پردازش پودر کلسیت: نحوه حفظ سفیدی بالا و آهن کم

چرا آهن دشمن شماره 1 سفیدی پودر کلسیت است؟

هر درصد کاهش در روشنایی ISO می تواند برای یک تامین کننده پودر کلسیت 15 تا 20 دلار به ازای هر تن هزینه از دست رفته در بازارهای شیشه ای سطح بالا داشته باشد. آهن - که معمولاً به صورت Fe2O3 وجود دارد - مقصر اصلی است. حتی زمانی که سنگ معدن کلسیت خام خالص به نظر می رسد، مقادیر اندکی از آلودگی آهن وارد شده در طی فرآوری می تواند پودر را از سفید درخشان به رنگ مایل به سفید، زرد یا خاکستری تبدیل کند که بلافاصله توسط خریداران رد می شود.

مکانیسم ساده است: اکسیدهای آهن نور را در قسمت آبی طیف مرئی جذب می کنند. با افزایش مقدار Fe2O3، منحنی بازتاب کج می‌شود و چشم انسان رنگ گرم‌تر و کدر‌تری را دریافت می‌کند. این یک مزاحم خطی نیست - چند صد قسمت در میلیون می تواند تفاوت بین یک محصول درجه یک 96-ISO و یک پرکننده 89-ISO درجه صنعتی را ایجاد کند. پردازنده هایی که در کنترل آهن در سراسر زنجیره تولید ناکام هستند، در نهایت بر سر قیمت به جای کیفیت رقابت می کنند.

جدول زیر رابطه معمولی بین آهن کل (بیان شده به صورت Fe2O3) و روشنایی ISO اندازه گیری شده برای پودر کلسیت خشک شده را نشان می دهد. داده ها بدون سفید کردن شیمیایی یا پس از درمان را فرض نمی کنند و هزینه گزاف آلودگی های جزئی را نشان می دهند.

آهن از سه منبع اصلی وارد جریان پودر می شود: خود سنگ معدن خام، سایش مواد آسیاب و آستر آسیاب، و تجهیزات کمکی مانند نوار نقاله و طبقه بندی. یک استراتژی کامل کم آهن باید هر سه مورد را بررسی کند. درمان فقط یک منبع - برای مثال، خرید سنگ معدن با خلوص بالا اما آسیاب کردن با رول های چدن با کروم بالا - دستور العملی برای شکست است.

کنترل مواد خام: تعیین آستانه آهن مناسب

هیچ مقدار از فناوری پایین دستی نمی تواند سنگ معدن ناخالص ذاتی را تصحیح کند. مقرون به صرفه ترین کنترل آهن از نمای معدن شروع می شود. بازرسی بصری فقط تا اینجا انجام می شود - سنگ آهکی با رنگ مایل به آبی یا خاکستری روشن معمولا تمیزتر از سنگ آهکی با رنگ زرد، قهوه ای یا صورتی است، اما محدودیت های کمی ضروری است.

برای فرآوری استاندارد کربنات کلسیم سنگین (GCC)، تامین کنندگان با تجربه مشخصات سنگ معدن ورودی را به شرح زیر تنظیم می کنند: Fe2O3 زیر 0.12 درصد ، MnO کمتر از 0.006٪ و اسید هیدروکلریک نامحلول زیر 0.30٪. هنگامی که سنگ معدن به این آستانه ها برسد، تولید پودر با روشنایی ISO 91 با حداقل پس از فرآوری قابل دستیابی است. با این حال، بازارهای مصرف نهایی مختلف کنترل بسیار شدیدتری را می طلبند:

• کلسیت درجه شیشه: Fe2O3 حداکثر 0.02٪، روشنایی ISO 95
• پلاستیک (PVC، مستربچ): Fe2O3 حداکثر 0.05٪، روشنایی ISO 93
• رنگ‌ها و پوشش‌های پیشرفته: Fe2O3 زیر 0.08٪، روشنایی ISO 92
• پرکننده های کاغذ: Fe2O3 زیر 0.10٪، روشنایی ISO 90

فراتر از سنجش های شیمیایی ساده، توزیع کانی شناسی مواد آهن نیز اهمیت دارد. آزادسازی و حذف اجزای اکسید آهن ریزدانه با وسایل فیزیکی سخت تر از رگه های غنی از آهن مجزا است. اختلاط سنگ معدن از چندین وجه معدن می تواند در برابر تغییرات دسته به دسته بافر باشد، اما تنها در صورتی که پردازنده بازرسی ورودی دقیق را انجام دهد. یک آنالایزر XRF دستی روی میز ترازو حداقل نیاز است - سنجش آزمایشگاهی به تنهایی برای تصمیم گیری در زمان واقعی بسیار کند است.

