湿式筛分法使用一种相容的液体来帮助对在干燥条件下无法可靠分离的样品进行分类。干式筛分分析适用于颗粒流动性好、能够独立通过筛孔的情况。但如果物料不符合这种特性,就会出现问题。

细颗粒可能带有静电荷。它们可能粘附在较大的颗粒上,形成松散的团聚体,或反复堵塞细筛网。在这种情况下,延长筛分时间未必能获得更好的粒度结果。有时,它只是不断地振荡分散不良的样品而已。

这时湿式洗涤筛就派上用场了。

湿筛法使用合适的液体来帮助分离颗粒,并将细粉带过所需的筛孔。当干筛法无法充分分散样品时,通常会考虑使用湿筛法,但不应仅仅因为物料细小就选择湿筛法。

首先要考虑的问题始终是样品、洗涤液和所需的测试方法是否兼容。

三元堂试验筛展示了样品兼容性、液体选择和湿洗装置检查
湿式筛分需要合适的样品、液体和测试方法。在选择设备之前,请确认所需的湿式洗涤配置。

何时应该使用湿式洗涤筛?

当问题不是筛孔本身,而是颗粒在干式测试中的行为方式时,湿式测试方法就值得考虑了。

典型情况包括:细颗粒因静电而粘连在一起;团聚体在正常振动下无法分散;细颗粒包裹较大颗粒;或筛孔反复堵塞。这些也是现有湿式筛分设备和颗粒分析资料中描述的问题类型。

然而,湿筛法并不一定更好。

如果干燥的样品已经稳定地通过筛组,并且测试产生了可重复的结果,则可能没有理由引入水和额外的干燥步骤。

首先应该做的决定是:

样品条件干筛湿筛法
自由流动的颗粒状材料通常首先要考虑的方法通常没有必要
具有强静电效应的细粉可能导致不稳定分离如果液体合适,可能会有帮助。
摇晃过程中会残留一些软团聚体。可能高估了粗颗粒部分可以帮助分散颗粒
细小物质粘附在粗颗粒上难以完全分离洗涤可能改善分离效果
测试过程中网状物反复遮挡视线可能变得缓慢或不稳定值得评估
水溶性物质根据测试方法的不同,通常更安全。需要格外谨慎
材料与水发生反应或在水中膨胀或许更可取未经方法验证,请勿使用水。
样品已以悬浮液形式提供。先干燥可能会改变测试条件湿筛法可能更合适

该表格仅供参考,不能替代适用的实验室程序。

为什么干筛法会得出错误的结果?

只有当颗粒有合理的机会到达并通过相应的筛孔时,筛子才能正确地对颗粒进行分类。

这听起来显而易见,但这正是许多精细粉末测试变得困难的地方。

试验筛及其概念图显示了团聚的细颗粒和粘附在粗颗粒上的细颗粒
团聚和粘附的细小颗粒会影响干法保留率。采用合适的湿法可能有助于分散这些颗粒。

静电

非常轻或干燥的粉末会产生静电荷。颗粒不会在筛面上自由移动,而是会相互粘附或粘附在筛网上。

延长摇晃时间并不一定能消除这种影响。

团聚

如果几个小颗粒聚集在一起,它们的行为可能像一个大颗粒一样。这样,即使初始颗粒实际上可能小于筛孔尺寸,筛子也会截留看似过大的颗粒。

附着在较大颗粒上的细颗粒

这与一般的团聚现象略有不同。细小的物质可能会包裹或粘附在粗颗粒上,并留在残留物中。

ASTM C117-23提供了一个针对特定材料的实用示例。对于矿物集料,该标准指出,粒径小于 75 μm 的物料可通过水洗更有效地分离,并且当细料粘附在较大的集料颗粒上时,润湿剂可能有所帮助。但这并不意味着 ASTM C117 是一种通用的湿筛方法;它的适用范围仅限于矿物集料。

网状遮光帘

如果尺寸相近或具有粘性的颗粒反复堵塞筛孔,有效开口面积就会逐渐减小。

此时的问题不仅仅是“筛网太细”。样品装载量、颗粒形状、粘附性和粉末的物理性质都可能起作用。

因此,我们通常不建议仅根据网目尺寸来选择湿式编织方法。

湿洗筛分过程中究竟发生了什么?

