Измельчение порошка полевого шпата начинается с определения состава рудного тела. Месторождение содержит калиевый полевой шпат, натриевый полевой шпат или смесь плагиоклаза, и этот состав определяет, какой сорт будет принят покупателем. Для керамической глазури требуется содержание оксида щелочных металлов и железа ниже 0,1%. Для стекольной смеси требуется оксид алюминия и стабильный остаток после просеивания. Эти требования поступают на мельницу в виде короткого списка цифр, и мельница должна их выполнить, не добавляя собственного железа. Большая часть трудностей в переработке полевого шпата заключается именно в последнем условии.
Что входит в состав семьи
В коммерческом обороте продаются три компонента: калиевый, натриевый и кальциевый полевые шпаты. Первые два находятся вблизи KAlSi3O8 и NaAlSi3O8, с теоретическим содержанием оксидов щелочных металлов около 16 процентов. Концентрат, выходящий с завода, содержит от 10 до 12 процентов оксидов щелочных металлов. Кальциевый полевой шпат содержит CaO вместо оксидов щелочных металлов и имеет низкую флюсовую ценность. Натриевый и кальциевый полевые шпаты образуют непрерывный ряд твердых растворов. Поэтому природный плагиоклаз имеет содержание щелочных металлов между двумя крайними компонентами.
Твердость составляет от 6 до 6,5 по шкале Мооса, а удельная плотность — от 2,5 до 2,6. Оба показателя близки к кварцу, поэтому эти два минерала часто используют одну и ту же циркуляционную систему. Оксид щелочи определяет поведение при плавлении, и это поведение определяет, что может сделать клиент с порошком. Калиевый полевой шпат плавится при более высокой температуре и образует вязкий расплав, который сохраняет свою форму на вертикальной поверхности. Натриевый полевой шпат плавится при более низкой температуре и свободно течет, поэтому он преобладает в составе пульпы и стеклянных смесей.
| Тип | Формула | Оксид щелочи в концентрате | Поведение расплава | Типичное использование |
|---|---|---|---|---|
| Калиевый полевой шпат | KAlSi3O8 | Содержание K2O составляет примерно 10-12 процентов. | Более высокая температура плавления, вязкий расплав | Глазури, сантехника, эмаль |
| Натриевый полевой шпат | NaAlSi3O8 | Содержание Na2O составляет примерно 10-12 процентов. | Более низкая температура плавления, текучий расплав | Керамические корпуса, партии стекла |
| Кальциевый полевой шпат | CaAl2Si2O8 | Оксид кальция (CaO) заменяет оксиды щелочных металлов. | Тугоплавкий, малое значение магнитного потока. | Наполнители, специальная керамика |
| серия плагиоклаза | Твердый раствор Na-Ca | Содержание Na2O снижается по мере повышения содержания CaO. | Непрерывные изменения вдоль ряда | Крупногабаритные партии керамики и стекла |
Указанные значения концентрации описывают коммерческие марки керамики и стекла. Конкретный состав месторождения определяется его содержанием при анализе, а не данными таблицы.
Что измеряет каждый покупатель
Для производства керамического изделия в качестве флюса используется полевой шпат. Оксид щелочи снижает температуру обжига, а в спецификации установлен минимальный уровень содержания K2O и Na2O в сумме 10 процентов. С другой стороны, ограничением является железо, поскольку содержание Fe2O3 выше примерно 0,3 процента изменяет цвет обожженного белого изделия. Марки керамического изделия достигают 200 меш с контролируемым остатком, поскольку крупнозернистая структура, сохранившаяся после обжига, оставляет в плитке небольшие частицы.
Глазурь предъявляет более строгие требования по обоим пунктам. Содержание железа выше 0,1% придает прозрачной глазури цвет, а крупные частицы оставляют точечные дефекты и выпуклости. Поэтому глазури имеют более мелкий помол: при 325 меш, прохождение через сухую матрицу D97 часто составляет от 20 до 30 мкм. Тонкость помола также имеет верхний предел, поскольку слишком мелкий порошок при обработке пылится и агломерируется в глазурной ванне. Наполнители для покрытий и пластмасс подчиняются третьей логике. Белизна и маслопоглощение определяют продажу, а размер частиц — блеск.
| Использовать | Оксид щелочи | Fe2O3 | Тонкость | Что определяет предел? |
|---|---|---|---|---|
| Керамический корпус | K2O плюс Na2O из 10 процентов | Примерно 0,3 процента и ниже | 200 меш с контролируемым остатком | Флюс снижает температуру обжига, железо изменяет цвет обожженного изделия. |
| Глазурь | От 10 процентов | Примерно 0,1 процента и ниже | Фильтр с размером ячейки 325 меш, D97, примерно 20-30 мкм. | Крупные зерна оставляют на обожженной поверхности точечные отверстия и пятнышки. |
| Стеклянная партия | Al2O3 из 15 процентов | Примерно 0,1 процента и ниже | Крупнозернистый, примерно от 40 до 100 меш. | Оксид алюминия повышает химическую стойкость, способствует образованию мелкой пыли и расслоению. |
| Наполнитель | Не правящая фигура | Примерно 0,3 процента и ниже | D97 примерно 10–20 мкм | Белизна и способность впитывать жир определяют цену. |
В предельных значениях описаны общепринятые коммерческие спецификации. Фактические значения определяются собственным стандартом покупателя и результатами анализа пробы.
