♈生产｜影响浆料除铁效果的因素及解决方法

　　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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（2015-10-16及之前的生产知识分享）