jìn)行無菌作業(yè)；（6）能量利用率高，可達(dá)2~10%，而球磨機(jī)僅為 0.6%。缺點(diǎn)：（1）輔助設(shè)備多，一次性投資大；（2）影響工況因素多，難以穩(wěn)定操作；（3）粉碎成本較高（應(yīng)用于附加值較高物料的粉碎）；（4）粉碎系統(tǒng)易去堵塞，出現(xiàn)例料現(xiàn)象，噴出大量粉墨，惡化環(huán)境；（5）噪音較大。

機(jī)械式粉碎機(jī)：給礦量（充填率）給礦量大，產(chǎn)品粒度變粗；不同尺寸的介質(zhì)配合使用有利于提高粉碎效果；粉碎強(qiáng)度不如氣流粉碎機(jī)大。

23、畫出選礦生產(chǎn)中的常見的破碎篩分流程，并例舉幾個(gè)生產(chǎn)實(shí)例，說明不同流程的特點(diǎn)。（1）預(yù)先篩分：破碎前篩除小于排礦口的物料，減輕破碎負(fù)荷。（2）檢查篩分：篩除破碎后產(chǎn)品中大于排礦口的物料。（3）預(yù)先檢查篩分：同時(shí)篩除破碎前小于排礦口的物料和破碎后產(chǎn)品中大于排礦口的物料。

24、試說明球磨機(jī)鋼球裝球率、球荷直徑及配比對磨礦效果的影響。

答案：鋼球裝球率：由于磨機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，裝球率過高磨機(jī)中部的鋼球機(jī)會(huì)不動(dòng)，因此會(huì)造成有效的鋼球運(yùn)動(dòng)率很低，功率消耗增大，效果不佳；過低也達(dá)不到生產(chǎn)要求。

球荷直徑及配比：要保證足夠高的單體解離，需要鋼球?qū)ΦV石進(jìn)行選擇性的解離，而且礦石的性質(zhì)也直接決定著鋼球的尺寸要求，所以一般大小鋼球混合使用，具體的尺寸配比將直接影響不同粒級礦物的磨剝效果（及單體解離率）和過粉碎率進(jìn)而影響磨機(jī)的磨礦效率。

25、自磨機(jī)從結(jié)構(gòu)上是如何增大被磨物料間的沖擊力、避免物料在筒體內(nèi)偏析的？ 答案：a.筒體直徑D大，長度短（D/L≈3），以保證礦塊能提升到一定高度下落時(shí)的沖擊磨碎力和不發(fā)生軸向偏析現(xiàn)象（大→給，小→排）。b.端蓋設(shè)有兩圈三角斷面波峰襯板，能磨碎礦石、抑制偏析。c.筒體鋪有丁字形提升襯板，將物料提升到一定高度。

26、闡述宏觀與微觀比表面積的差異與表征方法。

答案：宏觀比表面積——總表面積與質(zhì)量之比。表征方法：

1、測定物料的平均粒度

2、計(jì)算物料的宏觀比表面積。微觀比表面積的表征方法——BET氣相吸附法

27、舉例說明超細(xì)粉碎過程中機(jī)械化學(xué)反應(yīng)對被粉碎物料性質(zhì)的影響。答案：固相反應(yīng)：石英和方解石混合粉碎生成硅酸鈣。氣相反應(yīng)：食鹽粉碎時(shí)產(chǎn)生氯氣，碳酸鹽礦物釋放CO2。

外來離子作用：Al3+ 和Mg2+ 進(jìn)入高嶺土晶體成為鑲嵌結(jié)構(gòu)，增加了堆積密度。超細(xì)粉碎過程中顆粒微細(xì)化，比表面積增大，表面能增加。表面性質(zhì)發(fā)生變化：（1）表面形成無定型氧化膜。（2）形成氫氧化物層。（3）磨礦介質(zhì)與表面作用形成硅膠干擾層，使新生表面鍵場飽和。礦物構(gòu)造結(jié)晶的變化：（1）礦物結(jié)構(gòu)發(fā)生不規(guī)則變形。（2）型位錯(cuò)。（3）產(chǎn)生非結(jié)晶態(tài)物質(zhì)。（4）產(chǎn)生無定型物質(zhì)和晶格畸變。其它結(jié)晶性結(jié)構(gòu)的變化：（1）引起物料結(jié)構(gòu)多種形式間的轉(zhuǎn)移，黃色氧化鉛→赤色，斜方晶系→正方晶系。（2）有機(jī)物從穩(wěn)定性→不穩(wěn)定性。

28、闡述礦石的可碎性與其化學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，如何測定礦石的可磨度？

第四篇：粉體工程總結(jié)

第一章 顆粒幾何形態(tài)特性

1.粒度：顆粒在空間范圍所占大小的線性尺度。2.粒徑的表示方式：（1）三軸徑

以顆粒的長度l、寬度b、高度h定義的粒度平均值稱為三軸平均徑。（2）球當(dāng)量徑：（3）圓當(dāng)量徑：

（4）定向徑（又稱統(tǒng)計(jì)平均徑）：平行于一定方向（用顯微鏡）測得的線度

定方向徑（Feret徑）dF、定方向等分徑（Martin徑）dM、定向最大徑

3.粒度分布的概念

粒度分布是指某一粒徑或某一粒徑范圍的顆粒在整個(gè)粉體中占多大的比例。也就是說粉體中不同粒度區(qū)間的顆粒含量。4.粒度分布的表示方式

（1）頻率分布：當(dāng)用個(gè)數(shù)基準(zhǔn)表示粉體的粒度分布時(shí)，將被測粉體樣品中某一粒徑或某一粒徑范圍的顆粒的數(shù)目稱為頻數(shù)n，而將n與樣品的顆?？倲?shù)N之比稱為該粒徑范圍的頻率f，則

f?n?100% N

頻數(shù)n或頻率f隨粒徑變化的關(guān)系，稱為頻數(shù)分布或頻率分布。

（2）累積分布表示小于（或大于）某一粒徑的顆粒在全部顆粒中所占的比例。按照頻數(shù)或頻率累積方式的不同，累積分布可分為兩類：

a）負(fù)累積：將頻率或頻數(shù)按粒徑從小到大進(jìn)行累積，所得到的累積分布表示小于某一粒徑的顆粒的數(shù)量或百分?jǐn)?shù)。這相當(dāng)于在用篩分法測粒度時(shí)，通過某一篩孔的篩下部分的百分?jǐn)?shù)，這樣得到的曲線又稱為累積篩下分布曲線，常用D（Dp）表示。

b）正累積：將頻率或頻數(shù)按粒徑從大到小進(jìn)行累積，所得到的累積分布表示大于某一粒徑的顆粒的數(shù)量或百分?jǐn)?shù)。相當(dāng)于用篩分法測粒度時(shí)，通過某一篩孔之后的篩余部分的百分?jǐn)?shù)，這樣得到的曲線又稱為累積篩上分布曲線，常用R（Dp）表示。

較之頻率分布，累積分布更有用。許多粒度測定技術(shù)，如篩分法、重力沉降法、離心沉淀法等，所得到的分析數(shù)據(jù)，都是以累積分布顯示出來的。它的優(yōu)點(diǎn)是消除了直徑的分組，特別適用于確定中位粒徑（D50：在粉體物料樣品中，把樣品個(gè)數(shù)（或質(zhì)量）分成相等兩部分的顆粒粒徑）等。5.粒度分布的表達(dá)形式