فن آوری های اتو زدایی: جداسازی مغناطیسی در مقابل شستشوی اسیدی در مقابل شناورسازی

هنگامی که سنگ معدن خرد شد، روش های فیزیکی و شیمیایی می توانند بخش قابل توجهی از ناخالصی های حاوی آهن را از بین ببرند. سه روش اصلی - جداسازی مغناطیسی با گرادیان بالا (HGMS)، شستشوی اسیدی، و شناورسازی کف - به طور چشمگیری در هزینه، کارایی و تأثیرات بر روشنایی پودر متفاوت است.

جداسازی مغناطیسی با گرادیان بالا، ابزاری برای پردازش خشک و مرطوب است. جداکننده‌های درام یا ماتریسی مدرن خاکی کمیاب می‌توانند ۷۰ تا ۹۰ درصد مواد معدنی آهن پارامغناطیس را با هزینه‌های خروجی ۳ تا ۷ دلار در هر تن حذف کنند. آنها اندازه ذرات از مش 200 تا مش 1250 را کنترل می کنند و شیمی سطح کلسیت را تغییر نمی دهند. با این حال، ذرات بسیار ریز زیر 1250 مش اغلب از راندمان جذب پایین‌تر رنج می‌برند و هزینه سرمایه یک واحد با گرادیان بالا می‌تواند مانعی برای کارخانه‌های کوچکتر باشد.

شستشوی اسیدی (معمولاً با اسید کلریدریک یا اگزالیک رقیق) به اکسیدهای آهن حمله شیمیایی می کند و آنها را از سطح ذرات خارج می کند. نرخ حذف 95٪ معمول است، و افزایش روشنایی در نتیجه می تواند 3-5 نقطه باشد. نکته منفی هزینه است - 15 تا 30 دلار در هر تن هنگام فاکتورگیری در مواد شیمیایی، تصفیه پساب و خشک کردن - به علاوه سردرد قابل توجه محیطی. شستشوی اسیدی بهتر است برای محصولاتی که قیمت نهایی آن را توجیه می کند، مانند شیشه با شفافیت بالا یا کربنات کلسیم با درجه دارویی.

فلوتاسیون کف بین این دو از نظر اثربخشی و هزینه قرار می گیرد. با استفاده از کلکتورهای اسیدهای چرب و کاهش دهنده ها، فلوتاسیون می تواند به حذف 85 تا 95 درصد آهن با قیمت 10 تا 20 دلار در هر تن دست یابد. این به ویژه برای سنگ معدنی که آهن در مواد معدنی سیلیکات آزاد شده قفل شده است موثر است. اشکال اصلی این است که فلوتاسیون به کنترل دقیق pH و یک مدار بازیافت آب نیاز دارد و یک کنسانتره مرطوب تولید می کند که باید آبگیری و خشک شود و هزینه انرژی را افزایش می دهد.

برای بسیاری از پردازنده ها، ترکیبی – HGMS خشک بعد از طبقه بندی کننده هوا، همراه با انتخاب دقیق سنگ معدن – نسبت هزینه به سفیدی بهینه را ارائه می دهد. افزودن شستشوی اسیدی فقط برای بخش ممتازی که 50 دلار در هر تن حق بیمه دارد، یک استراتژی دو لایه اثبات شده است.

عامل آسیاب: چگونه طراحی تجهیزات آهن را معرفی می کند

حتی اگر با سنگ معدن بکر شروع کنید و از جداسازی مغناطیسی استفاده کنید، یک آسیاب آسیاب ضعیف می‌تواند آهن را بی‌صدا به پودر بازگرداند. مکانیسم ساده است: با سایش رول ها، توپ ها یا حلقه های آسیاب، ذرات آهنی میکروسکوپی جدا شده و بخشی از محصول می شوند. میزان آلودگی به نوع آسیاب، متالورژی قطعات سایش آن و شرایط عملیاتی بستگی دارد.