具体步骤应参照相关材料或测试标准。不过,大多数湿筛分析都遵循相同的基本逻辑。

图示为使用三元堂实验室筛分机的通用湿洗筛分工作流程,作为产品参考,需要进行湿式设置确认。
一般湿式筛分工作流程。液体引入、密封和排出必须符合指定的方法和设备配置。

1. 添加液体前,请确认测试方法。

首先要确定测试要测量的是什么。

检查规定的筛孔尺寸、是否允许湿筛、可以使用哪种液体、是否允许使用分散剂或润湿剂,以及之后如何处理筛余物。

这一步骤很容易被忽略。

例如,ASTM E11 和ISO 3310-1规定了编织网试验筛的技术要求,但它们并没有为所有材料提供通用的湿洗程序。

2. 检查样品是否与液体相容

水很常见,但它并非对所有物质都呈中性。

询问样品遇水后是否会发生溶解、膨胀、反应、软化或其他变化。ASTM土壤和骨料测试方法特别指出,水洗过程中可溶性物质可能会被去除,从而影响测试的实际测量结果。

如果材料本身发生变化,即使湿筛法在技术上取得了令人满意的结果,结果也可能是错误的。

3. 准备筛子或筛架

选择所需的开口,并确保屏幕干净且无破损。

对于多筛分析,通常将较大的筛孔置于较小的筛孔上方,以便对样品进行逐步分级。在专用湿式洗涤装置中,密封和排水也至关重要,因为液体必须在不发生不受控制的泄漏的情况下流经筛网。

不要以为所有干筛振动器都可以简单地连接到水管上。

4. 分散并引入样品

根据操作程序,可以先将样品悬浮或润湿,以便团聚体在筛分之前或期间分散开来。

然后利用液体帮助较细的颗粒通过孔隙,同时轻轻搅拌物料。

应避免过高的水压,以免损坏筛网或对物料造成机械损伤。不同物料的标准可能另有规定。例如,ISO针对铁矿石的筛分程序要求在湿式筛分过程中使用低流速、低压力的清洁水。

这说明了一个重要的观点:液体应该有助于分类,而不是强迫颗粒穿过筛网。

5. 继续前往指定终点

不要随意发明一个通用的“五分钟湿筛时间”。

不同的材料和测试方法采用不同的终点指标。一些实验室程序评估通过筛子的液体;另一些则定义了自己的洗涤或筛分标准。

遵循适用的方法,而不是借用其他材料中的固定时间。

6. 回收、干燥并称量所需馏分

如果测试要求对保留部分进行定量,则必须小心地回收材料,并按照相关程序进行干燥,然后再进行最终称重。

对于粒度分析,可以利用保留的质量来计算每个粒径级分的百分比和累积粒度分布。

转移或干燥步骤控制不当,可能会抵消实际筛分过程中所付出的努力。

湿筛与干筛:您应该选择哪一种?

决定性因素不仅仅是颗粒大小。

三元堂实验室筛分机,基于颗粒行为和液体相容性,提供干筛与湿筛的选择标准。
根据材料特性、兼容性和适用程序来选择干筛或湿筛,而不仅仅根据筛网尺寸来选择。

干筛法通常更简便。无需选择洗涤液,物料处理量更少,而且筛余物通常可以立即收集。对于流动性好的物料而言,这种简便性是一项主要优势。

湿筛法引入了额外的变量,但当这些变量有助于解决实际的分散问题时,它就变得很有用了。

选择题为什么重要
粉末干燥后流动性好吗?如果答案是肯定的,那么干筛可能就足够了。
样品是否发生团聚?团聚体可能表现得像假超大颗粒一样。
静电会影响运动吗?细小颗粒物可能会粘附在缝隙上,而不是通过缝隙。
细颗粒会附着在粗颗粒上吗?清洗有时会导致涂层脱落。
这种液体能溶解样品吗?物料损失可能与颗粒大小无关。
样品会膨胀或发生反应吗?测试过程中颗粒尺寸可能会发生物理变化。
该标准是否要求采用特定方法?实验室操作流程优先于设备选择。
是否必须回收所有残留部分?排水、转移和干燥变得更加重要

