粉体9混合.ppt

第9章 混合 9.1 混合的目的 9.1.1 概念 混合是指物料在外力作用下发生运动速度和方向的变化,使物料各组分得以均匀分布的操作过程.这种操作过程又称为均化过程。 与搅拌的区别:习惯上把同相之间的移动叫混合，不同相之间的移动叫搅拌。又把高粘度的液体和固体相互混合的操作叫做捏合或混合。 9.1.2 目的 各种物料的混合目的不同,无机材料的原料混合是为后续的反应准备条件. 9.2 混合原理 9.2.1 混合机理 物料的混合作用有三种: 1. 对流混合 物料在外力作用下产生类似流体的骚动，颗粒从物料中的一处散批地移到另一处，位置发生移动，所有颗粒在混合机中的流动产生整体混合。 2. 扩散混合 把分散的颗粒撒布在不断展现的新生物料面上颗粒在新生成的表面上做微弱的移动,使各组分颗粒在局部扩散达到均匀. 3. 剪切混合 物料内部,颗粒间互相滑动,引起局部混合. 上述三种混合作用是不能绝然分开的，各种混合机都是以上三种作用的某一种作用起主导作用。 理想混合状态:不同颗粒间的接触面积最大.又称完全混合状态. 实际混合:随机取样,同组分的浓度应接近一样,称随机完全混合状态. 9.2.2 混合过程 三个阶段 对流混合: 初始阶段,混合速度快,混合产品标准偏差直线下降; 扩散混合: 混合速度快,混合产品标准偏差下降较快; 剪切混合: 标准偏差在最小值处波动,达到随机完全混合状态. 达到完全混合后,混合向反方向进行,即反混,也叫偏析,即混合与偏析交错进行,混合效果不再提高. 9.3 混合效果评价 9.3.1 样品合格率 随机抽取多个样品,计算合格率.不能反映偏差. 9.3.2 标准偏差 标准偏差指一组测量数据偏离平均值的大小.平均值为: 当测试次数趋于无穷大时，X的极限为a，被视为某组分的测定真值： (Xi-a)为离差。离差可能是正数，也可能是负数，离差相加时，正负会相抵消。将各偏差平方，求出方差，并以测定值个数n除之，则得隔离差平方和的算术平均数，然后开方所得均方根离差称为标准偏差。 对于有限次测定，X是最接近真值的，各次测定值Xi对X的标准偏差为： 采用标准偏差只能反映出某组分浓度的绝对波动情况，还不能充分说明混合的程度如何。标准偏差只与各测定值相对X的离差有关，而与各测定值本身没有关系。 9.3.3 离散度和均匀度 单独用标准偏差和平均值还不能客观反映混合质量,因此将两个值联合使用来表征. 离散度:C=S/X*100% 表示一组测量数据偏离平均值的大小。 均匀度:H=1-C 表示测量数据靠近平均值的程度. 9.3.4 混合指数 上述标准均未涉及取样大小的影响,随机完全混合状态也只反映了整体的均匀性,不能反映局部的均匀性,当取样量大时,会掩盖局部的不均匀性,因此提出混合指数M: So,Sr,S-混合前,完全混合状态,混合中样品的标准偏差. 9.3.4 混合速度 用某瞬时t的方差S2与达到随即完全混合状态的方差Sr2的接近程度来表示混合速度即： 积分上式得： 或 由于So及Sr为已知数，则 为常数，故上式又可写成： 式中Φ 为混合速度系数，与混合机大小、形状、物料的性质及混合机操作条件有关。 9.4 混合影响因素 9.4.1 物料的物理性质 物料颗粒的形状,粒度,粒度分布.密度,表面性质,休止角,流动性,含水量等影响混合过程,粒度,密度,形状,休止角等会引起分料,其中粒度和密度的差异影响最大. 粉料的作用有三个方面： 1) 堆积分料: 有粒度差的料层在倒泻堆积是会分料,粒度细的在堆中,大的在外围; 2) 振动分料: 有粒度和密度差的的物料受震动会产生分料; 3) 搅拌分料: 对液体或液-固混合物,搅拌是好的混合方法,但对粉料,搅拌会引起反混合. 防止分料的措施: 1.对流混合.对流混合比扩散混合分料小,选用对流混合为主的混合设备; 2.运输:避免震动和落差; 3.密度差大,应尽量使其质量相近,密度差小,尽量使其粒度相近; 4.控制混合时间:到达完全混合后会出现反混合,混合状态下降,又趋于平衡,应控制时间 5.加水.少量的水(4%)可以防止分料. 9.4.2 混合机结构 机身尺寸,形状,搅拌装置的尺寸,形状,进料和卸料的设置. 9.4.3 操作条件对混合的影响 操作条件