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除铁器为什么能在陶瓷行得到广泛应用

发布时间:2018-06-13??编辑:鼎工原创 抄袭必究


众所周知,产品的档次,关键在于它的外观与内质,而影响陶瓷产品外观与内质的重要因素之一是陶瓷原料含铁量的高低问题。尽管铁元素在陶瓷工艺着色过程中有着十分得要的作用,但是在白色或浅色坯料釉料中铁质的存在将严重影响产品的外观色泽和光洁度,尤其是白度。例如原料中颗粒较大的铁质(如铁锈)可以在煅烧后变成黑色、黄色或监色的斑点,微细的铁粉末在高温煅烧下还可以降低砖坯或釉面的白度,釉料中带铁质还可以使釉面产生气泡针孔。所以生产白色或浅色的釉面砖和卫生洁具及纯白色的抛光砖,都把除铁作为重要工艺工序。这是由于铁元素在地球地壳中的含量太大了,达4.2%。原因之二是陶瓷原料加工运输过程中,不可避免地会带入铁质及其氧化物。下面就陶瓷行业中除铁器及其应用做简要分析。
铁磁性物质的特性和除铁器的工作原理    
科学实验证明,铁磁性物质具有如下主要特征:  
  1)磁化时,具有磁滞回线的特性,即在外磁场(H)作用下,物质被充磁显磁性,产生磁感应强度(B),B值随H值的变化规律中,既有同步的又有滞后的  
  ①充磁之初,B与H同步上升;  ②饱和点以后,B不随H增大而上升;  
  ③外磁场H消失(为O)后,B不随H减小回到O,而只能回到Br点,叫做剩余磁感应强度。  
  Br值就是该物质被充磁后所能得到的大磁感应强度值,它是人工磁铁制作中关键参数,也就是大家所用的除铁磁棒内磁芯的B值,用它来表示物质充磁后受磁感应所产生的磁场之强弱,B=μμ。H。式中μμ。是物质的导磁系数,μ值是可变的数,视物质不同而不同。B的现用单位是特斯拉(T),原用单位为高斯(Gs),1T=104Gs。    
不同材料的μ值不相同,Br值和它的保持时间也不相同。较好的材料(如:铝镍含金、高序号的铷铁硼等),Br值可达10000Gs或更高,理论上,外界因素不变化,常温下可保持,实际使用中保持8~10年是没有问题的。较差的材料(如:铁氧体等)Br值只有2000~3000Gs,使用中退磁速度很快,只能保持1~2年,甚至更短时间。   
2)磁场对铁磁性材料有吸引力,简称为磁力。    
作用在单位质量颗粒上的磁力为F,F=kHdH/dh,式中:k——比磁化系数(cm3/g) H——磁场强度(A/m)dH/dh  ——磁场分布的梯度(A/m2)  
  从公式中分析可知,对于同一种铁磁物质(k值相同),提高磁场对它的吸引力的措施,有两个。一是增加H值,这将导致加大制作和使用成本;二是增大梯度值,它可以通过制作工艺、改变磁芯形状与排列方法等手段来实现,这种措施往往投入不需很大,亦可取得很好的效果。  
  3)铁磁性物质随着使用环境温度的升高,磁化率却随之而下降,是铁磁性物质随温度变化的规律曲线:  
  铁磁性物质充磁后,若温度升高,磁感应强度B则会随之而降低,(如:铁的Tc=357℃)当温升达到临界温度后磁化率将迅速下降,以至丧失磁性。不同的材料,不同的处理方法,都可以影响温度变化曲线,即有不同的使用温度。目前大家所使用的磁棒要想延长使用时间,通常应工作在60~80℃以下,较好的材料也只能使用在100℃以下。    
4)按照含铁物质磁化率的大小可将其分为几种类别:强磁性、中磁性、弱磁性和非磁性。
除铁器的基本原理  
  利用磁场对铁磁性物质具有吸引力的特性,将铁质矿物从原料中分选出来的设备叫做除铁器,也叫磁选机。达到分选目的基本条件是磁场对铁磁物质的吸引力(F)要大于阻止磁性颗粒被分离出去的合力(Fc,也叫竞争力。Fc包括铁磁性颗料的重力、离心力、惯性力和流体动力的阻力等。  
  浆料除铁时,惯性力和流体阻力是竞争力的主要部分,此时流体阻力  Fc=3πηdv 式中:η-η泥浆粘度 d-矿物颗粒直径 
  v-泥浆流速  
  由Fc的表达式可知,浆料粘度、铁质矿物颗粒的大小和泥浆的流速都直接影响着竞争力的大小,即影响除铁效果。因此在使用除铁器时,要认真掌握浆料的“四度”(浓度、粘度、速度和粒度)。颗粒度应通过振筛网目的孔径选择来决定;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;浓度与水份比例有关。    
实用的除铁器应具备以下三个条件: 
 ①足够强的磁场源(F>Fc);  
 ②足够的接触面积,保征吸取猎物的机会与场所;    
③及时有效地清洗(分离)已吸到的铁磁杂质。(清洗是有效除铁的关键)

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