经常被忽视的一个细节是可重复性。

如果干筛法在公认的程序下已经能够产生稳定的结果,仅仅因为湿筛法看起来更复杂就改变方法,可能会造成不必要的差异。

在选择湿式洗涤筛之前,请检查以下参数

买家通常会从以下方面开始:

“我需要一个200目湿洗筛。”

这些信息很有用,但不足以配置一个可靠的测试。

我们通常首先想知道以下几件事:

  • 材料名称
  • 饲料颗粒的近似尺寸
  • 所需的筛孔或网眼
  • 每次测试的样品量
  • 所需粒径级分数量
  • 无论样品是干燥的、潮湿的还是已经悬浮的
  • 用于洗涤的液体
  • 该物质是溶解还是与该液体发生反应
  • 适用的ASTM、ISO或内部测试方法
  • 干筛过程中目前存在的问题
  • 现有试验筛或筛分机信息
  • 是否需要回收并称量残留馏分

目数告诉我们的是切割点,但它并不能告诉我们分离样品有多难。

需要帮助审核湿式筛分应用?

不确定问题是出在筛孔大小、物料结块还是物料本身?

请提供物料名称、目标筛目数或孔径、样品量、洗涤液以及您当前干筛问题的描述。如果您已在使用筛分机,请提供其筛孔直径和当前设置。

三元堂可以先审查测试条件,再决定是否考虑采用标准干式测试、湿式测试或其他筛选方法。

标准实验室筛分机可以用于湿式筛分吗?

有时会发生这种情况,但应该在液体流经设备之前进行检查。

三元堂实验室筛分振动器专用于实验室粒度分析,其公开的应用还包括检测液体中的固体含量。公布的技术参数表显示,该振动器筛网直径为200毫米,筛层数为1-8层,粒度范围为0.038-3毫米,机身采用SUS304不锈钢制造。

这些规格并不意味着每个标准配置都是专用的连续湿式洗涤系统。

三元堂标准实验室筛分机,带湿式清洗装置,检查液体供应、密封、排水、收集和防溅功能
湿式清洗前,请确认液体供应、密封、排水、收集和保护装置是否完好。专用的湿式清洗配件应明确指定。

对于湿式洗涤,还要确认设备的运行情况:

  • 液体导入
  • 筛框之间的密封
  • 引流
  • 收集传递材料
  • 腐蚀暴露
  • 防溅
  • 测试后的清洁工作

某些实验室设备供应商提供的专用湿式清洗系统使用专门的盖子、密封件和排水盘。除非另有明确说明,否则不应假定这些配件是其他制造商标准机器的组成部分。

对于砂石骨料实验室工作,三元堂也生产标准试验筛组,筛孔尺寸为常用骨料孔径,筛框尺寸为200毫米或300毫米。所需的筛分布置仍应遵循实际试验方法,而非通用筛分图。

影响结果的常见湿筛错误

大多数问题并非由筛子本身引起。

错误会发生什么
选择湿筛法仅仅是因为筛网很细。增加了不必要的步骤,却没有解决真正的问题。
假设所有水样的水质都是安全的可溶性或反应性物质可能会发生改变或损失。
使用过高的液体压力可能会干扰测试或损坏屏幕
筛子过载粒子到达开口的机会较少
测试前忽略聚集现象表面上的超大尺寸比例可能具有误导性。
转移过程中材料损失最终质量平衡变得不可靠
称重前干燥不完全保留质量可能被高估
使用破损或受污染的网孔径性能不再代表预期的筛选条件
不同标准的混合程序结果可能不再具有可比性。

最后一点比听起来更重要。

针对骨料、土壤、陶瓷粉末或沉积物开发的分析方法可能出于不同的原因,并在不同的条件下使用湿筛。例如,美国地质调查局(USGS)的沉积物分析方法会根据细颗粒组分的后续分析方式,使用特定的液体和预处理方法。