列表法、圖解法、函數(shù)法 6.顆粒形狀

顆粒的形狀是指一個(gè)顆粒的輪廓或表面上各點(diǎn)所構(gòu)成的圖像。7.形狀指數(shù)（1）均齊度

顆粒兩個(gè)外形尺寸的比值。a)扁平度m＝短徑/厚度＝b/h b)伸長度n=長徑/短徑＝l/b（2）圓形度（又稱輪廓比）：定義了顆粒的投影與圓接近的程度

?c?與顆粒投影面積相等的圓的周長

顆粒投影的周長 1（3）球形度：表示顆粒接近球體的程度

Wadell球形度?W?與顆粒體積相等的球的表面積

顆粒的表面積由于同體積的幾何形狀中，球的表面積最小，所以，顆粒的球形度小于等于1。顆粒形狀與球偏離越大，顆粒的?W越小。8.粗糙度系數(shù)

R?粒子微觀的實(shí)際表面積（＞1）

表觀視為光滑粒子的宏觀表面積9.粒度的測量方法

常用的粒度測量方法有顯微鏡法、篩分法、沉降法、激光法、點(diǎn)傳感法、氣體吸附法等。第二章 顆粒群的堆積性質(zhì) 1.顆粒堆積的客觀結(jié)構(gòu)參數(shù)

（1）容積密度ρB：單位填充體積的粉體質(zhì)量，又成視密度。

?B?（－1?）?P填充粉體的質(zhì)量V ＝B粉體填充體積VB式中 VB—粉體填充體積

ρP—顆粒密度

ε—空隙率

（2）填充率ψ：顆粒體積占粉體填充體積的比率

??填充的顆粒體積?B＝

粉體填充體積?P（3）空隙率ε：空隙體積占粉體填充體積的比率

?＝1－?＝1－?B ?P2.最密填充理論

（1）Horsfield填充

均一球按六方最密填充狀態(tài)進(jìn)行填充時(shí)，球與球間形成的空隙大小和形狀有兩種孔型：6個(gè)球圍成的四角孔和4個(gè)球圍成的三角孔。設(shè)基本均一球成為1次球（半徑r1），填入四角孔中的最大球稱為2次球（半徑r2），填入三角孔中的最大球稱為3次球（半徑r3），隨后再填入4次球（半徑r4），5次球（半徑r5），最后以微小的均一球填入殘留的空隙中，這樣就構(gòu)成了六方最密填充，稱為Horsfield填充。（1）r2＝0.414r1（2）r3=0.225r1（3）r4=0.177r1（4）r5=0.116r1（5）最終填充結(jié)果：最終空隙率ε＝0.149×0.2594=0.039（2）Hudson填充

當(dāng)一種以上的等尺寸球被填充到最緊密的六方排列的空隙中時(shí)，空隙率是隨著較小球與 2 最初大球的尺寸比值而變化的，空隙率隨著四方孔隙中較小球的數(shù)目的增加而減小。實(shí)際上不不是這樣，因?yàn)樵谌切慰紫吨校虻臄?shù)目是不連續(xù)的。Hudson在金屬固溶體的研究中，對半徑為r2的等徑球填充到半徑為r1的均一球六方最密填充體的空隙，當(dāng)r2/r1＜0.4142時(shí)，可填充為四角孔；r2/r1＜0.2248時(shí)，可填充為三角孔，r2/r1＝0.1716時(shí)的三角孔基準(zhǔn)填充最為緊密，最小空隙率為0.0030。這樣的填充稱為Hudson填充。3.粉體中顆粒間的附著力

范德華力、顆粒間的靜電力、毛細(xì)管力、磁性力、機(jī)械咬合力 第三章 粉體力學(xué) 1.內(nèi)摩擦角的確定

內(nèi)摩擦角的測定方法有流出法、抽棒法、慢流法、壓力法、剪切盒法等多種，最主要的是剪切盒法。2.安息角

又稱休止角、堆積角、是指粉體自然堆積時(shí)，自由平面在靜止平衡狀態(tài)下與水平面所形成的最大角度。常用來衡量和評價(jià)粉體的流動(dòng)性。對于球形顆粒，粉體的安息角較小，一般為23～28度之間，粉體的流動(dòng)性好。規(guī)則顆粒的約為30度，不規(guī)則顆粒約為35度，極不規(guī)則顆粒的安息角大于40度，粉體具有較差的流動(dòng)性。3.質(zhì)量流與漏斗流

粉體在重力作用下自料倉流出的形式有質(zhì)量流和漏斗流兩種。如果料倉內(nèi)整個(gè)粉體層能夠大致均勻地下降流出，這種流動(dòng)型式稱為質(zhì)量流（或整體流）。特點(diǎn)是“先進(jìn)先出”。流動(dòng)性良好或細(xì)粒散體可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流。如果料倉內(nèi)粉體層的區(qū)域呈漏斗形，使料流順序紊亂，甚至有部分粉體滯留不動(dòng)，造成先加入的物料后流出，即“后進(jìn)先出”的后果。4.開放屈服強(qiáng)度和粉體流動(dòng)函數(shù) 1)開放屈服強(qiáng)度

料倉內(nèi)的粉體處在一定的壓力作用下，因此，具有一定的固結(jié)強(qiáng)度（密實(shí)強(qiáng)度）。如果卸料口形成了穩(wěn)定的料拱，該料拱的固結(jié)強(qiáng)度，即物料在自由表面上的強(qiáng)度就稱為開放屈服強(qiáng)度（fc）。在預(yù)加壓應(yīng)力σ1作用下壓實(shí)，取去圓筒，粉體試件不倒塌，說明具有一定的密實(shí)強(qiáng)度，這一密實(shí)強(qiáng)度就是開放屈服強(qiáng)度fc。若倒塌，則fc＝0。fc小，流動(dòng)性好，不易結(jié)拱。2)粉體流動(dòng)函數(shù)

粉體的固結(jié)強(qiáng)度在很大程度上取決于預(yù)密實(shí)狀態(tài)，即開放屈服強(qiáng)度fc與固結(jié)主應(yīng)力σ1之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系，詹尼克將其定義為粉體的流動(dòng)函數(shù)FF。FF＝σ1/fc

FF表征著倉內(nèi)粉體的流動(dòng)性，F(xiàn)F越大，粉體流動(dòng)性越好。fc＝0，F(xiàn)F＝∞，粉體完全自由流動(dòng)。

5.料斗流動(dòng)因數(shù)

料斗流動(dòng)因數(shù)ff來表示料斗的流動(dòng)性，并定義流動(dòng)因數(shù)為料斗內(nèi)粉體固結(jié)主應(yīng)力σ1與作用于料拱腳的最大主應(yīng)力σ1之比。

ff值越小，料斗的流動(dòng)條件越好。料斗設(shè)計(jì)時(shí)要盡量獲得ff值小的料斗。6.偏析及其防止措施

（1）粉體流動(dòng)過程中，由于顆粒間粒徑、顆粒密度、顆粒形狀及表面性狀等的差異，粉體層的組成呈現(xiàn)出不均質(zhì)的現(xiàn)象稱為偏析。（2）粒度偏析類型

