【粉體百科】粉體靜電的機理、特點、危害及其預防
粉體靜電的危害
由于現代工業的快速發展，在人類的生產和生活中，粉塵的產生極為普遍，而原材料和成品的粉體化在礦業、冶煉化工、紡織、醫藥、食品加工及建材等行業也被普遍采用，然而粉塵帶來的危害在人類的生存環境、日常生產及生活中隨處可見：
√ 粉塵能粘附在植物葉子和枝干上，對它的生長造成影響，給林業、蔬果業帶來經濟損失；
√ 金屬表面粘附粉塵引起腐蝕，使建筑物的壽命變短，遭受污染；
√ 粉塵懸浮在大氣中，使大氣能見度變低，引發交通事故，造成人員傷亡，擾亂道路交通秩序；
√ 電子產品的電子元件會由于粉塵的吸附造成電子元件故障，使器件失效或報廢；
√ 粉塵還對人的呼吸系統造成嚴重損傷，引起塵肺等一系列呼吸系統疾病。
在如此多的危害中，人們往往會忽略粉體生產、運輸、儲存過程中的靜電危害。在粉體的制造中，對原料進行斷裂、破碎和研磨，在粉體的輸運、集收及貯存過程中，都不可避免地使粉粒之間以及粉體與容器壁之間發生頻繁的沖擊、摩擦、分離，結果會產生接觸、分離帶電效應和摩擦帶電效應，使粉體和容器等帶上了靜電。
含有巨大數量粉粒的粉體會積聚起相當大的靜電荷，若其電阻率較大，積聚起的靜電就不易泄漏，從而形成很強的靜電場，若電場強度能夠擊穿空氣，則會發生不同形式的靜電放電現象。如果產生物質靜電放電，其危害范圍廣、后果嚴重，產生刷形放電和火花放電的物體會帶有很高的電位，有可能會產生幾安培的電流，這種靜電能量會引起絕緣擊穿、造成電擊、引起火災爆炸。
國內外曾經發生多起由靜電引起的粉塵爆炸事故。例如：1987年3月15日，哈爾濱亞麻紡織廠由靜電引起亞麻粉塵爆炸，造成58人死亡、177人受傷；2012年，深圳寶安區松崗街道東方社區深圳市信新宇五金制品有限公司發生一起粉塵爆燃事故，事故造成7人不同程度燒傷，其中4人傷勢較重，事故起因初步調查是因遇靜電而引發的爆炸。
為了減少或者避免由粉塵產生靜電而引發的嚴重后果，加強對典型粉塵靜電起電特性的研究，對預防由粉塵靜電放電而引起的火災和爆炸事故有重要指導意義。
粉體靜電特點
粉塵是固體，它處于特殊狀態下，雙電層的基本原則是其靜電產生的原因。但起電過程往往包含接觸分離、沖撞、破碎等綜合現象。在特定條件下可能產生靜電的物質有金屬粉、水泥粉、小麥粉、塑料粉等。
粉體靜電電壓可高達數千至數萬伏。粉塵與其他固體相比，有很多不同，如分散性和懸浮性。在相同的材料和質量條件下，粉塵表面積比整個固體的大很多，這主要是因為其具有分散性。靜電的經常產生是因為表面積增大，表面積增大導致穩定性降低。因此，即使整塊的聚乙烯是穩定物質，粉體狀態的聚乙烯卻不穩定，還可能發生劇烈爆炸。由于粉體處于懸浮狀態，顆粒與大地之間總是通過空氣絕緣的，而與組成粉體的材料是否是絕緣材料無關。因此，很多金屬粉體也能在特定條件下產生和積累靜電，如鋁粉、鎂粉。
粉體靜電起電機理
一個電子克服原子核作用，從材料表面逸出，所需要的最小能量，稱為逸出功或功函數。不同物質的功函數不同，兩種物質接觸在界面上形成電場，在電場力作用下電子從功函數小的一方向功函數大的一方轉移，直到在界面處形成雙電層產生反向電位差與接觸電位差相抵消時，電荷轉移才停止，功函數高的物質帶負電，功函數小的物質帶正電。
粉塵工業生產防靜電
在實際工業生產中，粉塵在生產、儲存和輸送過程中，經過研磨、攪拌、篩分及氣力輸送等不同工藝流程。與加工器具、輸送管道、篩網等碰撞、摩擦、剝離及斷裂等現象而產生靜電。根據不同工藝過程和不同種類工業粉塵的帶電特點不同，應制定相對應的靜電災害預防措施。
在實際粉塵生產過程中，由于粉塵與管道、顆粒與顆粒之間不可避免的出現摩擦分離，導致粉塵在輸送過程中自身產生靜電電荷，又因工業生產中的粉塵的體積電阻率一般在1010～1015Ω﹒m，因此絕緣性很高，自身因摩擦分離接觸所產生靜電荷因粉塵絕緣性較高而不易消散，造成靜電荷積累，如果不能及時消散會形成較強的靜電場強。若場強強度超過介質的擊穿場強就會發生不同形式的靜電放電，嚴重時會造成粉塵燃燒爆炸事故。也可能因為靜電力的作用而使管壁粘附粉塵，堵塞管道等現象發生。
因此，在粉塵工業實際生產中，提出有針對性的防靜電措施具有重大意義。減少靜電產生的措施，包括：控制粉塵在管道中的流速、增加空氣濕度、通過靜電序列選用材料、抗靜電劑和抗靜電涂料、控制粉塵加料速度等。
在實際工業生產中，輸送粉塵的動力一般都是空氣輸送，在有空氣的環境下，若粉塵因靜電積累而最后導致靜電放電，靜電放電能量大于粉塵最小點火能就會引起粉塵燃燒爆炸，造成人員傷亡、財產損失和環境污染。這種情況下，將空氣改為氮氣輸送，避免了粉塵與氧氣直接接觸，徹底消除了粉塵因為靜電積累、放電導致的燃燒爆炸事故，從根源杜絕靜電危害。
資料來源：典型粉體顆粒靜電起電特性研究，王世浩，中國石油大學