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问:什么是干燥窑辊棒结钉?对生产有什么危害?干燥窑头段辊棒产生结钉的原因有哪些?如何消除?

答:1 干燥窑辊棒结钉

“干燥窑辊棒结钉”,即指原本表面光滑干净的辊棒在干燥窑内运转一定时间后,辊棒表面逐步粘附一些陶瓷砖坯粉尘等杂物,且越粘越多,最后出现辊棒面不平整的情况,导致砖坯在该辊棒上行走出现“波浪式”起伏跳动的现象。

2 辊棒结钉对生产的危害

一旦干燥窑辊棒出现结钉,压砖机压制出来的砖坯在经过这些有结钉的辊棒面时,砖坯行进过程就会产生“跳动”现象,给砖坯带来了机械破坏力,砖坯在干燥过程中就会出现边裂纹或者中心裂纹,给生产造成不小的损失。

3 产生结钉的原因

目前,绝大多数企业的干燥窑都充分利用烧成窑炉的窑头烟气作为干燥介质之一,供入的位置就位于干燥窑的前段。由于干燥窑前段是排水区,砖坯内大量水分都在这段排出,加上干燥介质——窑炉烟气的湿度大(尤其在生产仿古砖和渗花砖时),所以干燥窑前段的湿度是整个干燥窑中湿度最大区域。湿度一大,如果干燥箱体的保温性能不够好,或者干燥介质温度过低,那么干燥窑前段的烟气就很容易液化成水珠而沉积下来,也就增强了干燥窑内壁和辊棒表面对粉尘等杂质的粘附能力。烟气介质中存在的粉尘以及砖坯落脏等提供了辊棒集结粉钉的条件。

1)干燥窑头负压大时,辊棒就容易结钉。这是由于有些厂家为了减少干燥落脏而把抽湿开得过大。当干燥窑头负压大时,干燥窑墙两边及干燥入口处就会吸冷风,从而降低了干燥窑头温度,很容易造成湿烟气液化成水滴,从而造成辊棒极易粘粉集结成棒钉,而且干燥窑容易引起滴水落脏。

2)干燥窑头的正压不够大时,干燥窑头辊棒也容易结钉。相对来说,正压过小时,干燥窑头的干燥介质气流扰动性不强,气流流速慢,容易造成气流中的粉尘粒子沉积和粘附在干燥窑顶内壁及辊棒上。

3)送往干燥窑的烟气中存在较大的湿度及粉尘。烟气介质温度越低,烟气中的水蒸气越容易凝结成水滴,粉尘就很容易被粘附在辊棒上。

4 消除干燥窑前段棍棒结钉的措施

1)把前段的抽湿适当关小(干燥窑入口的逸流罩可以开大点,防止烟气逸出干燥窑而把工作环境污染),然后把后段的抽湿开大,加长干燥的排水时间。但不能关得太小,否则坯体无法排水,一定要保证干燥窑头在正压状态下生产。

2)适当加大干燥窑头的供热分风器,以提高干燥窑头的温度,通常温度应控制为大于130℃为宜,同时增大干燥窑头的正压,加长抽湿区域,避免过于集中抽湿而导致该区域温度过低。

3)加强干燥窑头的保温性能,尤其是干燥窑顶,杜绝干燥窑顶滴水到辊棒面。

4)控制好砖坯底浆的浓度,增强底浆的吸附力,另外,应严格控制窑炉烟气中的粉尘含量,杜绝干燥窑头的结钉。

5)加塞辊棒处、供热支闸、供热主管闸板、事故处理口等处的石棉,防止冷风漏入,杜绝热能损失。

6)加强管理,在砖坯入干燥窑前必须清扫干净压机压制出来的砖坯表面上粘附的粉尘、落脏,保证进入干燥窑时砖坯底部不带有松散的粉粒。

问:铁在陶瓷原料中有哪些存在形式?除铁增白的方法有哪些?

答:1 铁在陶瓷原料中的存在形式

铁杂质在陶瓷生产中是有害物,其呈现方式多样,有的呈结核状,有的呈浸染状或网络状分布于粘土中,结核状铁质可用淘洗等方法除去,如果分选度过大的铁杂质则往往采用电磁选矿法除铁。粘土原料中的铁杂质不仅影响陶瓷产品的烧后颜色,而且还严重影响陶瓷产品的介电性能和化学稳定性,对陶瓷产品来说,铁质含量是要严加控制的。粘土中含铁矿物有:

1)黄铁矿(FeS2)。化学组成(质量%):Fe为46.55,S为53.45,含有Co、Ni类质同象混入物。

2)赤铁矿(Fe2O3)。化学组成(质量%):Fe为69.94,O 为 30.06,常含有 Ti、Mn、Fe2+、Ca、Mg 等类质同象混入物。

3)钛铁矿(FeTiO3)。化学组成(质量%):Fe为36.8,Ti为31.6,O为31.6,成分中 Fe2+与Mg2+或 Fe2+与Mn2+可形成完全类质同象系列,以FeO含量为主时,称钛铁矿。

4)磁铁矿(Fe3O4)。化学组成(质量%):FeO为31.03,Fe2O3为68.97。

5)菱铁矿(FeCO3)。化学组成(质量%):FeO为62.1,CO2为37.9,常含有Mg、Mn等类质同象混入物。

2 除铁方法

2.1 物理方法

电磁选矿法是用来分离原料中含铁矿物的,是利用矿物的磁性差别,根据被磁化物质在磁场中必将受到磁力作用这一物理效应,将铁及其氧化物从原料中分离出来,电磁选矿法对除去粗颗粒的强磁性矿物效果较好,如磁铁矿、钛铁矿及加工运输中混入的铁屑(使用永久性磁铁、强力磁棒、电磁除铁器等设备),但对黄铁矿等弱磁性矿物及细颗粒含铁杂质效果不明显。

2.2 化学方法

化学除铁就是用化学药剂选择性溶解物料中含铁矿物,然后去除的方法。色素离子的类型不同,所用的试剂、方法也就各异。例如,经提纯后的高岭石表面吸附的色素离子为Fe3+时,采用连二亚硫酸钠(Na2S2O4)与其反应将Fe3+还原成Fe2+,经过漂洗、过滤除去;当吸附离子为Fe2+时(即铁以 FeS形式存在),应采用氧化剂与其反应将其氧化成可溶性硫酸亚铁和硫酸铁,使其变成易被洗去的无色氧化物;大部分矿样同时含有Fe3+和 Fe2+,采用氧化-还原联合漂白法,先用氧化剂氧化 Fe2+成为 Fe3+,再用还原剂将其还原为Fe2+,经过漂洗过滤除去。

2.3 其他方法

1)吸附浮选法。在细碎陶瓷原料矿浆中加入载体石灰石粉,石灰石粉作为吸附剂,把Fe2O3从矿浆溶液中吸附到石灰石粉载体上,载体既可依靠自身的疏水性,又可靠捕收剂造成的疏水性附着于气泡,得到含铁的载体泡沫产品与含陶瓷原料精矿的槽内产品,从而使Fe2O3与原料分离。吸附浮选法所用设备为常规的机械搅拌式浮选机,所用捕收剂为塔尔油,用硫酸铵抑制高岭土,用碳酸钠调整溶液的pH值,水玻璃作为矿浆分散剂。由于载体吸附为吸附、吸收、混晶、裹挟、凝聚等多种作用行为,因此介质的pH值、载体的添加时间等对吸附浮选影响较大。

2)微生物(TF菌)氧化增白法。许多非金属矿石中均含有害杂质黄铁矿。目前采矿现场采用的是化学增白法,但成本较高。因此,探索成本低、能耗及环境污染小,对高岭土物化性质无影响的新的增白方法具有重要意义。氧化亚铁硫杆菌(简称TF菌)是矿物的微生物加工技术中最常用的一种细菌,它能氧化黄铁矿及其他硫化矿。在TF菌氧化高岭土中的黄铁矿过程中,适宜的起始Fe2+浓度既能保证TF菌因有足够的营养而迅速生长,又能促使TF菌在没有 Fe2+的情况下,以氧化FeS为主要生命活动。它们从氧化Fe2+为Fe3+,氧化FeS中的S为H2SO4两方面而获得能量,因此氧化率最高。在氧化过程中,主要影响因素有:矿浆中起始Fe2+浓度、矿浆起始pH值、矿浆浓度、黄铁矿粒度、氧化时间等。微生物(TF菌)氧化增白法成本低,环境污染小,不影响陶瓷原料的物理化学性质,是陶瓷原料的一种具有发展前景的新的增白方法。

3)诱导除铁法。这是目前正在试验探讨中的一种新的除铁方法。如果陶瓷原料中含有黄铁矿、赤铁矿等弱磁性铁矿物较多,通常的电磁选矿法是难以除掉的。因此,在原料中加入一些强磁性物质,而且放置一段时间,使弱磁性铁矿物得以诱导磁化增大磁性,采用高场强、高梯度的磁选设备就较容易将这些铁杂质除掉。诱导除铁法,是一种除去弱碱性铁矿物的有效方法,有关技术参数,目前正在试验之中。

本栏目责任编辑 聂保民