附著偏析、填充偏析（滲流偏析）、滾落偏析（3）偏析防止措施

a 采用多點(diǎn)裝料，將一個(gè)料堆分成多個(gè)小料堆，可使所有各種粒度的各種組分（密度不同）能夠均勻地分布在料倉的中部和邊緣區(qū)域。

b采用細(xì)高料倉，即在相同料倉容積條件下，采用直徑較小而高度較大的料倉，可減輕堆積分料的程度。

c采用垂直擋板將直徑較大的料倉分隔成若干個(gè)小料倉，構(gòu)成若干個(gè)細(xì)高料倉的組合型式。此法適用于實(shí)際使用中高度受到限制而又要滿足一定料倉容量的料位設(shè)計(jì)或改造。

d在料倉中設(shè)置中央孔管，即使落料點(diǎn)固定不變，但由于管壁上不規(guī)則地開有若干窗孔，粉料有不同的窗孔進(jìn)入料倉不同的位置，實(shí)際上就是在不斷地改變落料點(diǎn)，收到多點(diǎn)裝料的效果。

e采用側(cè)孔卸料，粉料從料倉側(cè)面的垂直孔內(nèi)卸出，以獲得比較均一的料流。f在卸料口加設(shè)改流體以改變流型的方法，減輕漏斗流對偏析的強(qiáng)化作用。7.粉體拱的類型及防拱措施（1）粉體靜態(tài)拱的類型

a壓縮拱：粉體因受料倉壓力的作用，使固結(jié)強(qiáng)度增加而導(dǎo)致起拱。

b楔形拱：塊狀物料因形狀不規(guī)則相互嚙合達(dá)到力平衡，在孔口形成架橋。c粘結(jié)粘附拱：粘結(jié)性強(qiáng)的物料在含水、吸潮或靜電作用而增強(qiáng)了物料與倉壁的粘附力所致。d氣壓平衡拱：料倉回轉(zhuǎn)卸料器因氣密性差，導(dǎo)致空氣泄入料倉，當(dāng)上下氣壓力達(dá)到平衡時(shí)所形成的料拱。(2)防拱措施

a改善料倉的幾何形狀及其尺寸。b降低料倉粉體壓力。c減小料倉壁摩擦阻力。

d降低物料水分，改善粉體流動(dòng)性。第四章 顆粒流體力學(xué) 氣力輸送裝置可分為：

（1）吸送式：將大氣與物料一起吸入管內(nèi)，靠低于大氣壓力的氣流進(jìn)行輸送。適用于從多個(gè)供料點(diǎn)把粉體輸送匯集到一個(gè)點(diǎn)的場合。輸送能力較小，壓力損失也小，且吸嘴的結(jié)構(gòu)簡單。

（2）壓送式：用高于大氣壓力的壓縮空氣推動(dòng)物料進(jìn)行輸送。適用于把粉體從一個(gè)供料點(diǎn)分配輸送到幾個(gè)點(diǎn)的場合，壓頭損失大，輸送能力大，可作長距離輸送。

第五章 粉碎及設(shè)備

一、粉碎的定義

固體物料在外力作用下，克服內(nèi)聚力，從而使顆粒的尺寸減小，比表面積增大的過程稱為粉碎。

??粗碎－將物料破碎至100mm左右??破碎?中碎－將物料破碎至30mm左右??細(xì)碎－將物料破碎至3mm左右???粉碎?

?粗磨－將物料粉磨至0.1mm左右??粉磨?細(xì)磨－將物料粉磨至60?m左右???超細(xì)磨－將物料粉磨至5?m或更小???

二、粉碎比

物料粉碎前的平均粒徑D與粉碎后的平均粒徑d之比稱為平均粉碎比。

三、粉碎流程 根據(jù)不同的生產(chǎn)情形，粉碎流程可由不同的方式。（a）為簡單的粉碎流程；（b）為帶預(yù)篩分的粉碎流程；（c）為帶檢查篩分的粉碎流程；（d）為帶預(yù)篩分和檢查篩分的粉碎流程。

凡從粉碎（磨）機(jī)中卸出的物料即為產(chǎn)品，不帶檢查篩分或選粉設(shè)備的粉碎（磨）流程稱為開路（或開流）流程。

凡帶檢查篩粉或選粉設(shè)備的粉碎（磨）流程稱為閉路（圈流）流程。

四、粉碎方式和分類

粉碎方式主要有擠壓粉碎、沖擊粉碎、摩擦剪切粉碎和劈裂粉碎。

五、粉碎模型

（1）體積粉碎模型：整個(gè)顆粒均受到破壞，粉碎后生成物多為粒度大的中間顆粒。隨著粉碎過程的進(jìn)行，這些中間顆粒逐漸被粉碎成細(xì)粉成分。沖擊粉碎和擠壓粉碎與此模型較為接近。

（2）表面粉碎模型：在粉碎的某一時(shí)刻，僅是顆粒的表面受到破壞，被磨削下微粉成分，這一破壞基本不涉及顆粒內(nèi)部。這種情形是典型的研磨和磨削粉碎方式。

（3）均一粉碎模型：施加于顆粒的作用力使顆粒產(chǎn)生均勻的分散性破壞，直接粉碎成微粉成分。

六、易碎性

所謂易碎性即在一定粉碎條件下，將物料從一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的比功耗——單位質(zhì)量物料從一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的能量，或施加一定能量能使一定物料達(dá)到的粉碎細(xì)度。

七、粉碎機(jī)械力化學(xué) 1.機(jī)械力化學(xué)概念

在粉碎過程中，不僅顆粒的尺寸逐漸變小，比表面積不斷增大，而且其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)性也相應(yīng)產(chǎn)生一系列的變化，此即為粉碎機(jī)械力化學(xué)現(xiàn)象。2.助磨劑助磨作用

（1）助磨劑分子吸附于固體顆粒表面上，改變了顆粒的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，從而降低顆粒的強(qiáng)度或硬度。

（2）助磨劑吸附于固體顆粒表面上，減小了顆粒的表面力。

（3）添加助磨劑，使物料顆粒的表面自由能和晶格畸變程度減小，促使顆粒軟化；助磨劑吸附在顆粒表面上能平衡因粉碎產(chǎn)生的不飽和價(jià)鍵，防止顆粒再度聚結(jié)，從而抑制粉碎逆過程的進(jìn)行。以上兩者均可加速粉碎，產(chǎn)生助磨作用。

八、破碎設(shè)備 1.顎式破碎機(jī)

（1）根據(jù)其動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)特征顎式破碎機(jī)可分為簡單擺動(dòng)、復(fù)雜擺動(dòng)和綜合擺動(dòng)型三種型式。

（2）顎式破碎機(jī)的規(guī)格用進(jìn)料口的寬度和長度來表示，如PEJ1500×2100顎式破碎機(jī)，即表示進(jìn)料口寬度為1500mm，長度為2100mm的簡單顎式破碎機(jī)。PEJ為簡單顎式破碎機(jī)，PEF為復(fù)雜顎式破碎機(jī)。（3）顎式破碎機(jī)的構(gòu)造

顎式破碎機(jī)主要由機(jī)架和制成裝置、破碎部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉緊機(jī)構(gòu)、調(diào)整機(jī)構(gòu)、保險(xiǎn)裝置和潤滑冷卻系統(tǒng)等部件組成。

