Birçok teknoloji tozları sınıflandırır. En yaygın olanları eleme, hava akışı ve santrifüj sınıflandırmasıdır. Toz saflığı üzerindeki etkileri değişir.
Eleme yöntemi
Eleme yöntemi, kaba toz sınıflandırması için uygun olan tozu sınıflandırmak için bir elek kullanmaktır. Elek sağlamsa, büyük safsızlıkları giderebilir. Saflığı artıracaktır. Ancak, elek aşınmışsa veya delikler varsa, büyük parçacıklar ince toza karışacaktır. Bu, saflığını azaltacaktır. Kuvars kumu elemesinde, hasarlı bir elek daha büyük parçacıkların nihai ürüne girmesine izin verir. Bu, saflığını azaltır.
Bir parti kalsiyum karbonat Tozun ilk saflığı 85%'dir. 10% büyük parçacıklar ve 5% safsızlıklar içerir. Bu toz daha sonra elenir ve sınıflandırılır. Standart, hasarsız bir elek, elemeden sonra 90%'den fazla büyük safsızlığı giderebilir. Eleme işleminden sonra tozun saflığı 94%'ye çıkarılabilir. Bu, diğer safsızlıkların dağılımının değişmeden kaldığını varsayar. Elek hasar görürse, yalnızca 50% büyük safsızlığı giderebilir. Tozun saflığı daha sonra yalnızca yaklaşık 87.5%'ye ulaşabilir.
Hava akışı sınıflandırması
Bu yöntem, hava akışındaki parçacıkların sedimantasyon hızındaki farka dayanır. Farklı boyutlardaki parçacıkları doğru bir şekilde ayırabilir. Yüksek bir safsızlık giderme oranına sahiptir ve saflığı önemli ölçüde artırabilir. Ancak, sınıflandırma sisteminde türbülanslı hava veya yerel girdaplar varsa, bazı parçacıklar karışabilir ve saflığı etkileyebilir. Örneğin, lityum pil katotları yaparken, hava akışı sınıflandırması büyük safsızlıkları ve kümeleri giderebilir. Bu, malzeme saflığını artırır.
Örnek olarak 99%'den fazla saflık gerektiren titanyum dioksit üretimini ele alalım. İdeal hava akışı sınıflandırma koşulları altında titanyum dioksit 95% saflığa sahiptir. 4% iri taneli safsızlık ve 1% diğer safsızlıklar içerir. Hava akışı hızını, sıcaklığı ve sınıflandırıcının yapısını kontrol ederek kaba safsızlıkların yaklaşık 98%'sini giderebiliriz. Son ürünün saflığı 99.2%'ye ulaşabilir. Sistemdeki hava akışı düzensizliği 20%'yi aşarsa (5% içinde olmalıdır), kaba parçacık giderme oranı 90%'ye düşebilir. Bu, yalnızca 98.6%'lik bir ürün saflığıyla sonuçlanacaktır.
Santrifüj sınıflandırması
Santrifüj sınıflandırma yöntemi parçacıkları santrifüj kuvvetlerine göre sınıflandırır. Küçük parçacıklar üzerinde iyi bir sınıflandırma etkisine sahiptir ve saflığı artırmaya yardımcı olur. Ancak aşınma ve korozyon tozu kirletecek safsızlıklar üretecektir. Ayrıca, çalışma parametrelerinin uygunsuz kontrolü sınıflandırma etkisini kötüleştirerek saflığı azaltacaktır. Örneğin, yüksek saflıkta nano kalsiyum karbonat hazırlarken santrifüj hızı dengesizse ürünün saflığını etkileyecektir.
90% başlangıç saflığına sahip alümina mikro tozu için (8% karışık safsızlıklar ve 2% diğer) aşağıdakiler geçerlidir. Normal santrifüj sınıflandırmasında, sabit bir hız anahtardır. Santrifüj bu hızda çalışırsa ve ekipman aşınmamışsa, 95% safsızlığı giderebilir. Bu, tozun saflığını 97.6%'ye çıkarır. Santrifüj uzun süreli kullanımdan dolayı aşınmışsa, aşınmadan dolayı 0.5% safsızlığa neden olur. Kararsız santrifüj kuvveti, safsızlık giderme oranını 90%'ye düşürür. Daha sonra, son toz saflığı yalnızca 96.1% olabilir.
Bu veriler, iyi çalıştıklarında farklı sınıflandırıcıların toz saflığını artırabileceğini göstermektedir. Ancak, nihai toz üç faktöre bağlıdır. Bunlar ekipmanın çalışma durumu, proses parametre kontrolü ve ekipman kararlılığıdır. Saflık çok önemlidir. Yüksek saflıkta toz ürünleri elde etmek için bu faktörlerin üretimde sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.