超硬材料网

金刚石微粉在完成球磨破碎、整形加工及粗提纯工艺后，还有一道很重要的工序，就是对产品进行粒度分级处理，主要目的是要求粒度分布尽量集中和完全杜绝超尺寸颗粒。由于金刚石微粉颗粒太细，传统的筛网分级无法实现精确的分级，选用科学、高效、精密的分级方法尤其重要。

       随着金刚石微粉应用领域的不断扩大、市场对金刚石微粉的各项品质要求逐步提高，现阶段金刚石微粉企业常用的分级方法主要有：自然沉降法、离心法、溢流法、筛分法、水力旋流法等。

       自然沉降分级和离心分级

       金刚石颗粒在相同比重下，粒径不同在水中具有不同的沉降速率，自然沉降法就是根据这一原理，控制沉降高度和沉降时间对粒径进行分级。颗粒在液体中受到三种力的作用，即颗粒固有质量所产生的重力、液体的浮力和介质对颗粒的阻力。颗粒沉降速度与颗粒和介质的接触面积、液体的粘度、颗粒在介质中运动受到的摩擦阻力等因素有关。

       离心分级跟自然沉降分级原理相同，区别在于离心法是借助离心机产生的离心力代替重力对金刚石微粉产品进行分级。

       对较粗颗粒而言，由于颗粒较重，沉降时间短，采用自然沉降法可以使粒径相近的颗粒沉降距离拉长，有利于对相近规格金刚石微粉产品的精细分级。但对较细颗粒，由于颗粒自重很小，在重力场中自由沉降的速度很慢，再使用自然沉降的方法将大大延长生产周期，占用大量的分级容器和场地，超细颗粒甚至由于布朗运动和颗粒间的干涉沉降作用无法进行有效分级。而在离心力场中，向心加速度远远超过重力加速度，使微粉颗粒运动的速度大大提高，从而加快了分级速度。因此，很多金刚石微粉生产企业都是采用自然沉降法和离心法相结合的方式生产由细到粗的全规格微粉。

       自然沉降法分级是最基本的金刚石微粉生产方法，工艺简单，产品质量比较稳定。但其存在占用人工多、较细粒度的产品生产周期较长的缺点。离心法对较细粒度产品分级效率大大高于自然沉降法，但设备投资大，对人员操作要求较高。

       影响自然沉降法和离心法分级的主要因素是颗粒形状、分散剂选择和用量、粉浆浓度、温度以及实际操作中的分级时间、沉降高度、离心机转速等。其中自然沉降法受颗粒形状、温度的影响最为明显，而离心法受分散剂选择和用量、离心机转速和时间的影响最为明显。

       一般国内最常用的分级方法是自然沉降法与离心法相结合的金刚石微粉分级方法。该方法的生产效率高、质量好。

       溢流法分级

       溢流法可以理解为反向的沉降分级方法。在一个溢流分级容器内，水从底部进入容器的下部锥体，随着分级容器横截面的逐渐扩大，流体的上升速度逐渐减慢并最终在上部柱状筒体内稳定下来。颗粒逆着上升的水流沉降，在流速稳定时，一定粒度尺寸的颗粒由于受重力和水流的反向推升力的共同作用，当所受二力达到平衡时，颗粒会处于既不上升也不下沉的悬浮状态。过细的颗粒会随着水流溢出分级容器，过粗的颗粒在沉入下部锥体部分时由于流体速度变大，也会按照粒度的不同而在不同的高度悬浮。通过调整流量，即可得到相应粒度的产品。

       溢流法分级生产周期比较长，生产过程中消耗水量大，但相对其它分级方法，具有分级精度较高，人工占用较少的特点。

       微粉颗粒形状和流量控制是影响溢流法分级技术的关键因素。颗粒形状差，会因为颗粒在流体体系内的不规则运动而影响产品粒度指标；同时因为溢流法分级是在一个动态平衡的体系内完成的，流量控制不稳定，会直接导致粗细颗粒层间的互相混合，无法实现准确的产品分级。

       水力旋流法分级

       水力旋流法是利用离心沉降原理，通过料浆在水力旋流器内的高速旋转，加速粗、细颗粒的分离。作为一种成熟技术，该工艺广泛用于多种领域的粗分级和产品脱水。其主要特点为速度快、操作简便、重复性好、可连续投料，除2微米以细的过细颗粒外对全系列金刚石微粉的分级都有效。但也存在分级精度差的缺点。作为一种粗分级的方法，与后期的自然沉降法和离心法相结合可以极大地提高生产效率。

       由于各种方法均有其固有特点，实际生产中，可以根据自身的实际情况灵活选用，既可以采用一种方法对金刚石微粉产品进行分级，也可以采用两种甚至更多方法相结合对产品进行分级。