10. 1. 2023

Извлечение магнитных включений из потока кварцевого песка (анализ конкретной ситуации)

---

Блоки из белого газобетона обычно содержат только сырье природного происхождения (в первую очередь кварцевый песок, известь, цемент и воду). Газообразование в замешенной на воде смеси обусловлено взаимодействием газообразователя, обычно мелкодисперсного металлического алюминия, причем условием получения окончательного ярко-белого цвета является хорошо измельченный кварцевый песок.

В качестве дешевой альтернативы или замены белого газобетона используется серый газобетон (в основном по ценовым причинам и в менее развитых странах), но он химически и механически менее стабилен (блоки из этого материала склонны к растрескиванию, крошению и расслаиванию). Основная причина этих проблем заключается в составе материала. В то время как белый газобетон состоит из высококачественного природного сырья, в сером газобетоне дорогостоящий кварцевый песок заменен летучей золой (которая часто содержит такие вредные вещества, как свинец, кадмий, ртуть и мышьяк). Содержание этих веществ не только негативно влияет на микроклимат возведенного сооружения, но и приводит к проблемам с экологичной утилизацией использованных газобетонных блоков (вещества, содержащиеся в летучей золе = выбросы от угольных ТЭС, не должны попадать в почву или водные источники). С другой стороны, белый газобетон является экологически чистым, и любой строительный мусор можно без проблем переработать и повторно использовать. По этой причине известные международные производители сосредоточиваются главным образом на производстве белого газобетона (например, в Германии серый газобетон уже практически не используется в строительстве).

Описание проблемы

Один из крупнейших в мире производителей белого газобетона обратился к нам с просьбой решить давнюю проблему, касающуюся удаления нежелательных примесей железа из кварцевого песка (на технологической линии тот измельчается в шаровой мельнице, причем выходящий песок загрязнен остатками мелющих шаров и железосодержащими частицами износа из мельницы и системы трубопроводов). Для улавливания остатков мелющих шаров производитель первоначально установил на выходе мельницы мелкое сито. Однако при высокой производительности помола (до 30 тонн в час) оно быстро засорялось и забивалось мелкими камешками, содержащимися в помольной смеси (кроме того, сито не могло отделить более мелкие частицы мелющих шаров и микроскопические железосодежащие частицы износа). Таким образом, даже после установки сита магнитные включения продолжали поступать через насос высокого давления в трубопроводную систему, а оттуда в бункеры-накопители (где происходило их постепенное оседание).

Решение проблемы

В течение длительного времени клиент пытался найти решение, которое обеспечивало бы надежное удаление упомянутых примесей железа из мелкой полужидкой песчаной смеси. К сожалению, из-за ряда специфических факторов (полужидкий и в то же время высокоабразивный материал, высокая производительность обработки, открытая проточная система с быстротекущим материалом, разнородные железосодержащие загрязнения – крупные фрагменты мелющих шаров и ферромагнитная пыль и т. д.) в данном случае не мог быть использован ни один из обычных магнитных сепараторов. И известные производители сепараторов не хотели заниматься сложной и неопределенной разработкой совершенно нового типа магнитного сепаратора...

Клиент мог бы решить проблему, используя магнитную цапфу (по-английски «trunnion magnet») - эта система состоит из магнитного барана и материал проходит через центр внутреннего кожуха. Но при требуемой производительности 30 тонн материала в час пришлось бы использовать очень большой барабан, стоимость которого составила бы порядка нескольких сотен тысяч евро (и даже это решение не было бы идеальным, так как высокоабразивный материал находился бы в непосредственном контакте с обечайкой магнитного барабана и потому, с большой вероятностью, сравнительно быстро пробил бы ее, что потребовало бы остановки производства и дорогостоящего длительного ремонта магнитного сепаратора.)

Клиент также мог бы решить проблему, перейдя на другой тип технологии производства, но такая инвестиция потребовала бы больше затрат, чем приобретение магнитной цапфы...

Поэтому производитель газобетона приветствовал подход компании SOLLAU, которая в точном соответствии с его требованиями и существующей технологией производства создала совершенно новый тип магнитного сепаратора – бесконтактный магнитный железоотделитель с автоматической очисткой для извлечения металлических включений из материала транспортируемого по желобу. Благодаря установке сепаратора SOLLAU DND-SFX было достигнуто значительное увеличение чистоты исходного материала (более чем на 60 %), поскольку магнитный сепаратор компании SOLLAU надежно улавливает большинство железосодержащих загрязнений (т. е. как фрагменты мелющих шаров, так и микроскопические частицы износа).

Аргументы в пользу применения DND-SFX

• высокая эффективность магнитной сепарации (улавливание как мелких, так и более крупных магнитных частиц)
• полностью автоматическая работа без необходимости прерывания потока материала при очистке сепаратора
• высокая устойчивость к истиранию (поскольку магнитная система не находится в непосредственном контакте с очищаемым материалом)
• простая и быстрая установка сепаратора (без необходимости серьезного вмешательства в существующую схему производственной линии)
• низкая стоимость приобретения (по сравнению с конкурирующими системами, например с trunnion magnet)

Финансовые преимущества нашего решения для клиента

Следствием резкого повышения чистоты исходного материала стало увеличение межсервисных интервалов и общего срока службы, в частности, следующего ключевого технологического оборудования:

1. Насос высокого давления – значительное увеличение срока службы
2. Трубопроводы, транспортирующие очищенный материал – снижение абразивного износа трубопроводов вело к 100% увеличению интервалов между чистками трубопроводов
3. Бункер для обработанного материала – значительное увеличение межсервисных интервалов с одновременным снижением потребности в регулярном техническом обслуживании (благодаря возможности уменьшения на 75 % количества железистых отложений на дне резервуаров)

Дополнительные финансовые преимущества клиент получает от продажи извлеченных железосодержащих отходов материала специализированным покупателям вторичного сырья.

Для конечного потребителя газобетонных изделий удаление нежелательных загрязнений также имеет большое значение, поскольку теперь в газобетонные блоки уже не попадают частицы железа, которые со временем реагировали с воздушной влагой и образовывали более или менее неустранимые пятна ржавчины на оштукатуренных стенах (и даже после повторной покраски металлические загрязнения снова реагировали с влагой...).