آسیاب های گلوله ای، با استفاده از توپ های فولادی و آسترهای فولادی، بدترین متخلفان هستند. یک آسیاب گلوله خشک معمولی کلسیت پردازش می تواند اضافه کند 150-250 میلی گرم آهن در هر کیلوگرم محصول بیش از 1000 ساعت کار آسیاب‌های غلتکی ریموند با حلقه‌ها و رول‌های آسیاب چدن با کروم بالا عملکرد بهتری دارند، اما همچنان 80 تا 120 ppm دارند. مهم ترین متغیر سختی اجزای سایش و میزان ضربه است – قطعات چدنی با سختی زیر 58 HRC سریعتر سایش می کنند و آهن بیشتری می ریزند.

آسیاب های غلتکی حلقه ای عمودی، به ویژه آنهایی که با خطوط سنگ زنی با روکش سرامیکی و غلتک های کامپوزیت طراحی شده اند، می توانند آلودگی آهن را به کمتر از 30 ppm کاهش دهند. کاهش بار چرخشی و عمل سنگ زنی ملایم تر، تماس فلز با فلز را به حداقل می رساند. آسیاب غلتکی حلقه عمودی با طراحی خوب، مانند آسیاب غلتکی حلقه عمودی هوشمند LYH996 ، می تواند سفیدی ثابتی را حتی پس از هزاران ساعت سرویس حفظ کند زیرا قطعات سایش آن برای رهاسازی کم آهن طراحی شده اند.

تولید کنندگان آسیاب غلتکی حلقه، کارخانه آسیاب غلتکی عمودی

تولید کنندگان آسیاب غلتکی حلقه عمودی و کارخانه ماشین سنگزنی غلتکی، تامین کنندگان آسیاب غلتکی پودر فوق العاده ظریف در چین، LIYUANHENG آسیاب غلتکی عمودی را ارائه می دهد.

مشاهده محصول →

علاوه بر این، اجزای داخلی آسیاب مانند روتور طبقه‌بندی کننده، کانال‌های برگشتی و سیکلون‌های جمع‌آوری محصول، همگی سطوح تماس را دارند. استفاده از فولاد ضد زنگ یا فولاد با روکش سرامیکی در این مناطق سرمایه‌گذاری کوچکی است که روشنایی حفظ شده را جبران می‌کند. بسیاری از پردازنده‌ها مشکل آهن خود را تنها پس از تغییر از یک آسیاب با پوشش سرامیکی به یک سیکلون فولادی استاندارد کشف می‌کنند، تنها برای اینکه رنگ محصول به‌طور غیرقابل توضیحی بدتر شود.

انتخاب رسانه آسیاب و آستر آسیاب مناسب

انتخاب رسانه آسیاب و مواد آستر مستقیم ترین اهرمی است که یک پردازنده می تواند برای حذف آلودگی آهن از مدار آسیاب بکشد. بازار طیفی از چدن ارزان اما آلوده کننده با کروم بالا تا سرامیک های مهندسی شده تقریباً بی اثر را ارائه می دهد.

جدول زیر چهار نوع رسانه متداول را در دو معیاری که بیشترین اهمیت را دارند، مقایسه می‌کند: آهن جمع‌آوری شده توسط پودر و عمر مفید رسانه. هزینه ها نشان دهنده هستند و با تامین کننده و حجم متفاوت هستند.

برای اکثر پردازش‌های کلسیتی که باند روشنایی ISO 91-94 انجام می‌شود، توپ‌های سرامیکی با آلومینا بالا و آسترهای آجر آلومینا مشابه نقطه‌ی شیرین را نشان می‌دهند. آنها کاهش 15 تا 20 برابری پیکاپ آهن در مقابل چدن را با هزینه قابل کنترل و عمر طولانی ارائه می دهند. دانه های زیرکونیا، در حالی که فوق العاده خالص هستند، برای کاربردهای فوق پیشرفته - فکر کنید کربنات کلسیم دارویی یا نوری - در جایی که حتی 2 ppm آهن اضافه شده غیرقابل قبول است، استفاده می شود.