Проблема железа
Полевой шпат в недрах содержит мало железа, обычно менее 0,3% Fe2O3, а часто и около 0,1%. Порошок, выходящий из мельницы, зачастую содержит больше железа, чем руда. Стальные элементы, футеровка, наконечники молотков, стенки желобов и воздуховоды изнашиваются, и этот износ отражается на продукте. Повышение на 0,05 процентных пункта переводит глазурованный рудный материал в материал для производства руды, и цена всей партии соответственно возрастает.
Наличие железа проверяется путем анализа корма и продукта на одинаковых условиях. Разница в 0,05 процентных пункта находится в пределах воспроизводимости некоторых лабораторных анализов, поэтому для обоих образцов необходима одинаковая подготовка и один и тот же прибор.
Первая линия защиты — это износ. Шаровая мельница с футеровкой из оксида алюминия и керамическими элементами практически не добавляет железа, а энергетические потери остаются незначительными при крупном помоле. Струйная мельница устраняет проблему в источнике, поскольку ни один элемент не соприкасается с порошком, а футеровка может быть керамической. Кольцевая валковая мельница находится между ними. Износ происходит на поверхностях валков и колец, а количество железа, попадающего в мельницу, остается ниже, чем в ударной мельнице при той же тонкости помола.
Магнитная сепарация удаляет только железо, поступающее в виде свободных частиц. Она наиболее эффективна после того, как в процессе измельчения железосодержащие минералы отделяются от полевого шпата. Мелкое железо, нанесенное на поверхность частиц изношенным шариком, проходит через сепаратор, не затрагиваясь. Поэтому предприятие может использовать мощный магнит и все равно не соответствовать техническим требованиям. Железо необходимо удалять до того, как оно попадет в сепаратор.
Сопутствующие минералы требуют такого же внимания. Слюда содержит больше железа, чем полевой шпат, и измельчается мягче, поэтому она концентрируется в мелкой фракции и повышает содержание железа в продукте, который желает заказчик. Кварц имеет аналогичную твердость и измельчается вместе с полевым шпатом без разделения. Месторождение с высоким содержанием слюды требует обогащения перед мельницей. Это решение, касающееся технологической схемы, определяет спецификацию мельницы.
Три цепи и их пределы
А шаровая мельница В замкнутом цикле с классификатором осуществляется обработка больших объемов материала и широкий диапазон тонкости помола. Мельница измельчает порошок, а классификатор отбирает готовый порошок, возвращая при этом крупнозернистый. На этой линии D97 работает с размером частиц от примерно 75 мкм до примерно 5 мкм, что достаточно широко для обработки материалов для производства тары, стекла и глазури в рамках одной системы заточки. Забор железа почти полностью зависит от футеровки и фильтрующего материала, поэтому керамический сорт можно заложить в конструкцию с самого начала. центробежный классификатор Настройка верхней части среза осуществляется скоростью вращения ротора. Таким образом, одна линия обслуживает несколько сортов глазури и кузовных материалов без необходимости переборки.
А кольцевая валковая мельница Диапазон размеров частиц составляет от 325 до 2000 меш, что соответствует стандарту D97 от примерно 45 мкм до примерно 6,5 мкм. Энергоемкость на тонну значительно ниже, чем у струйной мельницы при той же степени измельчения, поэтому это наиболее распространенный способ получения глазури и наполнителей. Износ железа остается умеренным, поскольку он концентрируется на поверхностях валков и колец. Сорта для производства кузовов с размером частиц 200 меш выходят за пределы этого диапазона и относятся к схеме шаровой мельницы.
Сухая струйная мельница удерживает частицы D97 размером от 2 до 45 мкм и обеспечивает наименьшее поглощение железа из трех типов мельниц при наибольшей энергоемкости на тонну. Такая стоимость оправдана, если в спецификации указано низкое содержание железа или узкое распределение. Естественным применением являются глазурованные марки и высокобелые наполнители. Скорость вращения ротора или давление шлифования перемещают резец, не касаясь изнашиваемых деталей, что также подходит для предприятий, работающих с несколькими марками продукции.
| Схема | Достигнута степень тонкости | Железный пикап | Энергия на тонну | Подходит |
|---|---|---|---|---|
| Шаровая мельница с классификатором | D97 примерно от 5 до 75 мкм | Набор, выполненный с использованием подкладки и материалов. | Выше | Высокая грузоподъемность для различных марок стали, стекла и глазури. |
| Кольцевая валковая мельница | 325–2000 меш, D97 примерно 6,5–45 мкм | Умеренный | Низкий | Объемные марки глазури и наполнителя |
| Сухая струйная мельница | D97 2–45 мкм | Самый низкий | Высший | Сорта с плотным содержанием железа и узкими пределами распределения. |
Диапазоны описывают рабочий диапазон каждой машины. Для получения окончательных результатов необходимо провести испытание на шлифовку конкретного материала.
