陶瓷生产的除铁问题
2011年08月03日
由于我国人民生活水平在逐渐的提高，所以人们对小康住宅室内装饰
装修，尤其是陶瓷产品的要求也越来越高，越来越严格。质量好、档次高、高
雅气派，价格也要最便宜，这成为广大消费者消费的追求，目标。在全球市场上，我国的陶瓷产量占世界总产量的55%，因产品质量的要求，产品档次的提高。尤其是在加入了世贸组织之后，陶瓷出口不断增加，达到世界出口总量的10%以上，除了意大利和西班牙以外的第三个大国。因为属于中低档产品，出口也是仅是在发展中国家，可是价格仅只有世界出口均价的50%左右。为了在国
际市场上站稳脚，占据更多的份额，挣取更多的外汇，成为真正的的陶瓷大国，最有效方法就是生产高档次、高质量的陶瓷产品，做好一个品牌。按国际市场
的需求，创造中国高档次品牌。创造国际知名品牌。
产品的档次，主要在于它的外观与内质，这是众所周知的。而影响陶
瓷产品外观与内质的主要因素之一是陶瓷原料中含铁量的高低。无论铁元素在
陶瓷工艺着这部分是十分重要的，但在白或浅坯料釉料中铁质的存在将
严重影响产品的外观泽和光洁度，特别是白度。比如原料中颗粒较大的铁质（如铁锈）可以在煅烧后变成黑、黄或监的斑点，微细的铁粉末在高温 煅烧下能降低砖坯或釉面的白度，釉料中带铁质能够使釉面产生气泡针孔。因
此生产白或浅的釉面砖和卫生洁具及纯白的抛光砖，除铁作为重要工艺
工序。这是因为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，总会带入铁质及其氧化物。以下将陶瓷行业中除铁
器及其应用与要求提出个人的见解。
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，如图所示：
曲线特点：
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最大磁感应强度值，它是人工永久磁铁制作中关键参数，也就是我们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，常温下可永久保持，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，bsr
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，如
图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。目前我们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纳米氧化铋
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，保征吸收猎物的机会与场所；
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）
二、除铁器在陶瓷行业的使用现状与发展要求
１、建筑卫生陶瓷生产企业对除铁问题的重视程度越来越高，许多企
业都把它列进了议事日程，主要领导亲自过问或分管领导直接抓。除铁器的使
用场合不断扩大，由原来釉料除铁发展到坯料亦除铁。需要除铁的产品越来越多，包括了日用陶、卫生洁具和各类浅白釉面墙地砖，抛光砖等。除铁要求
也越来越高，一条生产线由原来不用除铁器到安装一个除铁器，发展到安装
３～４个多级串联除铁器，一个除铁槽的吸铁磁棒也由原来的一二十支发展到
二三百支，投资越来越大。
２、由于矿山资源消耗过快，许多企业都已无法就近寻而又无力购
中日问题
买低含铁的标准原料，只好采用下游处理的方式，大量使用除铁器，一条在线
除铁工序最多已达十多个择作工人，除铁成本越来越高。
３、清洗方式全是靠人工择作，质量难于保障。通常一组磁棒100～300根，每班１～３名工人，一支接一支不停地轮流清洗，约１～２ｈ洗一遍，当原料含铁较高时，常常出现磁棒周围粘贴的铁泥杂质厚厚一层，除铁效果显
著下降了。再加上人的情绪变化因素诸多，质量管理难于控制。
４、市场出售的永久磁棒，质量不稳定，生产厂家太多，牌子太杂，
也有不少为粗制滥造产品，采用劣质材料，棒的两端密封又不严。这些产品充
邓本殷斥市场后，使企业使用的磁棒平均寿命不断下降，其次是市场上磁棒Ｂ值的
“标称”普遍偏高，多为高出实测值的（50～100）％。
５、干粉除铁多采用抽斗振动柜（框）式永磁除铁器和皮带传动除铁器，主要是用于清除粉料在长距离输送过程中渗入的铁锈杂质颗粒，效果不错，使用单位也在不断的增多与扩大。
６、电磁除铁器研制试用时间较早，反应都可以，尤其是大功率强磁
场对分选原矿中存在的弱磁性材料，但是投资过大，耗电较多，使用寿命不长，因而影响了它的推广应用。
７、世界发达国家陶瓷原料都是集中加工标准化生产的，它们的除铁
设备多为大规格，大流量、大功率、全自动的电磁除铁器，体积庞大、价格昂贵，少则几十万，多则几百万元。
８、目前我国陶瓷生产企业也十分希望除铁设备的制作厂商们制作磁
选能力强、使用寿命长、自动化程度高而又较为经济适用的新型除铁产品。具
体要求：
（１）永磁除铁磁棒Ｂ值应在6000GS以上，使用温度应在70～80℃
轨道根数以上，因为有些原料在球磨机出浆口的温度就可达70℃以上。使用寿命应保证
两年以上，Ｂ值不下降50%。园林建筑的空间美感
（２）电磁除铁器磁感应强度要高，这是高白度产品的需要，但制造
与购置成本要降低，电磁能量较换效率要高，其次是做好导磁材料的密闭技术，避免氧化而缩短使用寿命。三是应制作多种相同流量不同功率的除铁器，以适
应多级串联时经济使用的需要。
（３）除铁器的清洗自动化程度要高，一是不要人工干预，二是清洗
周期可调，三是浪费浆（粉）料和水最少，尤其是釉浆除铁，四是污水处理循
环利用时，除铁器的废水还应专门处理。
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