انتخاب مواد لاینر نیز از همین منطق پیروی می کند. همانطور که در بسیاری از نصب های سفارشی نشان داده شده است، آسیاب آونگی ریموند را می توان با آسترهای کاشی سرامیکی در محفظه سنگ زنی و طبقه بندی کننده تقویت کرد. آسیاب آونگ 4 غلتکی ریموند آسیاب LYH998 . همین آسیاب، وقتی به آسترهای آهنی با کروم بالا مجهز شود، می تواند پودری تولید کند که 2 تا 3 نقطه ISO کمتر از سنگ معدنی مشابه فرآوری شده از طریق یک برادر با روکش سرامیکی است. قانون: محیط های سرامیکی را با آسترهای سرامیکی جفت کنید و هرگز قطعات سایش فلزی و غیرفلزی را در یک مدار ترکیب نکنید.

تولید کنندگان آسیاب ریموند، کارخانه آسیاب آونگ، تامین کنندگان

LIYUANHENG - تولید کنندگان آسیاب غلتکی ریموند و کارخانه آسیاب آسیاب ریموند، تامین کنندگان آسیاب آونگ در چین، دستگاه آسیاب آونگی 4 غلتکی ریموند برای فروش.

مشاهده محصول →

کنترل فرآیند: یک SOP گام به گام برای تولید کلسیت کم آهن

تولید مداوم پودر کلسیت با سفیدی بالا و کم آهن نیازمند فرآیندی منظم و مستند است که از معدن شروع می شود و به خط بسته بندی ختم می شود. چک لیست روش عملیاتی استاندارد (SOP) زیر از کارخانه های GCC در مقیاس کامل که پودر درجه شیشه را روزانه ارسال می کنند، تقطیر شده است.

1. انتخاب و ترکیب سنگ معدن: هر کامیون یا نیمکت را با XRF قابل حمل تست کنید. هر دسته ای که بیش از 0.10٪ Fe2O3 را برای اجراهای برتر رد یا مخلوط کنید.
2. خرد کردن اولیه: تمام سنگ های خرد شده را از روی جداکننده قرقره مغناطیسی عبور دهید تا آهن ولگرد را از تجهیزات معدن بردارید.
3. خرد کردن و غربالگری ثانویه: از یک آهنربای دائمی معلق روی تسمه و یک فلزیاب جلوتر از سنگ شکن ریز استفاده کنید. آسترهای سنگ شکن را هر ماه از نظر سایش بررسی کنید.
4. ذخیره سازی و خوراک: سنگ خرد شده را در سطل های تمیز و خط دار نگهداری کنید. از آلودگی متقابل ناشی از مواد معدنی غنی از آهن که در خلیج‌های مجاور استفاده می‌شوند، خودداری کنید.
5. مدار آسیاب: از آسیاب مجهز به آسترهای سرامیکی و محیط های با آلومینا بالا استفاده کنید. پارامترهای عملیاتی (بار، سرعت، دما) را بر اساس مشخصات کم سایش سازنده آسیاب تنظیم کنید.
6. طبقه بندی هوا: محصول را از طریق یک طبقه بندی با روتور و آستر فولادی ضد زنگ عبور دهید. نقطه برش را روزانه نظارت کنید. ریزه های خارج از مشخصات می توانند اکسیدهای آهن را غلیظ کنند.
7. جداسازی مغناطیسی خشک: یک جداکننده مغناطیسی خاکی کمیاب با گرادیان بالا بلافاصله بعد از طبقه‌بندی نصب کنید. اجرای تمام محصولات برای درجه های برتر. دور زدن فقط برای درجات اقتصادی.
8. نقطه چک کیفیت: پودر را هر دو ساعت یکبار برای روشنایی ISO و Fe2O3 نمونه برداری کنید. داده های روند برای تشخیص سایش تدریجی تجهیزات.
9. بسته بندی: کیسه های پر شده یا ظروف فله ای را از یک فلزیاب نهایی عبور دهید. از سطوح تماس پلاستیکی یا فولادی ضد زنگ در سراسر خط بسته بندی استفاده کنید.

