粉体流动的偏析情况及解决措施

粉体流动的偏析情况及解决措施

目录

1.序言...........................................................................1

2.粉体流动的偏析的成因........................................................2

2.1.附着偏析.................................................................2

2.2.填充偏析.................................2

2.3.密度不一样造成偏析.......................2

2.4.气流不均匀造成偏析.......................3

2.5.颗粒附着造成偏析........................................................3

2.6.振动.....................................4

2.7.下落轨迹.................................................................5

2.8.料堆上的冲撞.............................5

2.9.安息角...................................................................5

3.防止粉体偏析的方法..........................................................5

1.序言

粉体流动的偏析情况主要指的是粉体在流动过程中，由于颗粒的密度、粒

度、形状、表面性质及成分的差别产生的不均匀现象。这种现象也被称为颗粒

偏析或颗粒离析，具体表现为原材料中颗粒粒径组成符合工艺规定且混合均匀

的颗粒发生了一定程度的分离，按颗粒的大小（或轻重）各自聚集，形成按颗

粒的大、中、小（或轻、重）分层、分聚结构。颗粒偏析现象可能发生在原材

料加工制备的各生产环节，特别是那些硬质原材料粉碎较粗、细小粉料较少的

生产线和两种以上不同原材料混合的生产线更容易发生。颗粒偏析破坏了原材

料的混合均匀度，能够严重影响坏体成型和坏体的结构，降低制品的质量，是

砖瓦生产等应重视和防范的问题。

粉体流动时的偏析是一种普遍现象，指的是在粉体移动、堆积或从存储容

器（如料仓、料斗）中排出时，由于颗粒间的物理特性差异，导致粉体各层成

分分布不均的现象。这种不均匀性可能会影响产品的质量、处理效率以及设备

的正常运行。

第1页共6页

2.粉体流动的偏析的成因

偏析主要由以下兀个因素造成：

2.1.附着偏析

在粉体进入料仓或储存容器时，由于落差产生的沉降，细颗粒容易附着在

容器壁上，形成一层绢粉覆盖。当料仓震动或卸料时，这层细粉可能剥落，导

致卸料不均匀，特别是对于细粉和超细粉，其沉降速度接近布朗运动速度或受

到静电效应影响时，偏析现象更为显著。

2.2.填充偏析

加料过程中，粗颗粒可能起到类似筛分的作用，使得细颗粒能穿过粗颗粒

层进入下方静止层，从而导致上下层颗粒尺寸和性质的不一致。

填充偏析是粉休在料仓中加料时，由于粗粒料层起到筛分作用，细粒度可

以通过其间进入下面的静止层，从而导致粉体层组成呈现不均质的现象。这种

现象发生在粉体流动过程中，尤其是当粉体的流动性好、粒度分布宽时，更容

易发生偏析。偏析的类型及机制包括附着偏析、填充偏析和滚落偏析。附着偏

析发生在粉料进入料仓时，由于落差导致粗细粒分开，细颗粒附着在仓壁上；填

充偏析则是由于料仓加料时粗粒料层起筛分作用，细粒度可以通过其间进入下

而的静止层；滚落偏析则是因为粗颗粒的质量大且滚动摩擦系数比细粉小，所

以粗颗粒滚落速度快而流向仓壁附近，细粉集中于料仓中间。

为了防止偏析的发生，可以采取一些措施，如多点装料、采用细高料仓、加

设垂直挡板、设置中央管孔以及采用侧孔卸料等。这些措施有助于改善粉体在

料仓内的流动状态，减少偏析现象的发生。

2.3.密度不一样造成偏析

重力作用下，密度较大的颗粒倾向于下沉，而密度较小的颗粒上浮，引起

颗粒按密度分层。

在颗粒材料的流动过程中，颗粒偏析是指粉体因其颗粒的密度、粒度、形

状、表面性质及成分的差别产生的不均匀现象。这种现象极易发生在坯体的挤

出成型过程中，特别是在那些硬质原材料粉碎较粗、细小粉料较少的生产线和

两种以上不同原材料混合的生产线中。

第2页共6页

2.4.气流不均匀造成偏析

粉体流动时，气流可能不均匀地携带不同密度和形状的颗粒，导致颗粒在

气流中的分布不均。

偏析现象可以在多个领域中出现，例如在工业生产过程中，如氧化锌回转

窑、汽车空调系统、高炉冶炼以及镀锌铝镁生产等。在这些系统中，气流不均

匀会导致物料分布不均、出风不均、炉料轨迹偏近以及镀层厚度不均匀等问题。

在氧化锌回转窑中，窑内气体流动不畅会导致某些区域物料堆积，而其他

区域物料稀薄，从而造成偏析。优化燃烧系统、调整风帽或二次风可以确保窑