調(diào)整裝置：為了得到所需要的產(chǎn)品粒度，顎式破碎機(jī)都有出料口的調(diào)整裝置。大、中型破碎機(jī)出料口寬度是由使用不同長度的推力板來調(diào)整；小型顎式破碎機(jī)通常采用楔鐵調(diào)整方法。

保險(xiǎn)裝置：一般顎式破碎機(jī)的安全裝置是將推力板分成兩段，中間用螺栓連結(jié)，設(shè)計(jì) 5 時(shí)適當(dāng)減弱螺栓的強(qiáng)度；也有在推力板上開孔或采用鑄鐵制造，推力板的最小斷面尺寸是根據(jù)破碎機(jī)在超負(fù)荷時(shí)能自行斷裂而設(shè)計(jì)的。當(dāng)破碎機(jī)過載時(shí)，螺栓即被切斷或推力板折斷，動(dòng)顎即停止擺動(dòng)。

（4）工作參數(shù)的確定

鉗角：顎式破碎機(jī)動(dòng)顎與定顎之間的夾角。減小鉗角可增加破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，但會(huì)導(dǎo)致破碎比減??；反之，增大鉗角可增大破碎比，但會(huì)降低生產(chǎn)能力，同時(shí)，落在顎腔中的物料不易夾牢，有被推出機(jī)外的危險(xiǎn)。2.錘式破碎機(jī)

（1）錘式破碎機(jī)的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑（mm）×長度（mm）來表示，如φ2000mm×1200mm錘式破碎機(jī)表示破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑為2000mm，轉(zhuǎn)子長度為1200mm。

（2）錘子是自由懸掛的，當(dāng)遇到難碎物時(shí)，能沿銷軸回轉(zhuǎn)，起到保護(hù)作用，因而避免機(jī)械損壞。另外，在傳動(dòng)裝置上還裝有專門的保險(xiǎn)裝置，利用保險(xiǎn)銷釘在過載時(shí)被剪斷，使電動(dòng)機(jī)與破碎機(jī)轉(zhuǎn)子脫開從而起到保護(hù)作用。3.反擊式破碎機(jī)（1）工作原理

反擊式破碎機(jī)的主要工作部件為帶有板錘的高速轉(zhuǎn)子。喂入機(jī)內(nèi)的物料在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)范圍（即錘擊區(qū)）內(nèi)受到板錘沖擊，并被高速拋向反擊板再次受到?jīng)_擊，然后又從反擊板彈回到板錘，重復(fù)上述過程。在如此往返過程中，物料之間還有相互撞擊作用。由于物料受到板錘的打擊、與反擊板的沖擊及物料之間的相互碰撞，物料內(nèi)的裂紋不斷擴(kuò)大并產(chǎn)生新的裂縫，最終導(dǎo)致粉碎。當(dāng)物料粒度小于反擊板與板錘之間的縫隙時(shí)即被卸出。

反擊式破碎機(jī)的規(guī)格用轉(zhuǎn)子直徑（mm）×長度（mm）表示。

（2）反擊裝置通常帶有卸料間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整卸料間隙可改變沖擊次數(shù)，從而在一定程度上改變產(chǎn)品的粒度組成。在破碎腔內(nèi)進(jìn)入難碎物時(shí)，反擊板可繞懸掛點(diǎn)適當(dāng)擺動(dòng)，增大它與板錘之間的間隙，當(dāng)難碎物通過后，它又迅速恢復(fù)至原位。因此，這種結(jié)構(gòu)還起著保險(xiǎn)作用。

九、球磨機(jī) 1.工作原理

當(dāng)磨機(jī)一不同轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)時(shí)，筒體內(nèi)的研磨體可能出現(xiàn)三種基本情況。

（1）周轉(zhuǎn)狀態(tài)：表示轉(zhuǎn)速太快，研磨體與物料帖附筒體上一道運(yùn)轉(zhuǎn)。研磨體對物料起不到?jīng)_擊和研磨作用。（2）傾瀉狀態(tài)：表示轉(zhuǎn)速太慢，研磨體和物料因摩擦力被筒體帶到等于摩擦角的高度時(shí)，研磨體和物料就下滑。對物料有研磨作用，但對物料沒有沖擊作用，因而使粉磨效率不佳。（3）拋落狀態(tài)：表示轉(zhuǎn)速比較適中，研磨體提升到一定高度后拋落下來。研磨體對物料有較大的沖擊和研磨作用，粉磨效果較好。2.球磨機(jī)的構(gòu)造（1）筒體

磨門：筒體上的每一個(gè)倉都開設(shè)一個(gè)磨門（又稱人孔）。設(shè)置磨門是為了便于鑲嵌襯板、6 裝填或倒出研磨體、停磨檢查磨機(jī)的情況等。（2）襯板

襯板的作用是保護(hù)筒體，使筒體免受研磨體和物料的直接沖擊和摩擦；另外，利用不同形式的襯板可調(diào)整磨內(nèi)各倉研磨體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。類型主要有平襯板、壓條襯板、凸棱襯板、波形襯板、階梯襯板等。（3）隔倉板

作用是a.分隔研磨體；b.防止大顆粒物料竄出料端；c.控制磨內(nèi)物料流速。第六章 分級與分離

一、基本概念

1.利用分離特性將成分不同的混合物或相混合物（例如氣——固相、液——固相）分成成分或相組分不同的兩部分或兩部分以上的過程稱為分離。

2.分離效率

分離后獲得的某種成分的質(zhì)量與分離前粉體中所含該成分的質(zhì)量之比稱為分離效率。3.分級粒徑

分級粒徑也稱切割粒徑，將部分分離效率為50％的粒徑稱為切割粒徑。

二、機(jī)械分級設(shè)備（篩分）

（1）定義：把固體顆粒置于具有一定大小孔徑或縫隙的篩面上，使通過篩孔的成為篩下料，被截留在篩面上的成為篩上料，這種分級方式稱為篩分。（2）篩序：

由粗到細(xì)的篩序、由細(xì)到粗的篩序、混合篩序。（3）篩制：公制和英制

三、顆粒流體系統(tǒng)分級設(shè)備 1.氣流分級機(jī)的分級過程：

（1）分散：將附著或凝聚在一起的顆粒聚集體分散成單個(gè)顆粒；

（2）分離：組合各種力的作用，使顆粒獲得速度差，實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)顆粒的分離；（3）捕集：從氣流重分離與捕集顆粒；（4）卸出。2.離心式分級機(jī)（1）工作原理

物料由加料管經(jīng)中軸周圍落至撒料盤上，受離心慣性力作用向周圍拋出。在氣流中，較粗顆粒迅速撞到內(nèi)筒內(nèi)壁，失去速度沿壁滑下。其余較小顆粒隨氣流向上經(jīng)小風(fēng)葉時(shí)，又有一部分顆粒被拋向內(nèi)筒壁被收下。更小的顆粒穿過小風(fēng)葉，在大風(fēng)葉的作用下經(jīng)內(nèi)筒頂上出口進(jìn)入兩筒之間的環(huán)形區(qū)域，由于通道擴(kuò)大，氣流速度降低，同時(shí)外旋氣流產(chǎn)生的離心力使細(xì)小顆粒離心沉降到外筒內(nèi)壁并沿壁下沉，最后由細(xì)粉出口排出。內(nèi)筒收下的粗粉由粗粉出口排出。

