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【生产知识】影响浆料除铁效果的因素及解决方法

【发布时间:2018/4/17 】 【字号:

由于市场对高档陶瓷制品的需求越来越大,所以对陶瓷浆料除铁已成为陶瓷生产工艺中重要工序之一。为提高除铁效果,许多厂家不惜投入大量资金,购买大量的除铁设备,最终还是没有从根本上解决这个问题。影响浆料除铁效果的因素有原料、设备、环境等三方面,除铁设备是影响除铁效果的核心,三者是相辅相成的。
  一、原料对除铁效果的影响
  浆料的物理性能直接影响除铁设备的除铁效率,其主要物理性能包括浆料的浓度、黏度、流速、颗粒度、温度、浆料含铁量和磁性杂质的强弱等,这些因素主要是影响磁场对磁性物质的吸引能力,且吸引力F要大于阻止磁性颗粒被分离出去的合力FC(或称竞争力)才能被吸引而分离。
  浆料除铁时,吸引力不仅与磁场强度及其黏度有关,还与铁磁杂质的性质有关。杂质的比磁化系数k越大,F越大;颗粒自身的重量越大,F也越大。竞争力包括铁磁性颗粒的体积、离心力、惯性力和流体阻力等,而惯性力和流体阻力是竞争力的主要部分,此时流体阻力
  FC=3 ηdν 式中:η--料浆粘度 ν--料浆流速 d--矿物颗粒直径
  由上式可知:浆料粘度、铁质矿物颗粒的大小和泥浆的流速都影响着竞争力的大小,从而影响除铁效果。因此在使用除铁机时,要认真掌握料浆的"四度"(浓度、粘度、速度、粒度)。颗粒度应通过振筛网目的孔径选择来决定其最大值;速度与流量直接相关;粘度与浆料的浓度、性质及添加剂有关;浓度由水分比例决定。
  浆料的温度对除铁效率的影响也很大,浆料温度高,磁场强度降低,既影响磁场的吸引力又缩短磁材的使用寿命。好的磁材可耐80℃左右的温度,但价格昂贵,而差的只能在常温下工作,所以除铁器应尽可能不要直使用在球磨机之后,因为球磨机出来的浆料可在80℃以上。在陶瓷制品的生产流程中,一般将它安装在倒浆池工序之上或浆料的输送线上比较合适。
  二、除铁设备对除铁效果的影响
  1.除铁设备的选型和布置很重要。
  在选择除铁设备之前,先对产品的质量要求进行定位,再对浆料进行物理分析,然后合理地选择除铁设备。不同产品对除铁效率的要求不同:例如高档的日用陶瓷、浅色的抛光砖和洁具,不仅要除去浆料中的机械铁,还要除去其中的弱磁性杂质;另外,如釉面砖,对基料和釉料的除铁要求不一样,基料要求低,釉料要求高;且不同种类的釉料要求也不一样,如金属釉面砖,几乎不用除铁;而对一般的墙地砖,则除铁要求更低。
  对除铁要求高的浆料,可以采取多种除铁设备串联或并联除铁的方式。如对高档的日用陶瓷除铁,可以先采用成本稍低的自动磁棒除铁机除去其中的强磁性杂质,再与感应系列的全自动除铁机串联使用,除去其中的弱磁性杂质,这种串联既能提高除铁效率,又能节约成本,串联使用时强磁场除铁机应安排在下游;同种机型并联使用是为了增加达到规格的工作量,各机型的流量规格应相同,各机的控制需同步,以避免多机同时清洗。同种机型串、并联使用,是为了满足生产产量需求,目前市场有产量为5t/h~30 t/h不等的除铁机,基本上能满足生产要求。应该注意的是,相同机型尽量不作串联使用,这种串联使得下游机器基本不除铁。
  在磁棒除铁槽除铁使用中,要合理设计除铁磁棒的空间布置。布置太密集,不仅影响流速,而且增加成本和清洗劳动力,太疏则达不到除铁效果。为提高磁棒对表层流和底层流浆料的除铁效果,一般采取双层或多层磁棒高低相间交错排列的形式来达到目的。磁棒直径的大小也要合适,以便充分利用有效磁源表面积。同等重量的磁源,磁棒根数越多,有效表面积越大,效果就越好,成本也就降低了,当然还需考虑磁棒的机械强度和使用要求。
  2.除铁设备的性能,工作磁场强度是重要的指标。
  目前普遍使用的浆料除铁设备有除铁槽、电磁磁选机、永磁除铁机等设备,工作磁场强度、产流量、除铁效率和清洗是判断除铁机除铁效果的重要指标,但工作磁场是核心。磁棒的最高表磁在8000Gs左右;电磁除铁机的最高工作表磁在0.5~1.5万Gs 左右;超导大功率除铁机可达到1.5~3万Gs甚至更高;感应系列除铁机工作磁场可达1.0~1.8万Gs。同种除铁效率的除铁机,产量越大,需要的工作磁场强度越强,而场强和梯度的增加,都将增加磁材的制作难度和成本,通常场强提高10%,成本将增高20%,所以不能一味的追求高磁场。
  3.除铁设备的使用。合理清洗是关键。
  在除铁过程中,及时有效的清洗是提高除铁效果最有效的方法。除铁设备的磁源表面吸附一定磁性杂质以后,随着吸附物质的增多导致再吸引的能力逐渐减弱,当减弱到较小还不及时清洗时,将严重影响除铁效果。采用全自动清洗方式,它可根据浆料含铁量高低和产量要求调整清洗周期,不需要人工参与,此种机型既能提高除铁效果,又能节约用水。根据目前工厂的使用情况,使用全自动除铁机势在必行。
  三、提高浆料除铁效果的方法
  综上分析,我们知道提高浆料除铁效果的方法有以下几种:
  1、 优化浆料的物理性能。
  ①尽可能的降低浆料的进机温度,一般在进机之前先冷却,使浆料温度在80℃以下。②进机之前要过筛,保证浆料颗粒的颗粒度,以免堵塞除铁设备,如感应系列要求浆料过60目筛。③减小竞争力、减小浆料进机速度、降低浆料粘度和浓度等方法都可以提高除铁效果。
  2、 合理选择、使用除铁设备。
  根据异同浆料的特性,优化选择并合理利用除铁设备,既能够提高除铁效率,又能节约成本。其步骤如下:①确定总工作流量,分析浆料物理性能。②根据浆料强弱铁磁性杂质的比例以及需要达到的除铁效果,选择实用型除铁设备。③根据机型产能确定此设备的数量,并进行优化的布向使用,发挥所有机型的最大产能。
  3、 改善除铁工作的环境,减少劳动成本,提高自动化程度。
  磁棒除铁环境恶劣,清洗工人一般在温度高、气味重的环境下工作,其繁重而又重复的体力劳动,容易影响工人工作情绪,导致违规操作,而采用更多的人力,使用成本增加很大。只有采用全自动除铁机,才能循环接替地对磁棒进行清洗。且由于陶瓷制品工艺的特殊,导致工厂的生产环境很差,同时也对全自动除铁机的使用和保养提出了更高的要求。
  四、小结
  浆料的除铁效果是一个综合问题,以除铁设备为核心,任何除铁方式与除铁设备,一次除净100%是不可能的,根据制品的工艺要求,对某一磁性杂质的除铁率应达到70%以上。根据国家对节能、环保生产的要求,提高除铁效果已迫在解决。

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