内气体分布均匀，从而纠正偏析现象。

汽车空调系统出风不均的主要原因是系统中的堵塞、风扇问题、控制面板

故障以及管道漏气。通过定期清洁空调系统、检修风扇、检修控制面板以及检

查并修理漏气，可以有效解决出风不均匀的问题。

在高炉冶炼过程中，炉况演变和原燃料变化导致炉料在圆周上的轨迹偏析

和料流量偏析。通过定时倒罐、中心加焦、调整布料角度档位、缩小风口面积

等措施，可以确保中心气流，从而逐步使炉况趋于稳定。

在镀锌铝镁生产中，气流不均匀造成的缺陷如“锌起伏”是由于气刀的气

压较低，层流效果较差，导致比较严重的气流不均匀现象，从而产生镀层厚度

不均匀的缺陷。解决这一问题需要调整气刀的气压和层流效果，以确保镀层的

均匀性。

综上所述，气流不均匀是造成偏析现象的一个重要原因，通过针对性的措

施和方法可以纠正或减轻这种偏析现象。

2.5.颗粒附着造成偏析

粉体颗粒间存在相互附着力，容易形成颗粒团聚，团聚的颗粒大小和形状

变化会影响粉体的整体均匀性。

颗粒附着造成偏析主要发生在粉料进入料仓时，由于一定的落差，粉料在

沉降过程中，粗细粒分开，细颗粒附着在仓壁上。当下料或是受到振动时，附

着层的细粉剥落，使卸料力度不均，这对细粉和超细粉来说，其沉降速度与

Brown运动速度接近的以及静电感应超强的微粉来说，此偏析尤为明显。这种

第3页共6页

现象破坏了原材料的混合均匀度，能够严重影响坯体成型和坯体的结构，降低

制品的质量。

为了减少粒度偏析现象，可以采取以下措施：

1）按粒度分级贮存，确保不同粒度的颗粒分开存储，避免在混合过程中产

生偏析。

2）多料仓配料，通过使用多个料仓分别存放不同粒度的颗粒，可以减少偏

析的发生。

3）保持料仓内物料在2/3容积以下，这样可以减少加料时料内的分层现象。

4）增加注料口，通过增加加料口，可以减少加料时的分层现象，从而减轻

偏析的程度。

5）对粉料进行多级筛分，使同一料仓内的粉料级差值小些，有助于减少偏

析。

6）增加加料口，即多口上料，通过多个加料口同时加料，可以减少偏析现

象。

7）原料在破碎前加入适量的水，使粗颗粒与细颗粒黏附在一起，减少颗粒

偏析现象。

通过这些措施，可以有效减轻或避免颗粒附着造成的偏析问题，从而提高

产品质量和生产的稳定性。

2.6.振动

外部的振动可以促使颗粒重新排列，有时加剧偏析，尤其是当振动频率与

颗粒自然频率相近时。

外部的振动确实可以促使颗粒重新排列。

外部振动对颗粒物质的影响主要体现在以下几个方面：

振动原理：通过电机驱动内部的震荡装置，将电能转化为机械能，产生高

频的震动力。这种高频震动力可以使混凝土内的颗粒发生微小振动，从而使其

相互间的空隙减小，提高混凝土的密实性。

混凝土密实作用：振动可以促使混凝土中的骨料颗粒重新排列，使其间的

孔隙得到填充和压实，从而提高混凝土的密实性。这有助于提高混凝土的强度

第4页共6页

和耐久性。

除气作用：在振动过程中，可以将混凝土中的空气泡沫带出，进一步改善

混凝土的质量。

振动颗粒物质中的准晶体序：最近的研究发现，通过外部振动，颗粒物质

中可以形成准晶体序。这一发现揭示了振动对颗粒物质结构和性质的重要影响。

饱和砂土液化后流动特性：在砂土工程中，外部振动可以帮助松砂在振动

受剪时颗粒滚落到平衡位置，使得排列更加紧密，表现出剪缩性。这增强了疏

松砂层液化后抵抗变形的能力。

综上所述，外部振动通过其产生的机械能和高频震动力，能够有效地促使

颗粒重新排列，从而提高材料的密实性、强度和耐久性，这在混凝土施工和砂

土工程中有着重要的应用价值。

2.7.下落轨迹

不同形状、大小的颗粒在自由落体时，受空气阻力影响不同，导致下落轨

迹各异，进一步加剧了分布不均。

2.8.料堆上的冲撞

粉体在料堆中移动时的相互碰撞也会导致颗粒重新分布，可能形成偏析。

2.9.安息角

粉体的堆积形态［安息角）影响其稳定性和流动特性，不同的安息角可能

导致粉体在储存和流动中的不均匀分布。

3.防止粉体偏析的方法

防止粉体偏析的方法多种多样，旨在通过设计合理的储存、运输和处理系

统，以及采用特定的操作工艺和技术，来促进粉体的均匀分布。以下是一些常

见的预防措施：

1.混合技术：在储存或使用前，使用高效的混合设备对粉体进行充分混合，

如螺旋混合机、振动混合机或气流混合器，以确保组分均匀。

2.多点加料与卸料：通过设置多个加料口和卸料口，可以使粉体在容器内分

布更加均匀，减少局部聚集和分层。

第5页共6页

3,设计改良：A、料仓和料斗设计成倾斜或锥形，有助于减少死角和促进粉

体流动。B、使用内部挡板或导流板，引导粉体流动路径，避免直接落差造成的

分层。C、应用振动技术，但需谨慎调整振动频率和幅度，避免加剧偏析。

4.气流管理：合理设计气流系统，避免气流对粉体分布产生不利影响，使用

气动输送时，控制风速，减少颗粒分选。

5.防静电措施：粉体处理过程中，使用防静电材料和设备，减少静电引起的

颗粒聚集和附着。

6.控制环境条件：如湿度和温度，因为它们可能影响粉体的流动性和粘附性,

进而影响偏析程度。

7.定期翻动或搅拌：对于长期储存的粉体，