改變主軸轉(zhuǎn)速、大小風(fēng)葉片數(shù)或檔風(fēng)板位置即可調(diào)節(jié)選粉細(xì)度。3.旋風(fēng)式選粉機(jī)

（1）構(gòu)造和工作原理

在選粉室8的周圍均勻分布著6～8個(gè)旋風(fēng)分離器。小風(fēng)葉9和撒料盤10一起固定在選粉室頂蓋中央的旋轉(zhuǎn)軸4上，由電動(dòng)機(jī)1經(jīng)皮帶傳動(dòng)裝置2、3帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。空氣在離心風(fēng)機(jī)19的作用下以切線方向進(jìn)入選粉機(jī)，經(jīng)滴流裝置11的間隙旋轉(zhuǎn)上升進(jìn)入選粉室（分級室）。物料由進(jìn)料管5落到撒料盤后向四周甩出與上升氣流相遇。物料中的粗顆粒由于質(zhì)量大，受撒料盤及小風(fēng)葉作用時(shí)而產(chǎn)生的離心慣性力大，被甩向選粉室內(nèi)壁而落下，至滴流裝置處與此處的上升氣流相遇，再次分選。粗粉最后落到內(nèi)錐筒下部經(jīng)粗粉出口排出。物料中的細(xì)顆 粒因質(zhì)量小，進(jìn)入選粉室后被上升氣流帶入旋風(fēng)分離器7被收集下來落入外錐筒，經(jīng)細(xì)粉出口管8排出。氣固分離后的凈化空氣出旋風(fēng) 分離器后經(jīng)集風(fēng)管6和導(dǎo)風(fēng)管14返回風(fēng)機(jī)19，形成了選粉室外部氣流循環(huán)。循環(huán)風(fēng)量可由氣閥16調(diào)節(jié)。支管調(diào)節(jié)氣閥17用于調(diào)節(jié)經(jīng)支風(fēng)管15直接進(jìn)入旋風(fēng)分離器（不經(jīng)選粉室）的風(fēng)量與經(jīng)滴流裝置進(jìn)入選粉室的風(fēng)量之比，控制選粉室內(nèi)的上升氣流速度，借此可有效調(diào)節(jié)分級產(chǎn)品粒度。改變?nèi)隽媳P轉(zhuǎn)速和小風(fēng)葉數(shù)量也可單獨(dú)調(diào)節(jié)細(xì)度，但通常主要靠調(diào)節(jié)氣流速度的氣閥來控制細(xì)度，這種調(diào)節(jié)方法方便且穩(wěn)定。

4.高效選粉機(jī)

第三代新型高效選粉機(jī)，采用新的分級機(jī)理，其主要特點(diǎn)是選粉氣流為渦旋氣流。（1）O-Sepa選粉機(jī)工作原理

物料通過料管9喂入，撒料盤將物料拋出，經(jīng)緩沖板撞擊失去動(dòng)能，均勻地沿導(dǎo)流葉片內(nèi)側(cè)自由下落到分級區(qū)內(nèi)，形成一垂直料幕。根據(jù)氣流離心力和向心力的平衡，物料產(chǎn)生分級。合格的細(xì)粉隨氣流一起穿過轉(zhuǎn)子而排出，最后由收塵器收集下來成為成品，粗粉落入錐形料斗并進(jìn)一步受來自三次風(fēng)管的空氣的清洗，分選出貼附在粗顆粒上的細(xì)粉。細(xì)粉隨三次風(fēng)上升，粗粉則卸出。

（2）O-Sepa選粉機(jī)分級原理

在選粉機(jī)內(nèi)，粉體顆粒隨氣流作渦旋運(yùn)動(dòng)，顆粒切線方向的分速度為vt，顆粒受沿旋流半徑向外的離心力Fr的作用；另一方面，按切線方向進(jìn)入的空氣從中心管排出，在作旋回運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，保持向心分速度vr，產(chǎn)生向內(nèi)的作用力FR，顆粒與氣流的相對速度為Ur。當(dāng)Fr>FR時(shí)，顆粒向外運(yùn)動(dòng)成為粗粉；當(dāng)Fr

四、固氣分離設(shè)備

1.收塵器的分類及特點(diǎn) 按分離原理可分為：

A.重力收塵器：利用重力使粉塵顆粒沉降至器底，如沉降室等。能收集的粉塵粒徑在50微米以上。

B.慣性收塵器：利用氣流運(yùn)行方向突然改變時(shí)其中的固體顆粒的慣性運(yùn)動(dòng)而與氣體分離，如百葉窗收塵器等。分離粒徑一般大于30微米。

C.離心收塵器：在旋轉(zhuǎn)的氣固兩相流中利用固體顆粒的離心慣性力作用使之從氣體中分離出來，如旋風(fēng)收塵器。分離粒徑可達(dá)5微米。

D.過濾收塵器：含塵氣體通過多孔層過濾介質(zhì)時(shí)，由于阻擋、吸附、擴(kuò)散等作用而將固體顆粒截留下來，如袋式收塵器、顆粒層收塵器等。分離粒徑可達(dá)1微米。E.電收塵器：在高壓電場下，利用靜電作用使顆粒帶電從而將其捕集下來，如各種靜

－電收塵器。分離粒徑可達(dá)102微米。

2.旋風(fēng)收塵器（1）工作原理

含塵氣體從進(jìn)風(fēng)管以較高速度（一般為12～25m/s）沿外圓筒的切線方向進(jìn)入直筒2并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較大的離心力，由于顆粒的慣性比空氣大得多，因此將大部分顆粒甩向筒壁，顆粒離心沉降至筒壁后失去動(dòng)能沿壁面滑下與氣體風(fēng)開，經(jīng)錐體3排入貯灰箱4內(nèi)，積集在貯灰箱中的粉料經(jīng)閘門自動(dòng)卸出。當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的外旋流Ⅰ向下旋轉(zhuǎn)到圓錐部分時(shí)，隨圓錐變小而向中心逐漸靠近，氣流到達(dá)錐體下端時(shí)便開始上升，形成一股自下而上的內(nèi)旋氣流Ⅱ，并經(jīng)中心排氣管6從頂部作為凈化氣體排出。3.袋式收塵器

（1）工作原理與特點(diǎn)

一種利用多孔纖維濾布將含塵氣體中的粉塵過濾出來的收塵設(shè)備。因?yàn)闉V布做成袋形，所以一般稱為袋式收塵器或袋式除塵器。

含塵氣體通過濾布層時(shí)，粉塵被阻留，空氣則通過濾布纖維間的微孔排走氣體中大于濾布孔眼的塵粒被濾布阻留，這與篩分作用相同。對于1～10微米的小于濾布孔徑的顆粒，當(dāng)氣體沿著曲折的織物毛孔通過時(shí)，塵粒由于本身的慣性作用撞擊于纖維上失去能量而貼附在濾布上。小于1微米的微細(xì)顆粒則由于塵粒本身的擴(kuò)散作用及靜電作用，通過濾布時(shí)，因孔徑小于熱運(yùn)動(dòng)的自由徑，使塵粒與濾布纖維碰撞而黏附于濾布上，因此，微小的顆粒也能被捕集下來。