借鉴其原理,而不是盲目照搬程序。

标准如何应用于湿洗筛分

筛分设备页面中经常会含糊地提到标准,因此将三个不同的问题分开讨论会很有帮助。

ASTM E11 标准规定了编织金属丝试验筛布的要求以及试验筛的结构和检验方法。E11-24 版本涵盖标称孔径从 125 mm 到 20 μm 的范围;请根据您当前的测试规范确认所需的版本。

ISO 3310-1:2016 还涵盖了由金属丝网制成的试验筛的技术要求和试验方法,其孔径范围为 125 毫米至 20 微米。

两者都不应被描述为通用的湿筛操作程序。

相比之下,诸如 ASTM C117-23 等针对特定材料的方法,则定义了用于测定矿物集料中粒径小于 75 μm 的颗粒的洗涤步骤。这种差异在选择筛子和测试程序时至关重要。

在申请湿式筛分设备之前,您应该确认哪些信息?

先从材料入手,而不是从机器入手。

如果粉末在干筛试验中分离效果良好,则无需进行湿筛试验。如果细粉残留、静电影响粉末运动、团聚体反复滞留在错误的筛网上,或者适用的试验标准要求清洗,则应考虑采用湿筛法。

申请设备前,请做好以下准备:

  • 材料名称
  • 饲料粒度范围
  • 目标筛孔
  • 样品数量
  • 分数个数
  • 洗涤液
  • 材料/液体相容性
  • 所需测试标准
  • 当前筛选问题
  • 现有设备信息

对于难以处理的样品,发送材料样品或当前筛分状况的照片可能比仅仅从目录中选择设备更有帮助。

三元堂生产用于粒度测试的实验室筛分机和试验筛。如果您的应用需要湿式清洗,请提供以上信息,以便我们在确认设备配置前审核所需的筛分装置和操作方法。

三元堂团队在中国新乡公司工厂外合影
三元堂团队在中国新乡工厂。

关于湿洗筛的常见问题

湿式洗涤筛是用来做什么的?

当合适的液体有助于分离难以通过干筛分的颗粒时,可以使用湿式筛分。常见问题包括团聚、静电、细颗粒粘附在大颗粒上以及筛网堵塞。该方法必须与材料和所需的测试程序兼容。

湿筛法比干筛法更准确吗?

并非总是如此。更合适的筛分方法取决于材料和测试目的。湿筛可以改善干燥颗粒团聚或粘附时的分散性,但引入液体也可能溶解或改变某些材料。如果干筛已经能获得可重复的结果,那么更换筛分方法可能并无优势。

我可以在所有湿筛试验中使用水吗?

不。水必须与样品和测试方法都相容。水溶性物质在清洗过程中可能会部分去除,而其他物质则可能发生溶胀、软化或反应。某些针对特定材料的测试方法允许使用不同的液体或分散剂,因此应首先检查适用的测试方法。

湿式筛分和湿式筛分有什么区别?

湿式筛分通常是指实验室粒度测试,其中液体辅助颗粒通过筛网进行分离。工业湿式筛分是一种生产工艺,用于连续浆料分级、杂质去除或固液分离。因此,其设备、处理能力和操作目标都与实验室测试大相径庭。

普通筛分机可以进行湿筛分析吗?

这取决于机器型号和湿式测试类型。除了振动之外,湿式清洗装置可能还需要控制液体注入量、合适的密封装置、排水装置和收集装置。切勿在未确认制造商预期操作配置的情况下,让水流经仅用于干式振动的振动器。

为什么我的细粉明明应该能通过筛网,却总是留在筛子上?

造成这种情况的原因可能是颗粒团聚、静电吸引、颗粒粘附、筛网负荷过重或筛孔堵塞。更换更小或更大的筛网孔径并不一定能解决这些问题。首先要确定截留的物料是由真正的超大颗粒组成,还是由聚集在一起的小颗粒组成。

湿筛后样品需要干燥吗?

如果测试要求称量残留组分,通常需要先按照适用的方法回收并干燥这些组分,然后再进行最终的质量测量。正确的干燥条件取决于材料和操作步骤,因此不应假定存在通用的干燥温度或时间。