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电瓷泥浆的过筛与除铁
发布时间：
2025-08-14 11:17
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电瓷泥浆的过筛与除铁是电瓷生产中关键的预处理工序，直接影响后续成型、烧结及最终产品的性能（如绝缘性、机械强度、外观质量等）。电瓷作为电力系统的核心绝缘部件（如绝缘子、套管等），对材料的纯度、均匀性要求极高，因此过筛与除铁需严格控制，以确保最终电瓷产品具有优良的电气绝缘性能、机械强度和表面光洁度。
一、电瓷泥浆的过筛
过筛的核心目的是去除泥浆中的粗颗粒、未分散的团聚体、机械杂质（如砂粒、木屑等），确保泥浆颗粒细度均匀，避免后续工序（如注浆成型、成型坯体干燥 / 烧结）中出现缺陷（如气孔、开裂、表面凹凸等）。
1. 过筛的关键作用
保证颗粒细度均匀：电瓷泥浆需满足特定的粒度分布（通常细颗粒占比高），粗颗粒会导致坯体密度不均，烧结时易产生裂纹或变形。
去除外来杂质：原料开采、运输或加工过程中可能混入砂粒、金属碎屑、植物纤维等，这些杂质若未去除，会直接影响电瓷的绝缘性能（如杂质导电导致介损增大）或外观。
2. 常用过筛设备及原理
根据泥浆粒度要求和杂质特性，常用设备包括：
振动筛
原理：通过电机驱动偏心块产生机械振动，使筛网表面的泥浆在振动中分层，细颗粒通过筛孔，粗颗粒和杂质被截留。
特点：结构简单、处理量大，适合 “粗筛”（去除大颗粒杂质）。
适用场景：原料初加工后或球磨后的初步过筛，通常搭配 80-120 目筛网。
超声波振动筛
原理：在普通振动筛基础上，在筛网下方加装超声波发生器，通过高频振动（20-40kHz）使筛网表面产生微小震荡，破坏泥浆的表面张力，避免细颗粒团聚堵塞筛孔。
特点：筛分效率高（比普通振动筛提升 30%-50%），适合 “细筛”（控制细颗粒分布）；可处理高黏度泥浆。
适用场景：球磨后泥浆的精细筛分，常用 200-325 目筛网，确保颗粒细度达标（如 d50≤10μm）。
离心筛（旋振筛）
原理：结合离心力和振动，泥浆在筛网内做圆周运动，通过离心力强化细颗粒透筛，杂质沿筛网边缘排出。
特点：筛分精度高，适合高浓度泥浆（含水率 50%-60%），但处理量较小。
适用场景：精细筛分，确保无微米级粗颗粒。
3. 过筛工艺参数控制
筛网目数：根据产品要求选择，粗筛（80-120 目）去除≥150μm 的杂质；细筛（200-325 目）控制≤75μm 的颗粒占比（通常要求≥95%）。
泥浆浓度：浓度过高（含水率＜45%）会导致流动性差、筛网堵塞；浓度过低（含水率＞65%）会降低筛分效率，需通过加水或浓缩调整至 50%-60%。
筛分次数：单次筛分可能存在杂质残留，需多次筛分（如 “粗筛→球磨→细筛” 二次处理），高端产品甚至需三次筛分。
筛网维护：定期检查筛网是否破损（避免杂质漏过），并通过高压水冲洗或超声波清理残留颗粒，防止堵塞。
二、电瓷泥浆的除铁
电瓷材料（如长石、石英、黏土）中常含有铁杂质（如 Fe₂O₃、Fe₃O₄，或含铁矿物如赤铁矿、磁铁矿），这些杂质会导致：
烧结后形成着色点（棕红色或黑色），影响外观；
降低绝缘性能（铁为导电物质，会增大介损，甚至导致高压下击穿）；
破坏坯体致密度（铁杂质与基体反应产生气体，形成气孔）。
因此，除铁的核心是去除泥浆中的铁及含铁化合物，通常要求铁含量≤0.1%（高端产品≤0.05%）。
1. 常用除铁设备及原理
根据铁杂质的磁性（强磁性 / 弱磁性）和粒度，常用设备包括：
永磁筒
原理：圆柱形壳体内部装有强永磁体（如钕铁硼磁体），泥浆从筒内流过时，铁杂质被永磁体吸附在筒壁，净化后的泥浆从出口排出。
特点：结构紧凑（可直接串联在管道中）、能耗低，适合去除强磁性粗颗粒铁杂质（如金属碎屑）。
磁场强度：通常 3000-8000 高斯，处理量可达 10-50m³/h。
永磁辊式除铁器
原理：倾斜安装的旋转永磁辊（表面磁场强度 8000-12000 高斯），泥浆通过布料器均匀铺在辊面，铁杂质被吸附在辊面并随辊旋转，由刮板刮除，纯净泥浆从下方流下。
特点：与泥浆接触面积大，可去除弱磁性细颗粒铁杂质（如含铁矿物颗粒），适合高黏度泥浆。
电磁除铁器
原理：通过线圈通电产生强磁场（10000-15000 高斯），磁场强度可通过电流调节，适合去除超细铁颗粒（＜1μm）或弱磁性杂质（如 Fe₂O₃）。
特点：磁力可控、除铁效率高（可达 99% 以上），但能耗较高，常用于精细除铁。
高梯度磁选机
原理：在电磁线圈产生的背景磁场中，填充导磁介质（如钢毛），形成局部高梯度磁场，可吸附微米级甚至纳米级的弱磁性铁杂质。
适用场景：要求铁含量≤0.03% 时使用。
2. 除铁工艺要点
磁场强度选择：
强磁性粗颗粒（如铁屑）：3000-8000 高斯（永磁筒即可）；
弱磁性细颗粒（如 Fe₂O₃）：10000-15000 高斯（电磁除铁器或高梯度磁选机）。
泥浆流速：流速过快（＞1m/s）会导致铁杂质来不及被吸附；流速过慢（＜0.3m/s）会降低效率，通常控制在 0.5-0.8m/s。
除铁次数：单次除铁难以彻底去除杂质，需多次处理（如 “永磁筒粗除铁→电磁除铁器细除铁”），高端产品可增加高梯度磁选机进行三次除铁。
定期清理：吸附的铁杂质会削弱磁场，需每 4-8 小时清理一次（永磁设备人工刮除，电磁设备断电后杂质自动脱落）。
三、过筛与除铁的协同作用及流程
过筛与除铁需配合进行，通常流程为：
原料破碎→球磨→粗筛（80-120 目，去大杂质）→粗除铁（永磁筒，去强磁性粗铁）→细磨→细筛（200-325 目，控颗粒细度）→精除铁（电磁除铁器 / 高梯度磁选机，去弱磁性细铁）→泥浆储存
先过筛后除铁：避免粗颗粒杂质损坏除铁设备（如划伤永磁辊表面）；
先粗除铁再细除铁：减少后续精细除铁设备的负荷，提高效率。
四、质量检测
处理后的泥浆需通过以下检测确保达标：
粒度检测：用激光粒度仪测颗粒分布；
铁含量检测：用原子吸收光谱（AAS）或 X 射线荧光光谱（XRF）检测；
外观检测：取少量泥浆干燥后观察，无肉眼可见杂质或着色点。
总之，电瓷泥浆的过筛与除铁是保证产品性能的 一道防线，需根据产品等级选择合适的设备和工艺参数，严格控制颗粒细度和铁含量，才能生产出满足电力系统要求的高质量电瓷制品。
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