اسناد به اندازه سخت افزار مهم هستند. ثبت تغییر که آمپرهای فیدر، ارتعاش آسیاب، و نرخ رد جداکننده مغناطیسی را ردیابی می کند، اغلب شروع خرابی لاینر را چند روز قبل از ظاهر شدن افت روشنایی نشان می دهد. با ادغام این سیگنال ها در a سیستم کنترل فرآیند هوشمند ، یک کارخانه می تواند به جای واکنش به شکایات مشتریان، تغییرات لاینر را به طور فعال برنامه ریزی کند.

الزامات خاص صنعت: شیشه، پلاستیک، رنگ و کاغذ

لازم نیست همه پودرهای کلسیت 96 روشن باشند. درک پنجره مشخصات دقیق برای بازار هدف از صرف هزینه بیش از حد برای حذف آهن جلوگیری می کند و در عین حال نیازهای عملکردی مشتری را برآورده می کند. جدول زیر تقاضاهای معمول کیفیت چهار بخش عمده را خلاصه می کند.

تولید کنندگان شیشه بیشترین تقاضا را دارند. حتی 500 پی پی ام Fe2O3 می تواند یک رنگ سبز قابل توجه در شیشه ظرف شفاف ایجاد کند. در نتیجه، کلسیت درجه شیشه نسبت به پودر درجه پلاستیک، 40 تا 60 دلار در هر تن حق بیمه دارد. تولیدکنندگان پلاستیک و رنگ، در حالی که سخت‌گیری کمتری دارند، باز هم بارهایی را که کمتر از روشنایی مورد توافق قرار می‌گیرند را رد می‌کنند، زیرا فرمول‌بندی‌های خودشان به قدرت پنهان و رنگ ثابت بستگی دارد. کارخانه‌های کاغذ که اغلب پرکننده‌های متعدد را با هم ترکیب می‌کنند، می‌توانند آهن کمی بالاتر را تحمل کنند، اگر هدف روشنایی کلی ورق برآورده شود. تطبیق شدت فرآیند با مشخصات از هدر رفتن سرمایه برای اتو کردن غیر ضروری جلوگیری می کند.

تجزیه و تحلیل هزینه و فایده: متعادل کردن سفیدی، کنترل آهن و هزینه تولید

تصمیم گیری در مورد اینکه تا چه حد باید حذف آهن را فشار داد به یک سؤال منتهی می شود: آیا حق بیمه در قیمت فروش، هزینه پردازش اضافی را پوشش می دهد؟ یک مدل هزینه-فایده ساختاریافته به پردازنده ها کمک می کند تا استراتژی مناسب را برای موقعیت بازار خود انتخاب کنند.

جدول زیر سه سناریو کهن الگو را نشان می‌دهد: یک مسیر "Premium" که ترکیبی از شستشوی اسیدی یا جداسازی مغناطیسی شدید است، یک مسیر "استاندارد" متکی بر سنگ معدنی با کیفیت بالا و یک جداکننده مغناطیسی خشک، و یک مسیر "اقتصادی" که فقط آهن مواد خام را کنترل می‌کند و روشنایی حاصل را می‌پذیرد. هزینه سرمایه برای یک خط 30000 تن در سال است.

برای کارخانه‌ای که قبلاً در زنجیره تأمین شیشه فروخته می‌شود، مسیر پریمیوم پس از کسر هزینه پردازش اضافی، افزایش حاشیه خالص 30 تا 40 دلار در هر تن را به همراه دارد. برای دیگران، رویکرد استاندارد - انتخاب سنگ معدن به علاوه جداکننده مغناطیسی خشک و سیستم سنگ زنی سرامیکی - بالاترین بازده سرمایه افزایشی را ارائه می دهد. مسیر اقتصادی تنها زمانی معنا پیدا می کند که معدن سنگ به طور طبیعی کم آهن داشته باشد و مشتریان انتظارات روشنایی متوسطی داشته باشند.

هزینه انرژی نیز در معادله نقش دارد. آسیابی که با چرخش بیش از حد یا آسترهای فرسوده کار می کند نه تنها آلودگی آهن را افزایش می دهد بلکه کیلووات ساعت در هر تن را بالاتر می برد. با ترکیب اقدامات کنترل آهن با اهرم های عملی صرفه جویی در انرژی ، یک پردازنده می تواند آهن و انرژی را در یک پروژه بهینه سازی سیستماتیک کاهش دهد.