在過濾過程中，由于濾布表面及內(nèi)部粉塵搭拱，不斷堆積，形成一層由塵粒組成的粉塵層，顯著地強(qiáng)化了過濾作用，氣體中的粉塵幾乎被全部過濾下來。

4.電收塵器（1）工作原理

將平板1（或圓管壁）和導(dǎo)線6分別接至高壓直流電源的正極（陽極）和負(fù)極（陰極）。電收塵器的正極稱為沉積極或集塵極，負(fù)極稱為電暈極。在兩極間產(chǎn)生不均勻電場。當(dāng)電壓升高至一定值時(shí)，在陰極附近的電場強(qiáng)度促使氣體發(fā)生碰撞電離，形成正、負(fù)離子。隨著電壓繼續(xù)增大，在陰極導(dǎo)線周圍2～3mm范圍內(nèi)發(fā)生電暈放電，這時(shí)，氣體生成大量離子。由于在電暈極附近的陽離子趨向電暈極的路程極短，速度低，碰到粉塵的機(jī)會(huì)較少，因此絕大部分粉塵與飛翔的陰離相撞而帶負(fù)電，飛向集塵極，如圖，只有極少量的塵粒沉積于電暈極。定期振打集塵極及電暈極使積塵掉落，最后從下部灰斗排出。

五、固液分離 1.過濾

用過濾介質(zhì)捕集分離液體中不溶性懸濁顆粒的操作稱為過濾。以重力、壓力和離心力作推進(jìn)力。按用途可分為：

（1）濾餅過濾：懸濁液的濃度相當(dāng)高，在過濾介質(zhì)表面上形成的濾餅中，如有1％以上的固體顆粒，約占3％～20％的體積起過濾作用者稱為濾餅過濾。

（2）澄清過濾：當(dāng)過濾0.1％以下至百萬分之幾的極薄懸濁液時(shí)，顆粒被捕收于過濾介質(zhì)的內(nèi)部或表面，幾乎不生成濾餅，其目的在于提取澄清液，故稱澄清過濾。第七章 混合與造粒

一、混合定義

粉體的混合是指兩種或兩種以上的組分，按不同的目的，用選定的混合機(jī)均勻地混合在一起，其過程稱為混合，產(chǎn)品稱為混合。這種操作又稱為均化過程。

二、混合機(jī)理

（1）移動(dòng)混合——粒子成團(tuán)地移動(dòng)；

（2）擴(kuò)散混合——把粒子撒到新出現(xiàn)的粉體面上；（3）剪切混合——粉體內(nèi)形成滑移面。

三、混合過程

混合與偏析是相反的兩個(gè)過程。一正一反，反復(fù)進(jìn)行，最后達(dá)到混合偏析的平衡。所謂偏析，是物料的分離過程。若物料的特性差別很大，如密度、粒度或形狀具有相當(dāng)大差別的顆粒，其偏析程度就大。故在某種情況下，對物料進(jìn)行預(yù)處理，就可降低物料的偏析。

物料混合的前期，進(jìn)行迅速的混合，達(dá)到最佳混合狀態(tài)，而混合的后期，則會(huì)產(chǎn)生偏析，一般再不能達(dá)到最初的最佳混合狀態(tài)。因此，對于不同的物料，掌握其最佳混合時(shí)間是至關(guān)重要的。

四、混合機(jī)械及設(shè)備 1.漿料攪拌機(jī) 分類

1)按攪拌動(dòng)力分：機(jī)械攪拌和氣力攪拌。機(jī)械攪拌是利用適當(dāng)形狀的漿葉在料漿中的運(yùn)動(dòng)來達(dá)到攪拌的目的；氣力攪拌是利用壓縮空氣通入漿池使料漿受到攪拌。2)按攪拌漿葉的配置分：水平和立式。水平多做混合或碎解物料用；立式多做攪拌用。3)按攪拌漿葉的形式分：槳式、框式、螺旋槳式、錨式和渦輪式等。如圖。4)按漿葉運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和行星轉(zhuǎn)動(dòng)。2.粉料混合機(jī)

1)螺旋式混合機(jī)

螺旋式混合機(jī)用于干粉料的混合、增濕或潮解黏土等，可分為單軸和雙軸兩種類型。單軸螺旋式混合機(jī)。由U型料槽

1、主軸

2、緊固在主軸的不連續(xù)螺旋漿葉3（或帶式螺旋葉）以及帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置組成。

雙軸螺旋式混合機(jī)。料槽3內(nèi)裝有兩根帶有螺旋漿葉的軸1和軸2。動(dòng)軸1由電動(dòng)機(jī)4通過減速器5帶動(dòng)，而從動(dòng)軸2通過齒數(shù)相同的齒輪副6傳動(dòng)。螺旋軸轉(zhuǎn)速一般為20～40r/min。

按料槽內(nèi)料流方向的不同，雙軸螺旋式混合機(jī)有并流式和逆流式兩類。并流混合時(shí)，兩軸轉(zhuǎn)向相反，螺旋漿葉的旋向也相反，物料沿同一方向并流推送；逆流混合時(shí)，兩軸轉(zhuǎn)向相反，螺旋漿葉旋向相同，使物料往返受到較長時(shí)間的混合。兩軸轉(zhuǎn)速不同，送往卸料口的速度比反向流動(dòng)的速度快，使物料最終移向卸料口卸出。

可用改變漿葉角度來調(diào)節(jié)物料通過混合機(jī)混合機(jī)的速度，從而調(diào)節(jié)混合程度。當(dāng)需要充分混合時(shí)，則采用逆流式混合機(jī)。當(dāng)用作干料混合時(shí)漿葉轉(zhuǎn)向宜由里向外壁方向轉(zhuǎn)動(dòng)，增濕混合則宜由外壁向里轉(zhuǎn)。

五、凝聚的結(jié)合機(jī)理

為了使顆粒凝聚，顆粒間必須有結(jié)合力的作用。其可能的機(jī)理有：

（1）固體架橋：由于燒結(jié)、熔融、化學(xué)反應(yīng)使一個(gè)顆粒的分子向另一個(gè)顆粒擴(kuò)散。（2）液體架橋和毛細(xì)管壓強(qiáng)：在液體架橋中，界面力和毛細(xì)管壓強(qiáng)可產(chǎn)生強(qiáng)鍵合作用，但如果液體蒸發(fā)則此種結(jié)合會(huì)消失。

（3）不可自由移動(dòng)結(jié)合劑架橋處的粘附合內(nèi)聚力：如焦油等高黏度結(jié)合介質(zhì)能形成合固體架橋非常相似的結(jié)合力，其吸附層是固定在某些環(huán)境下能促進(jìn)細(xì)粉粒的結(jié)合。

（4）固體粒子間的吸引力：如固體顆粒間距離足夠短，則靜電力、磁力、范德華力，可以導(dǎo)致粉粒黏附在一起。

（5）封閉型結(jié)合：如小片狀細(xì)粒，可相互交叉或重疊而形成“封閉型”結(jié)合。

六、造粒方法

（1）凝聚造粒法：含少量液體的粉體，固液體表面張力作用而凝聚。用攪拌、轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)或氣流使干粉體流動(dòng)，若再添加矢量的液體粘結(jié)劑，則可像滾雪球似的使制成的粒子長大，粒子的大小可達(dá)數(shù)毫米至幾十毫米。常用的機(jī)械為盤式成球機(jī)。