Как устанавливается тонкость помола
Цифра 200 меш — это старая керамическая условность. Она сохранилась, потому что сито с размером ячейки 75 мкм стоит недорого, и такое есть в каждой лаборатории. Остаток на этом сите говорит покупателю о том, что крупные частицы не попадут в обожженное изделие. В глазурных марках размер частиц увеличивается до 325 меш при 45 мкм. Логика та же и при более жестком пороге.
Одно лишь число сита не позволяет определить верхний слой, а именно верхний слой и создает дефекты поверхности. Два порошка, прошедшие через сито с размером ячейки 325 меш, могут отличаться по показателю D97 в два раза. Более крупный порошок содержит хвост из частиц размером от 30 до 45 мкм. Эти частицы плавятся позже и оставляют точечные отверстия, на которые жалуются покупатели глазури. Указание как остатка после сита, так и показателя D97 дает мельнице определенное обозначение.
Остаток после просеивания определяется с помощью контрольного сита, а показатель D97 — с помощью лазерного прибора, анализирующего диспергированный образец. Эти два показателя основаны на разных методах и не могут быть преобразованы друг в друга, поэтому спецификацию, в которой указан один показатель, нельзя проверить на соответствие другому.
Мелкодисперсные частицы также имеют свою цену. Частицы размером менее 2 мкм увеличивают удельную площадь поверхности, что приводит к увеличению потребности в суспензирующем агенте для глазури и пылеобразованию на предприятии. Более мелкий помол, чем требуется для конкретного применения, компенсируется потерями химикатов и затратами на обработку. Полезный вопрос — какое распределение частиц является наиболее крупным, при котором обжиг проходит чисто. Это значение определяется по данным печи заказчика и результатам пробного обжига.
Пять предметов для отправки
Расчет параметров полевошпатовой схемы производится на основе материала и технических характеристик, и пять пунктов охватывают оба параметра. Каждый из них изменяет габариты машины или материал конструкции. Предложение, составленное без учета этих параметров, не будет выполнено на этапе ввода в эксплуатацию.
| Элемент | Что она решает |
|---|---|
| Целевое применение и показатели оксидов щелочных металлов | Соответствует ли депозит вообще качеству и ценовому диапазону. |
| Содержание Fe2O3 в исходном сырье и концентрация на поверхности продукта. | Материалы для облицовки и фильтрующего элемента, а также необходимость использования струйной мельницы. |
| Целевая тонкость помола определяется как остаток на сите плюс D97. | Тип схемы, скорость классификатора и количество этапов. |
| Размер частиц корма, влажность и содержание слюды. | Этап обогащения, требования к сушилке и стабильность работы мельницы. |
| Тоннаж и количество сортов в неделю | Размер оборудования и время переналадки, которое может выдержать линия |
Отправьте эти пять пунктов, и в ответ вы получите предложение с компоновкой схемы и ожидаемой кривой для вашего материала. В нем также указано ожидаемое содержание железа в схеме. Этот показатель определяет, будет ли порошок по-прежнему соответствовать стандарту глазури после измельчения.
О компании EPIC Powder Machinery. Мы производим оборудование, используемое для обработки полевого шпата и других неметаллических минералов. Ассортимент включает шаровые мельницы с керамической или стальной футеровкой, кольцевые валковые мельницы для фракций от 325 до 2000 меш и сухие струйные мельницы для получения мельчайших фракций. Центробежные классификаторы устанавливают верхний слой фракции на каждой из них.
Каждый проект начинается с проверки шлифовки. В отчете приводятся кривые до и после шлифовки, а также информация о добавленном магните и схеме. диапазон машин в списке представлены модели и их рабочие диапазоны, а также модификация поверхности В этой линейке представлены марки шпатлевки с покрытием. Напишите по адресу: [email protected] с учетом пяти вышеуказанных пунктов.
Эпический порошок
Компания Epic Powder разрабатывает системы измельчения и классификации для минералов, химикатов, продуктов питания и фармацевтических препаратов. Обладая более чем 20-летним опытом в области обработки порошков, мы подбираем мельницу, соответствующую требуемому размеру частиц и производительности.
Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с онлайн-представителем EPIC Powder. Молли для любых дальнейших запросов».
— Эмили Чен, Инженер