تصنيف حجم الجسيمات: مفتاح الاستخدام الفعال لمسحوق الماس الدقيق

بعد طحن الكرات، السحق والتشكيل والتطهير الخشن، الخطوة الرئيسية التالية لـ مسحوق الماس الدقيق هو حجم الجسيمات تصنيفالهدف الرئيسي من هذه العملية هو ضمان أن يكون توزيع حجم الجسيمات مركّزًا قدر الإمكان والقضاء تمامًا على الجسيمات كبيرة الحجم.

نظرًا لصغر حجم مسحوق الماس الدقيق، لا تستطيع طرق التصنيف التقليدية بالغربال تحقيق تصنيف دقيق. لذلك، من المهم للغاية استخدام طرق تصنيف علمية وفعّالة ودقيقة.

مع استمرار توسع تطبيقات مسحوق الماس الدقيق وزيادة متطلبات الجودة في السوق تدريجيًا، فإن طرق التصنيف المستخدمة بشكل شائع في شركات مسحوق الماس الدقيق في الوقت الحاضر تشمل بشكل أساسي: الترسيب الطبيعي، والتصنيف الطرد المركزي، وطريقة الفائض، وطريقة الإعصار الهيدروليكي.

الترسيب الطبيعي تصنيف

تختلف معدلات ترسيب جسيمات الماس، عند تساوي كثافتها النوعية، في الماء تبعًا لحجمها. تعتمد طريقة الترسيب الطبيعي على هذا المبدأ، حيث تتحكم في ارتفاع الترسيب ووقته لتصنيف الجسيمات حسب الحجم.

تتأثر جسيمات السائل بثلاث قوى: قوة الجاذبية الناتجة عن كتلة الجسيم، وقوة طفو السائل، ومقاومة الوسط للجسيم. تعتمد سرعة الترسيب على عدة عوامل، منها مساحة التلامس بين الجسيم والوسط، ولزوجة السائل، ومقاومة الاحتكاك التي يواجهها الجسيم أثناء حركته عبر الوسط.

التصنيف الطردي المركزي

يتبع التصنيف الطردي المركزي نفس مبدأ الترسيب الطبيعي، مع اختلاف رئيسي. ففي التصنيف الطردي المركزي، تحل قوة الطرد المركزي الناتجة عن جهاز الطرد المركزي محل الجاذبية في تصنيف منتجات مسحوق الماس الدقيق.

بالنسبة للجسيمات الخشنة، تكون كتلتها أكبر وزمن ترسيبها أقصر. يُطيل الترسيب الطبيعي مسافة ترسيب الجسيمات ذات الأحجام المتشابهة. تُناسب هذه الطريقة التصنيف الدقيق لمساحيق الماس الدقيقة ذات المواصفات المتشابهة.

بالنسبة للجسيمات الدقيقة، فإن كتلتها الصغيرة تعني أنها تستقر ببطء شديد في مجال الجاذبية. سيؤدي استخدام الترسيب الطبيعي إلى إطالة دورة الإنتاج بشكل كبير، وسيشغل مساحةً كبيرةً في حاويات التصنيف. علاوةً على ذلك، قد لا تُصنف الجسيمات فائقة الدقة بفعالية بسبب الحركة البراونية وتداخل الجسيمات.

في مجال الطرد المركزي، يكون التسارع المركزي أعلى بكثير من الجاذبية. هذا يزيد بشكل كبير من سرعة حركة الجسيمات ويُسرّع عملية التصنيف.

نتيجةً لذلك، يجمع العديد من مُصنِّعي مساحيق الماس الدقيقة بين طريقتي الترسيب الطبيعي والطرد المركزي. يُنتج هذا النهج مجموعةً كاملةً من مساحيق الماس الدقيقة، من الناعمة إلى الخشنة. وهو فعّالٌ ويُعطي نتائج عالية الجودة.

تصنيف الفائض

يمكن فهم طريقة الفائض على أنها طريقة تصنيف بالترسيب العكسي. في وعاء تصنيف الفائض، يدخل الماء من أسفله إلى الجزء المخروطي السفلي منه. ومع ازدياد مساحة المقطع العرضي للحاوية تدريجيًا، تتباطأ سرعة السائل الصاعدة، ثم تستقر في النهاية في الجزء الأسطواني العلوي.

تستقر جزيئات الماس عكس تيار الماء المتصاعد. عندما تستقر سرعة التدفق، تتأثر الجزيئات ذات الحجم المحدد بكل من الجاذبية وقوة الطفو العكسية للماء. عندما تصل هاتان القوتين إلى حالة التوازن، تبقى الجزيئات في حالة معلقة، لا ترتفع ولا تغرق.

تخرج الجسيمات الدقيقة جدًا من الحاوية مع تدفق الماء، بينما تستقر الجسيمات الخشنة في الجزء المخروطي السفلي. مع ازدياد سرعة السائل في هذا الجزء، تتجمد الجسيمات على ارتفاعات مختلفة حسب حجمها. بتعديل معدل التدفق، يمكن الحصول على منتجات بالحجم المطلوب للجسيمات.

تصنيف الأعاصير المائية

تعتمد طريقة الهيدروسيكلون على مبدأ الترسيب بالطرد المركزي. تُسرّع هذه الطريقة فصل الجسيمات الخشنة والدقيقة بفضل الدوران عالي السرعة للطين داخل الهيدروسيكلون. تُستخدم هذه العملية على نطاق واسع في تصنيف الجسيمات الخشنة وتجفيف المنتجات في مجالات مُختلفة. من أهم مزاياها السرعة العالية، وسهولة التشغيل، وإمكانية التكرار الجيدة، والقدرة على التغذية المُستمرة. وهي فعّالة في تصنيف جميع أنواع مساحيق الماس الدقيقة، باستثناء الجسيمات فائقة الدقة التي يقل حجمها عن 2 ميكرون. إلا أن لها عيبًا يتمثل في انخفاض دقة التصنيف.

خاتمة

نظراً لخصائص كل طريقة، يمكن أن يستفيد الإنتاج العملي من المرونة. وحسب الظروف الخاصة، يمكن استخدام طريقة واحدة لتصنيف مسحوق الماس الدقيق، أو دمج طريقتين أو أكثر لتصنيف أكثر فعالية.

مسحوق ملحمي نموذج الاتصال