La molienda del polvo de feldespato comienza con la composición del yacimiento. Un depósito contiene feldespato potásico, feldespato sódico o una mezcla de plagioclasa, y esta composición determina la calidad que aceptará el comprador. Un esmalte cerámico requiere óxido alcalino y hierro por debajo del 0,1 %. Un lote de vidrio requiere alúmina y un residuo de tamizado constante. Estos requisitos llegan a la planta como una lista corta de valores, y esta debe cumplirlos sin añadir hierro. La mayor parte de la dificultad en el procesamiento del feldespato reside en esta última condición.
Lo que contiene la familia
Se comercializan tres tipos de feldespato: potasio, sodio y calcio. Los dos primeros se encuentran cerca de KAlSi3O8 y NaAlSi3O8, con un contenido teórico de óxido alcalino de alrededor del 16 %. El concentrado que sale de la planta tiene un contenido de entre el 10 y el 12 %. El feldespato de calcio contiene CaO en lugar de los óxidos alcalinos y tiene poco valor fundente. El feldespato de sodio y el de calcio forman una serie continua de soluciones sólidas. Por lo tanto, una plagioclasa natural presenta un contenido de álcalis entre los dos extremos.
La dureza oscila entre 6 y 6,5 en la escala de Mohs, y la densidad entre 2,5 y 2,6. Ambas son similares al cuarzo, razón por la cual estos dos minerales suelen compartir un mismo circuito. El óxido alcalino determina el comportamiento de fusión, y este comportamiento define las posibilidades de uso del polvo. El feldespato potásico tiene un punto de fusión más alto y produce una masa fundida viscosa que mantiene su forma en una superficie vertical. El feldespato sódico tiene un punto de fusión más bajo y fluye libremente, razón por la cual predomina en pastas cerámicas y mezclas de vidrio.
| Tipo | Fórmula | Óxido alcalino en concentrado | Comportamiento de fusión | Uso típico |
|---|---|---|---|---|
| feldespato potásico | KAlSi3O8 | K2O alrededor del 10 al 12 por ciento | Punto de fusión más alto, fusión viscosa | Esmaltes, sanitarios, esmaltes |
| feldespato sódico | NaAlSi3O8 | Na2O alrededor del 10 al 12 por ciento | Punto de fusión más bajo, fusión fluida | Cuerpos cerámicos, lotes de vidrio |
| feldespato cálcico | CaAl2Si2O8 | El CaO reemplaza a los óxidos alcalinos. | Refractario, poco valor de flujo | Rellenos, cerámicas especiales |
| Serie de plagioclasa | Solución sólida de Na a Ca | El Na2O disminuye a medida que aumenta el CaO. | Cambio continuo a lo largo de la serie | Lotes a granel de cerámica y vidrio |
Las cifras de concentrado describen grados comerciales de cerámica y vidrio. Un depósito específico se rige por su ensayo, no por la tabla.
Qué mide cada comprador
La pasta cerámica utiliza feldespato como fundente. El óxido alcalino reduce la temperatura de cocción, y la especificación establece un mínimo del 10 % de K₂O y Na₂O combinados. El hierro es el factor limitante, ya que un contenido de Fe₂O₃ superior al 0,3 % altera el color de la pasta blanca tras la cocción. Las pastas cerámicas se clasifican en granulometría hasta 200 mallas con un residuo controlado, dado que un grano grueso que sobrevive a la cocción deja una pequeña partícula en la baldosa.
Un esmalte es más estricto en ambos aspectos. El hierro por encima del 0,1 % aproximadamente tiñe un esmalte transparente, y las partículas gruesas dejan poros y motas en relieve. Por lo tanto, los grados de esmalte son más finos; a 325 mallas, pasando con D97, suelen tener entre 20 y 30 µm. La finura también tiene un límite superior, ya que un polvo demasiado fino se desintegra al manipularlo y se aglomera en el tanque de esmalte. Los rellenos para recubrimientos y plásticos siguen una tercera lógica. La blancura y la absorción de aceite determinan la venta, y el tamaño de partícula define el brillo.
| Usar | Óxido alcalino | Fe2O3 | Finura | ¿Qué impulsa el límite? |
|---|---|---|---|---|
| Cuerpo de cerámica | K2O más Na2O a partir del 10 por ciento | Aproximadamente el 0,3 por ciento o menos | Malla 200 con residuo controlado | El fundente reduce la temperatura de cocción, el hierro cambia el color de la pieza cocida. |
| Vidriado | Desde el 10 por ciento | Aproximadamente el 0,1 por ciento o menos | Malla 325 que pasa, D97 de aproximadamente 20 a 30 µm | Los granos gruesos dejan poros y motas en la superficie cocida. |
| Lote de vidrio | Al2O3 del 15 por ciento | Aproximadamente el 0,1 por ciento o menos | Grueso, de entre 40 y 100 mallas. | La alúmina aumenta la durabilidad química, reduce el polvo fino y la segregación. |
| Relleno | No es la figura gobernante | Aproximadamente el 0,3 por ciento o menos | D97 aproximadamente de 10 a 20 µm | La blancura y la absorción de grasa fijan el precio. |
Los límites describen las especificaciones comerciales habituales. El estándar del comprador y el ensayo del depósito determinan las cifras reales.