（2）擠壓造粒法：用螺旋、活塞、輥輪、回轉(zhuǎn)葉片對加濕的粉體加壓，并讓其通過孔板、網(wǎng)擠出，可制得0.2毫米至幾十毫米的顆粒。

（3）壓縮造粒法：分在一定模型中壓縮成片劑合在兩個(gè)對輥間壓縮成團(tuán)塊兩種，可制得粒徑均齊、表面光滑、密度大的顆粒、（4）破碎造粒法：有輥輪壓縮制成的碎片，再用回轉(zhuǎn)葉片粉碎制得細(xì)粒狀的凝聚造粒粒子，有干法和濕法兩種。尤其濕法可制得0.1~0.3mm的細(xì)顆粒。

（5）熔融造粒法：讓熔融狀的物質(zhì)細(xì)化后冷卻凝固。細(xì)化方法：噴射、有板上滴下、將熔融也粘附于冷卻轉(zhuǎn)筒凝固而成碎片狀、將熔融液注入鑄型等。

（6）噴霧造粒法：分為溶液噴霧干燥和噴霧冷卻法。

第五篇：粉體工程試題最新

1、中位粒徑：D50，在物料的樣品中，把樣品個(gè)數(shù)（或質(zhì)量）分成相等兩部分的顆粒粒徑

2、壁效應(yīng)：在接近固體表面的地方，粉料的隨機(jī)填充存在局部有序。這種局部有序的現(xiàn)象是壁效應(yīng)

3、粉碎平衡：當(dāng)物料粉碎到一定程度時(shí)，物料在機(jī)械力作用下的粒度減小與已細(xì)化的微小顆粒再團(tuán)聚達(dá)到平衡，物料粒度幾乎不再變化的時(shí)候，稱為粉碎平衡

4、摩擦角：由于顆粒間的摩擦力和內(nèi)聚力而形成的角

5、相對可燃性：在可燃性粉末中加入惰性的非可燃性粉末均勻分散成粉塵云后，用標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)火源點(diǎn)火，使火焰停止傳播所需要的惰性粉體最小加入量（%）稱為相對可燃性

6、粉碎機(jī)械力化學(xué)：在固體物料粉碎過程中，設(shè)備施加于物料的機(jī)械力除了使物料粒度減小、比表面積增大外，還發(fā)生機(jī)械力與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，使材料發(fā)生結(jié)構(gòu)變化、物理化學(xué)變化。這種在機(jī)械力作用下鎖誘發(fā)的物理、化學(xué)變化過程稱為粉碎機(jī)械力化學(xué)。

另答案：研究粉碎過程中伴隨的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)的學(xué)科，應(yīng)用粉體材料的機(jī)械力化學(xué)改性制備無機(jī)顏料制備納米金屬非晶態(tài)金屬及合金制備新型材料

7、屈服軌跡：一組粉體樣品在同一垂直應(yīng)力條件下密實(shí)，然后在不同的垂直應(yīng)力下，對每個(gè)粉體樣品做剪切破壞試驗(yàn)，所得到的粉體破壞包絡(luò)線稱為該粉體的屈服軌跡

8、整體流：物料從料斗出口處全面積的泄出，全部物料都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的流動(dòng)。（料倉內(nèi)整個(gè)粉體層能夠大致均勻地下降流動(dòng)，這種流動(dòng)型稱為整體流。這種流動(dòng)常發(fā)生在帶有相當(dāng)陡峭而光滑的料斗內(nèi)）二．簡答

1、表征粒度分布特征參數(shù)是什么？粉體的填充指標(biāo)有哪些？ 特征參數(shù)：中位粒徑D50、最頻粒徑、標(biāo)準(zhǔn)偏差； 填充指標(biāo)：容積密度、填充率、空隙率

2、等徑球體隨機(jī)填充的類型有哪些？

1、等徑球規(guī)則填充；

2、隨機(jī)或不規(guī)則填充：隨機(jī)密填充、隨機(jī)傾倒填充、隨機(jī)疏填充、隨機(jī)極疏填充；

3、壁效應(yīng)

3、寫出幾種實(shí)際顆粒的堆積規(guī)律（P27）

堆積規(guī)律：當(dāng)僅有重力作用時(shí)，容器里實(shí)際顆粒的松裝密度隨著容器直徑的減少和顆粒層高度的增加而減小。對于粗顆粒，較高的填充速度導(dǎo)致松裝密度較小。但是對于像面粉那樣的有粘聚力的細(xì)粉末，減慢供料速度可得到松散的堆積。

4、粉體層中液體有幾種？各有何特點(diǎn)？

1、粘附液：粘附在粉體物料的表面；

2、楔形液：滯留在顆粒表面的凹穴中或溝槽內(nèi)；，即在顆粒間的切點(diǎn)乃至接近切點(diǎn)處形成鼓狀的自由表面而存在的液體；

3、毛細(xì)管上升液：保存在顆粒間的間隙中；

4、浸沒液：顆粒浸沒的液體

5、粉體的潤濕應(yīng)用的典型實(shí)例，寫兩例。

1、表面涂覆或包裹：用硬脂酸鈉改性MgO粉體，在吸附層中的硬脂酸根離子的親水基朝向水相，接觸角減小，是粉體潤濕性增強(qiáng)；

2、熱處理：對陶瓷顆粒進(jìn)行熱處理可以提高金屬對陶瓷的潤濕性。通過熱處理可以除去吸附在陶瓷表面的氧，以免金屬氧化在界面形成氧化物阻止金屬與陶瓷元素相互擴(kuò)散。對陶瓷顆粒進(jìn)行預(yù)熱處理可以消除顆粒表面吸附的雜志和氣體，提高潤濕性。

6、粉體摩擦角具體包括哪些角度?

內(nèi)摩擦角、2 安息角、3 壁面摩擦角和滑動(dòng)摩擦角、4 運(yùn)動(dòng)角

7、試述粉體壓力飽和現(xiàn)象，并寫出杰森公式。（P40）

飽和現(xiàn)象：當(dāng)粉體填充高度達(dá)到一定值后。P趨于常數(shù)值，這一現(xiàn)象稱為粉體壓力飽和現(xiàn)象

8、流動(dòng)與不流動(dòng)的判據(jù)？（P48）

如果顆粒在流動(dòng)通道內(nèi)形成的區(qū)服強(qiáng)度不是已支撐住流動(dòng)的堵塞料，那么在流動(dòng)通道內(nèi)將產(chǎn)生重力流動(dòng)。

9、防止粉體偏析的方法？（P52）

1、加料時(shí)采用某些可以使輸入物料重新分布和能改變內(nèi)部流動(dòng)模式的方法，如進(jìn)口溜槽擺動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)撒料、多頭加料；

2、卸料時(shí)通過改變流動(dòng)模式以減少偏析，盡可能的模仿整體流，如在料斗卸料口上方加一個(gè)改流體可以拓寬流動(dòng)的通道、使用多通道卸料管。（回轉(zhuǎn)進(jìn)料法、中央孔管、細(xì)高料倉、隔室、側(cè)孔法）

