Existen muchas tecnologías para clasificar los polvos. Las más comunes son la clasificación por cribado, por flujo de aire y por centrifugación. Sus efectos sobre la pureza del polvo varían.
Método de tamizado
El método de tamizado consiste en utilizar un tamiz para clasificar el polvo, que es adecuado para la clasificación de polvo grueso. Si el tamiz está intacto, puede eliminar impurezas grandes. Esto mejorará la pureza. Sin embargo, si el tamiz está desgastado o tiene agujeros, las partículas grandes se mezclarán con el polvo fino. Esto reducirá su pureza. En el tamizado de arena de cuarzo, un tamiz dañado deja pasar partículas más grandes al producto final. Esto reduce su pureza.
Un lote de carbonato de calcio El polvo tiene una pureza inicial de 85%. Contiene 10% de partículas grandes y 5% de impurezas. A continuación, este polvo se tamiza y clasifica. Un tamiz estándar sin daños puede eliminar más de 90% de impurezas grandes después del tamizado. Después del tamizado, la pureza del polvo puede aumentarse a 94%. Esto supone que la distribución de otras impurezas permanece inalterada. Si el tamiz está dañado, es posible que solo elimine 50% de impurezas grandes. La pureza del polvo solo puede alcanzar aproximadamente 87,5%.
Clasificación del flujo de aire
Este método se basa en la diferencia de velocidad de sedimentación de las partículas en el flujo de aire. Puede separar con precisión partículas de diferentes tamaños. Tiene una alta tasa de eliminación de impurezas y puede mejorar significativamente la pureza. Sin embargo, si el sistema de clasificación tiene aire turbulento o remolinos locales, algunas partículas pueden mezclarse, lo que afecta la pureza. Por ejemplo, al fabricar cátodos de baterías de litio, la clasificación por flujo de aire puede eliminar impurezas y grumos grandes. Esto mejora la pureza del material.
Tomemos como ejemplo la producción de dióxido de titanio que requiere una pureza de más de 99%. En condiciones ideales de clasificación por flujo de aire, el dióxido de titanio tiene una pureza de 95%. Contiene 4% de impurezas de grano grueso y 1% de otras impurezas. Al controlar la velocidad del flujo de aire, la temperatura y la estructura del clasificador, podemos eliminar aproximadamente 98% de las impurezas gruesas. La pureza del producto final puede alcanzar 99,2%. Si la irregularidad del flujo de aire supera los 20% en el sistema (debería estar dentro de los 5%), la tasa de eliminación de partículas gruesas puede caer a 90%. Esto dará como resultado una pureza del producto de solo 98,6%.
Clasificación centrífuga
El método de clasificación centrífuga clasifica las partículas según su fuerza centrífuga. Tiene un buen efecto de clasificación en partículas diminutas y ayuda a mejorar la pureza. Sin embargo, el desgaste y la corrosión generarán impurezas que contaminarán el polvo. Además, un control inadecuado de los parámetros operativos reducirá la pureza al empeorar el efecto de clasificación. Por ejemplo, al preparar nanocarbonato de calcio de alta pureza, si la velocidad de la centrífuga es inestable, afectará la pureza del producto.
Para el micropolvo de alúmina con una pureza inicial de 90% (8% de impurezas mixtas y 2% de otras), se aplica lo siguiente: en una clasificación centrífuga normal, una velocidad estable es clave. Si la centrífuga funciona a esa velocidad y el equipo no está desgastado, puede eliminar 95% de impurezas. Esto aumenta la pureza del polvo a 97,6%. Si la centrífuga está desgastada por un uso prolongado, provoca 0,5% de impurezas por desgaste. La fuerza centrífuga inestable reduce la tasa de eliminación de impurezas a 90%. Entonces, la pureza final del polvo puede ser de solo 96,1%.
Estos datos muestran que, cuando funcionan bien, los distintos clasificadores pueden aumentar la pureza del polvo. Sin embargo, el polvo final depende de tres factores: el estado operativo del equipo, el control de los parámetros del proceso y la estabilidad del equipo. La pureza es crucial. Estos factores deben controlarse estrictamente en la producción para obtener productos en polvo de alta pureza.