El problema del hierro
El feldespato en el suelo tiene un bajo contenido de hierro, generalmente inferior al 0,3 % de Fe₂O₃ y a menudo cercano al 0,1 %. El polvo que sale del molino suele tener una mayor concentración que el mineral. Los medios de acero, los revestimientos, las puntas de los martillos, las paredes de la tolva y los conductos se desgastan, y este desgaste se traslada al producto. Un aumento de 0,05 puntos porcentuales convierte un grado de esmalte en un grado de pasta, y el precio del lote completo se ve afectado.
La absorción de hierro se verifica analizando el alimento y el producto en las mismas condiciones. Una diferencia de 0,05 puntos porcentuales se encuentra dentro del margen de repetibilidad de algunos análisis de laboratorio, por lo que ambas muestras requieren la misma preparación y el mismo instrumento.
La primera defensa reside en el desgaste. Un molino de bolas revestido con cerámica de alúmina y cargado con medios cerámicos prácticamente no añade hierro, y el consumo energético se mantiene moderado en moliendas gruesas. Un molino de chorro elimina el problema de raíz, ya que ningún medio entra en contacto con el polvo y el revestimiento puede ser cerámico. Un molino de rodillos anulares se sitúa entre ambos. El desgaste se produce en las superficies de los rodillos y los anillos, y la acumulación de hierro es menor que la de un molino de impacto con la misma finura.
La separación magnética solo procesa el hierro que llega como partícula liberada. Funciona mejor una vez que la molienda ha liberado los minerales que contienen hierro del feldespato. El hierro fino adherido a la superficie de una partícula por una bola desgastada pasa sin ser afectado. Por lo tanto, una planta puede usar un imán potente y aun así no cumplir con las especificaciones. El hierro debe evitarse antes de que llegue al separador.
Los minerales asociados requieren la misma atención. La mica contiene más hierro que el feldespato y se muele con menor dureza, por lo que se concentra en la fracción fina y aumenta el contenido de hierro del producto deseado por el cliente. El cuarzo tiene una dureza similar y se muele junto con el feldespato sin separarse. Un yacimiento con alto contenido de mica requiere un proceso de beneficio previo a la molienda. Esta decisión, según el diagrama de flujo, determina las especificaciones de la planta.
Tres circuitos y sus límites
A molino de bolas En circuito cerrado con un clasificador, abarca un alto tonelaje y un amplio rango de finura. El molino reduce y el clasificador extrae el polvo acabado mientras devuelve el grueso. En esta línea, el D97 opera desde aproximadamente 75 µm hasta aproximadamente 5 µm, lo suficientemente amplio como para cubrir grados de cuerpo, vidrio y esmalte en una sola familia de ajustes. La captación de hierro depende casi por completo del revestimiento y del medio, por lo que se puede diseñar un grado cerámico desde el principio. clasificador centrífugo El corte superior se ajusta mediante la velocidad del rotor. Una sola línea sirve entonces a varios grados de esmalte y carrocería sin necesidad de reconstrucción.
A Molino de rodillos anulares Cubre de 325 a 2000 mallas, lo que equivale a un D97 desde aproximadamente 45 µm hasta aproximadamente 6,5 µm. El consumo de energía por tonelada es considerablemente menor que el de un molino de chorro con el mismo corte, por lo que es la opción más adecuada para grados de vidriado y relleno. La acumulación de hierro se mantiene moderada, ya que el desgaste se concentra en las superficies de los rodillos y los anillos. Un grado de cuerpo de 200 mallas queda fuera de este rango y pertenece al circuito de molino de bolas.
