Для классификации порошков используется множество технологий. Наиболее распространенными являются просеивание, воздушно-струйная и центробежная классификация. Их влияние на чистоту порошка различно.
метод просеивания
Метод просеивания заключается в использовании сита для сортировки порошка, что подходит для крупнозернистой сортировки. Если сито целое, оно может удалить крупные примеси, что повысит чистоту. Однако, если сито изношено или имеет отверстия, крупные частицы будут смешиваться с мелким порошком, что снизит его чистоту. При просеивании кварцевого песка поврежденное сито пропускает более крупные частицы в конечный продукт, что снижает его чистоту.
Партия порошка карбоната кальция имеет начальную чистоту 851Т3Т. Она содержит 101Т3Т крупных частиц и 51Т3Т примесей. Затем этот порошок просеивают и сортируют. Стандартное неповрежденное сито может удалить более 901Т3Т крупных примесей после просеивания. После просеивания чистота порошка может быть повышена до 941Т3Т. Это при условии, что распределение других примесей остается неизменным. Если сито повреждено, оно может удалить только 501Т3Т крупных примесей. В этом случае чистота порошка может достичь лишь около 87,51Т3Т.
Классификация воздушного потока
Этот метод основан на разнице в скорости осаждения частиц в воздушном потоке. Он позволяет точно разделять частицы разных размеров. Метод обладает высокой степенью удаления примесей и может значительно повысить чистоту материала. Однако, если в системе классификации присутствует турбулентность воздуха или локальные вихри, некоторые частицы могут смешиваться, влияя на чистоту. Например, при производстве катодов литиевых батарей классификация с помощью воздушного потока позволяет удалять крупные примеси и комки. Это повышает чистоту материала.
Рассмотрим в качестве примера производство диоксида титана, для которого требуется чистота более 991 ТТ3Т. В идеальных условиях классификации с помощью воздушного потока диоксид титана имеет чистоту 951 ТТ3Т. Он содержит 41 ТТ3Т крупнозернистых примесей и 11 ТТ3Т других примесей. Контролируя скорость воздушного потока, температуру и структуру классификатора, мы можем удалить около 981 ТТ3Т крупнозернистых примесей. Чистота конечного продукта может достигать 99,21 ТТ3Т. Если неравномерность воздушного потока в системе превышает 201 ТТ3Т (она должна быть в пределах 51 ТТ3Т), скорость удаления крупных частиц может снизиться до 901 ТТ3Т. Это приведет к чистоте продукта всего 98,61 ТТ3Т.
Центробежная классификация
Метод центробежной классификации определяет чистоту частиц в зависимости от их центробежной силы. Он обеспечивает хорошую классификацию мельчайших частиц и способствует повышению чистоты. Однако износ и коррозия приводят к образованию примесей, загрязняющих порошок. Кроме того, неправильный контроль рабочих параметров снижает чистоту, ухудшая эффект классификации. Например, при приготовлении высокочистого нанокарбоната кальция нестабильная скорость центрифуги повлияет на чистоту продукта.
Для микропорошка оксида алюминия с начальной чистотой 901Т3Т (81Т3Т смешанных примесей и 21Т3Т прочих) действуют следующие правила. При обычной центрифужной классификации ключевое значение имеет стабильная скорость. Если центрифуга работает на этой скорости, и оборудование не изношено, она может удалить 951Т3Т примесей. Это повышает чистоту порошка до 97,61Т3Т. Если центрифуга изношена от длительной эксплуатации, это приводит к удалению 0,51Т3Т примесей из-за износа. Нестабильная центробежная сила снижает скорость удаления примесей до 901Т3Т. Тогда конечная чистота порошка может составлять всего 96,11Т3Т.
Эти данные показывают, что при правильной работе различные классификаторы могут повысить чистоту порошка. Однако конечный продукт зависит от трех факторов: состояния оборудования, контроля параметров процесса и стабильности работы оборудования. Чистота имеет решающее значение. Для получения высокочистых порошковых продуктов эти факторы должны строго контролироваться в процессе производства.