粉體定義及分類(lèi)

粉體通常是指由大量的固體顆粒及顆粒間的空隙所構(gòu)成的一種分散體系，顆粒粒度一般小于1000μm。工程上常把在常態(tài)下以較細(xì)的粉粒狀態(tài)存在的物料稱(chēng)為粉體物料，簡(jiǎn)稱(chēng)粉體。

粉體可按其成因、制備方法、顆粒分散狀態(tài)、顆粒大小、化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)、用途等進(jìn)行分類(lèi)。Geldart，Molerus等人按照不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)粉體顆粒進(jìn)行了分類(lèi)。其中Geldart的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用較為廣泛。

Geldart從流化特性出發(fā)，根據(jù)其與顆粒粒度和密度的關(guān)系提出將顆粒分為ABCD四類(lèi)。

A組顆粒：尺寸較小，通常為幾十微米，具有很好的流態(tài)化特征，氣泡尺寸較小，氣-固接觸效率高；

B組顆粒：尺寸較大，通常為幾百微米，氣固尺寸接觸效率低，顆粒不易循環(huán)；

C組顆粒：尺寸小，通常<20um。由于顆粒間的作用力遠(yuǎn)大于顆粒的重力，顆粒表現(xiàn)為一定的團(tuán)聚性而不易流態(tài)化；

D組顆粒：尺寸大或密度高的顆粒，如谷物、鉛粒等。

影響粉體流動(dòng)性的因素

粉體之所以流動(dòng)，其本質(zhì)是粉體中粒子受力的不平衡，對(duì)粒子受力分析可知，粒子的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等，對(duì)粉體流動(dòng)影響最大的是重力和顆粒間的黏附力。

具體到相關(guān)參數(shù)，則包括顆粒的種類(lèi)、平均粒度、粒度分布、濕含量、顆粒形狀、比表面積、密度、存儲(chǔ)時(shí)間和顆粒間相互作用等。

1、粉體粒度與粒度分布

粉體粒度是指其顆粒大小在空間范圍所占據(jù)的線性尺寸，粒度分布是指若干個(gè)大小順序排列的一定范圍內(nèi)顆粒量占顆粒群總量的百分?jǐn)?shù)，主要通過(guò)簡(jiǎn)單的表格、圖形或函數(shù)的形式給出。

激光粒度儀是一種常用的粒度及粒度分布測(cè)試儀，粒度分析儀通常把D(3，2)，D(4，3)以及D(50)的數(shù)值一起參考，D(3，2)和D(4，3)的值越接近，說(shuō)明樣品顆粒的形狀越規(guī)則，粒度分布越集中。

2、粉體濕含量

當(dāng)含有少量水分時(shí)，水分被吸附顆粒表面，以表面吸附水的形式存在，對(duì)粉體的流動(dòng)性影響不大。水分繼續(xù)增加，在顆粒吸附水的周?chē)纬伤ぃw粒間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)的阻力變大，導(dǎo)致粉體的流動(dòng)性下降。當(dāng)水分增加到超過(guò)最大分子結(jié)合水時(shí)，水分含量越多其流動(dòng)性指數(shù)越低，粉體流動(dòng)性越差。

3、顆粒形態(tài)

顆粒的形態(tài)包括顆粒三維形狀和顆粒表面形態(tài)，三維形狀主要通過(guò)諸如球形度等形狀因數(shù)來(lái)表示，顆粒表面形態(tài)主要采用進(jìn)行直觀觀察。粒徑大小相等，形狀不同的粉末其流動(dòng)性也不同。顯而易見(jiàn)，球形粒子相互間的接觸面積最小，其流動(dòng)性最好。針片狀的粒子表面有大量的平面接觸點(diǎn)，以及不規(guī)則粒子間的剪切力，故流動(dòng)性差。

4、粉體間相互作用

粉體間的摩擦性質(zhì)和內(nèi)聚性質(zhì)對(duì)粉體的流動(dòng)性同樣有著很大的影響。粒度和形態(tài)不同的粉體，其內(nèi)聚性和摩擦性對(duì)粉體流動(dòng)性的影響程度是不同的。

當(dāng)粉體粒度較大時(shí)，粉體流動(dòng)性主要取決于粉體的形貌，因體積力遠(yuǎn)大于粉粒間的內(nèi)聚力，表面粗糙的粉體顆粒或是形態(tài)不均勻的粉體顆粒的流動(dòng)性都較差。

當(dāng)粉體顆粒很小，粉體的流動(dòng)性主要取決于粉體顆粒間的內(nèi)聚力，此時(shí)的體積力遠(yuǎn)小于顆粒間的內(nèi)聚力。