Un molino de chorro seco admite un D97 de 2 a 45 µm y ofrece la menor absorción de hierro de los tres, con la mayor energía por tonelada. Este coste se justifica cuando la especificación indica un bajo contenido de hierro o una distribución estrecha. Los grados de vidriado y las cargas de alta blancura son las aplicaciones naturales. La velocidad del rotor o la presión de molienda desplazan el material sin tocar las piezas de desgaste, lo que también resulta adecuado para una planta que procesa varios grados.
| Circuito | Se alcanzó la finura | Recogida de hierro | Energía por tonelada | Se ajusta |
|---|---|---|---|---|
| Molino de bolas con clasificador | D97 aproximadamente de 5 a 75 µm | Conjunto de revestimiento y medios | Más alto | Alto tonelaje en todos los grados de carrocería, vidrio y esmalte. |
| Molino de rodillos de anillo | Malla de 325 a 2000, D97 de aproximadamente 6,5 a 45 µm | Moderado | Bajo | Grados de esmalte y relleno de volumen |
| Molino de chorro seco | D97 de 2 a 45 µm | Más bajo | Máximo | Grados con hierro compacto y límites de distribución estrechos |
Los rangos describen el rango de funcionamiento de cada máquina. Para un material específico, es necesario realizar una prueba de rectificado antes de que las cifras se conviertan en definitivas.
Cómo se establece la finura
La cifra de 200 mallas es una convención antigua en cerámica. Se mantiene porque un tamiz de 75 µm es económico y todos los laboratorios poseen uno. Un residuo en dicho tamiz indica al comprador que ninguna partícula gruesa quedará en la pasta cocida. Los grados de esmalte pasan a 325 mallas a 45 µm. La lógica es la misma con un umbral más estricto.
El número de tamiz por sí solo no define el corte superior, y es precisamente este corte el que produce los defectos superficiales. Dos polvos que pasan por la malla 325 pueden diferir en D97 hasta en un factor de dos. El polvo más grueso contiene una cola de partículas de entre 30 y 45 µm. Estas partículas se funden tarde y dejan los poros que suelen causar las quejas de los clientes de esmaltes. Nombrar tanto el residuo del tamiz como el D97 le da al fabricante un criterio de identificación.
El residuo del tamiz proviene de un tamiz de prueba, mientras que el D97 proviene de un instrumento láser aplicado a una muestra dispersa. Ambos valores se basan en métodos diferentes y no son convertibles entre sí, por lo que una especificación que cita uno no puede compararse con el otro.
La granulometría fina también tiene un coste. Las partículas de menos de 2 µm aumentan la superficie específica, lo que incrementa la demanda de agente de suspensión para el esmalte y la cantidad de polvo en la planta. Una granulometría más fina de la necesaria conlleva pérdidas en productos químicos y manipulación. La pregunta clave es cuál es la distribución más gruesa que permite una cocción limpia. Este valor se obtiene del horno del cliente y de una prueba de cocción.
Cinco artículos para enviar
El dimensionamiento de un circuito de feldespato se basa en el material y las especificaciones, y cinco elementos abarcan ambos aspectos. Cada uno modifica una dimensión de la máquina o un material de construcción. Un presupuesto elaborado sin estos elementos no cumple con los requisitos para la puesta en marcha.
| Artículo | Lo que decide |
|---|---|
| Uso objetivo y figura de óxido alcalino | Si el depósito se ajusta a la categoría y al rango de precios. |
| Fe2O3 en la alimentación y el límite superior en el producto | Material de revestimiento y de medios, y si se requiere un molino de chorro. |
| Finura objetivo como residuo de tamiz más D97 | Tipo de circuito, velocidad del clasificador y número de etapas |
| Tamaño de la alimentación, humedad y contenido de mica | Etapa de beneficio, requerimiento de secado y estabilidad del molino |
| Tonelaje y número de grados por semana | Tamaño de la máquina y tiempo de cambio que la línea puede absorber |
Envíe esos cinco datos y recibirá una propuesta con el diseño del circuito y la curva de calibración prevista para su material. También se indica la capacidad de absorción de hierro que se espera que tenga el circuito. Este valor determina si el polvo sigue cumpliendo con el estándar de vitrificación después del fresado.
Acerca de EPIC Powder Machinery. Fabricamos los circuitos utilizados para el procesamiento de feldespato y otros minerales no metálicos. Nuestra gama incluye molinos de bolas con revestimiento cerámico o de acero, molinos de rodillos anulares para granulometrías de 325 a 2000 mallas y molinos de chorro seco para los cortes más finos. Los clasificadores centrífugos determinan el corte óptimo en cada uno de ellos.
Cada proyecto comienza con una prueba de rectificado. El informe muestra la curva antes y después, junto con la captación de hierro que el circuito añadió. gama de máquinas enumera los modelos y sus rangos de funcionamiento, y el modificación de la superficie La línea abarca los grados recubiertos utilizados en cargas. Escriba a [email protected] con los cinco elementos anteriores.
Polvo épico
Epic Powder diseña sistemas de molienda y clasificación para minerales, productos químicos, alimentos y productos farmacéuticos. Con más de 20 años de experiencia en el procesamiento de polvos, seleccionamos el molino adecuado según el tamaño de partícula y la capacidad que necesite.
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— Emily Chen, Ingeniero