10、顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的力有哪些？（P173各力的公式在書上173頁）流動(dòng)阻力、2 重力、浮力，3 離心力、4 壓力梯度力

11、粉塵爆炸機(jī)理及條件？（P358）

機(jī)理：粉塵爆炸是助燃性氣體與可燃物均勻混合后進(jìn)行的反應(yīng)：

1、熱能作用于粉塵粒子表面，使其溫度上升

2、粉塵粒子表面的分子由于熱分解或干餾作用，變?yōu)闅怏w分布在粒子周圍

3、氣體與空氣混合生成爆炸性氣體，進(jìn)而發(fā)火產(chǎn)生火焰

4、火焰產(chǎn)生熱能，加速粉塵分解，循環(huán)往復(fù)放出氣相的可燃性物質(zhì)與空氣混合，進(jìn)一步發(fā)火傳播發(fā)生爆炸。

條件：

1、擴(kuò)散粉塵的濃度必須高于最稀可燃極限濃度、2、裝在容器內(nèi)的可燃粉料必須擴(kuò)散在空氣中，3、引燃源必須具有足夠的使燃燒波引燃的釋能密度和總能量，而該燃燒波的傳播能引起爆炸。

12、粉體輸送設(shè)備有哪些種類？膠帶輸送機(jī)的主要部件？

輸送設(shè)備:膠帶輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、鏈板輸送機(jī)

主要部件：輸送帶、托輥、驅(qū)動(dòng)裝置、改向裝置、拉緊裝置、裝料及卸料裝置、清理裝置、制動(dòng)裝置、三． 問答

1、CaCO3超微粉體和橡膠超精細(xì)粉體的生產(chǎn)工藝的異同

橡膠精細(xì)粉體生產(chǎn)工藝在老師打印發(fā)的那個(gè)單獨(dú)的A4紙（專用成套設(shè)備）上面有類似，可以參考看

2、漏斗流和整體流的區(qū)別，整體流料倉的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。（P50）

區(qū)別：整體流與漏斗流相比，整體流料倉具有很多優(yōu)點(diǎn)：避免了粉料的不穩(wěn)定流動(dòng)、溝流和溢流、消除了筒倉內(nèi)的不流動(dòng)區(qū)、形成先進(jìn)先出的流動(dòng)，最大限度地減少了存儲期間的結(jié)塊問題、變質(zhì)問題或偏析問題、顆粒的偏析被大大的減少或杜絕、顆粒的密度在卸料時(shí)是常數(shù)，料位差對它根本無影響、任意水平橫截面的壓力都可以預(yù)測，并且相對均勻。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：盡量使漏斗的半頂角小、料斗用材料的壁摩擦系數(shù)越小越好、料斗壁的表面光滑可以適當(dāng)增大料斗半頂角，從而降低整個(gè)料斗的高度。

漏斗流料倉內(nèi)粉體層的流動(dòng)區(qū)呈漏斗形，使料流順序紊亂，甚至粉體直流不動(dòng)，造成先加入的物料后流出的結(jié)果。這種流動(dòng)型稱為漏斗流。這種流動(dòng)發(fā)生在平底的料倉或斜度小而粗糙的料斗簡倉內(nèi)。整體流 料倉內(nèi)整個(gè)粉體層能夠大致均勻地下降流動(dòng)，這種流動(dòng)型稱為整體流。這種流動(dòng)常發(fā)生在帶有相當(dāng)陡峭而光滑的料斗內(nèi)。

3、粉體結(jié)拱的原因和防拱破拱措施（P53）

結(jié)拱原因：

1、粉體內(nèi)摩擦力與內(nèi)聚力使之產(chǎn)生剪應(yīng)力并形成一定的整體強(qiáng)度，阻礙顆粒位移，使流動(dòng)性變差；

2、粉體的外摩擦力與料筒內(nèi)壁間的摩擦力，該摩擦力與料倉內(nèi)壁粗糙度、錐形部分傾角的大小有關(guān)，粗糙度大，傾角小，則外摩擦力越大，易結(jié)拱。

3、外界空氣濕度、溫度的作用使粉體的內(nèi)聚力增大、流動(dòng)性變差、固結(jié)性增強(qiáng)，導(dǎo)致結(jié)拱、4、筒倉卸料口的水力半徑減小，是筒倉內(nèi)粉體的芯流截面變小，易產(chǎn)生拱塞

措施：

1、正確設(shè)計(jì)料倉的幾何結(jié)構(gòu)；

2、提高料倉內(nèi)壁的平滑度；

3、氣動(dòng)破拱；

4、振動(dòng)破拱；

5、機(jī)械破拱

4、粉碎機(jī)械力化學(xué)的應(yīng)用有？舉5例(P160)

1、機(jī)械力化學(xué)改性

2、機(jī)械力化學(xué)法制備納米金屬、非晶態(tài)金屬及合金

3、機(jī)械力化學(xué)法制備新型材料

4、機(jī)械力化學(xué)在水泥、混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、機(jī)械力化學(xué)法合成彌散強(qiáng)化合金

2、制備亞穩(wěn)態(tài)材料

3、MA制備納米晶材料、金屬間化合物

4、制備納米陶瓷、制備功能材料、制備納米復(fù)合材料

5、固定床和流化床的區(qū)別（P180）

區(qū)別：固定床特點(diǎn)：當(dāng)流體速度很小時(shí)，粉體層靜止不動(dòng)，流體從彼此相互接觸的顆粒間的空隙通過。流化床特點(diǎn)：粉體層膨脹，空隙率增大，壓力降沿凹形曲線變化，在一段區(qū)間內(nèi)，雖然氣體流速不斷增大，但壓力降變化較小。

固定床特點(diǎn)：當(dāng)流體速度很小時(shí)，粉體層靜止不動(dòng)，流體從彼此相互接觸的顆粒間的空隙通過。流化床特點(diǎn)：粉體層膨脹，空隙率增大，壓力降沿凹形曲線變化，在一段區(qū)間內(nèi)，雖然氣體流速不斷增大，但壓力降變化較小。固定床：流體通過床層的壓降隨容器截面積空塔流速至足以支撐粉體層的全部質(zhì)量時(shí)粉體的填充狀態(tài)發(fā)生改變一部分顆粒運(yùn)動(dòng)而重新排列而在此之前床層基本不發(fā)生變化此時(shí)床層稱固定床

流體床：流速超過使流體通過床層的通過床層的壓降足以支撐粉體層的質(zhì)量流體在顆粒層中的壓降與單位面積床層重力相等粉體層開始懸浮運(yùn)動(dòng)像液體質(zhì)點(diǎn)在一定范圍內(nèi)作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)這時(shí)氣固系統(tǒng)有類似液體的性質(zhì)進(jìn)入流態(tài)化狀態(tài)

6、濕式除塵機(jī)理

(圖來源于PPT，原理自己看圖寫)

7、洗滌式除塵類型

四． 作圖

1、繪三軸壓縮試驗(yàn)，粉體在受壓破壞面作用圖（P37圖5-

5、5-6）

2、密實(shí)應(yīng)力下的屈服軌跡（P47圖5-29，5-30）

3、可燃性粉體生產(chǎn)工藝流程圖

4、粉塵爆炸的機(jī)理圖(P358圖14-3)