劉忠富，賈? 春，張? 彬 (中昊黑元化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，四川 自貢 643000)
摘? 要：簡(jiǎn)要介紹炭黑行業(yè)鐵磁物質(zhì)的來源及產(chǎn)生的原因，分析去除鐵磁物質(zhì)的方法及設(shè)備，提出一種適用于炭黑 行業(yè)的磁選設(shè)備優(yōu)化配置方案。
關(guān)鍵詞：鐵磁物質(zhì);磁選設(shè)備;炭黑原料;磁選
磁選是利用物料磁性差異進(jìn)行分離的一種篩 選技術(shù)，主要去除物料中的鐵磁雜質(zhì)，減少篩余物 含量，提高產(chǎn)品純度和質(zhì)量等級(jí);已在許多領(lǐng)域得 到了廣泛的應(yīng)用。 隨著炭黑應(yīng)用廠家對(duì)品質(zhì)的要求的提高，及 特種炭黑的應(yīng)用量的擴(kuò)大，在炭黑工藝生產(chǎn)過程 中，磁選設(shè)備已作為了炭黑生產(chǎn)流程中必不可少 的工序處理設(shè)備。
1? 炭黑生產(chǎn)過程中鐵磁性物質(zhì)的來源
從整個(gè)炭黑的生產(chǎn)過程來看，炭黑產(chǎn)品中所 含鐵磁物質(zhì)主要來源于：(1)輸入介質(zhì)帶來的， (2)工藝設(shè)備、管道的腐蝕、磨損。
■ 輸入介質(zhì)來源：包含原料油、燃料油及工 藝水等介質(zhì)中本身所含的鐵磁物質(zhì)。
■ 工藝設(shè)備來源：炭黑原料儲(chǔ)存過程中包括 油罐、過濾罐等前部原料儲(chǔ)存設(shè)備及后部生產(chǎn)設(shè) 備大多均為碳鋼設(shè)備，在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生腐蝕， 造成鐵磁性物質(zhì)進(jìn)入炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)中，特別是設(shè) 備檢修及零部件大批更換的過程中，因拆除過程 中原腐蝕而未脫落的鐵磁性物質(zhì)會(huì)進(jìn)入到生產(chǎn)系 統(tǒng)中，這就導(dǎo)致炭黑生產(chǎn)廠家在檢修完后重新開 車的過程中炭黑含有的鐵磁物質(zhì)會(huì)大幅度的升 高，停車時(shí)間越長(zhǎng)，最后重新開車時(shí)鐵磁物質(zhì)含量 越高。
■ 輸送管道來源：在炭黑生產(chǎn)過程中輸送管 線主要分為：原料輸送管線，工藝水輸送管線，壓 縮空氣輸送管線、燃料氣輸送管線，這些管線的輸 送物質(zhì)一部份是炭黑生產(chǎn)的主要原料，一部份為 炭黑生產(chǎn)過程中的主要輔助原料，最終這些管線 均會(huì)參與到炭黑生產(chǎn)過程中與炭黑一同形成最終 的產(chǎn)品，而該部份管線同樣大部份是由碳鋼管線 組成，長(zhǎng)時(shí)間的使用也會(huì)產(chǎn)生腐蝕情況，造成鐵磁 性物質(zhì)參與到炭黑生產(chǎn)過程中去。
2? 炭黑生產(chǎn)過程中鐵磁物質(zhì)含量的變化
以濕法炭黑為例，在炭黑生產(chǎn)過程中，造粒前 炭黑的物料狀態(tài)為粉狀炭黑，此時(shí)鐵磁物質(zhì)夾雜 在粉狀炭黑中，經(jīng)過造粒后細(xì)小的鐵磁物質(zhì)被包 裹在炭黑粒子當(dāng)中，此時(shí)不利于鐵磁物質(zhì)的磁 選。
經(jīng)造粒后的炭黑粒子經(jīng)干燥、提升、篩選進(jìn)入 后部收集系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中也可能造成新的鐵磁 物質(zhì)的產(chǎn)生，需對(duì)炭黑進(jìn)行再次磁選。
根據(jù)炭黑生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，新建生產(chǎn)線炭黑產(chǎn) 品鐵磁性物質(zhì)含量少，隨著生產(chǎn)線使用時(shí)間的 增加，鐵磁性物質(zhì)的含量會(huì)逐漸增加，可參考 下圖。
3? 鐵磁物質(zhì)去除的方法
根據(jù)炭黑生產(chǎn)過程中鐵磁物質(zhì)的來源，在炭 黑生產(chǎn)過程中，鐵磁物質(zhì)的去除可分為原料來源 去除，設(shè)備及管道來源去除，磁選輔助去除。
■ 設(shè)備及管道去除：在炭黑生產(chǎn)過程中，設(shè) 備及管道是鐵磁物質(zhì)的主要來源，可通過更換管 道及設(shè)備材質(zhì)的方式加以改進(jìn)，將碳鋼管線及設(shè) 備更改為不銹鋼設(shè)備及管線，這將有效的降低鐵 磁物質(zhì)含量，也可以通過在管線及炭黑生產(chǎn)流程 的未端，增加磁選設(shè)備，來對(duì)鐵磁物質(zhì)進(jìn)行磁選。
■ 輔助去除：在炭黑生產(chǎn)流程中引入多級(jí)磁 選設(shè)備，對(duì)炭黑中的鐵磁物質(zhì)進(jìn)行磁選分離，以達(dá) 到去除鐵磁性物質(zhì)的目的。
考慮建造成本和使用的經(jīng)濟(jì)性，采用輔助去 除法是一簡(jiǎn)單有效的方法。
4? 炭黑生產(chǎn)中常用磁選設(shè)備的種類
炭黑生產(chǎn)過程中最常用的磁選設(shè)備分為：手 動(dòng)清磁磁選盒、自動(dòng)清磁磁選盒、滾筒式永磁磁選 機(jī)。其優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下：
5? 炭黑生產(chǎn)中常用磁選設(shè)備參數(shù)對(duì)比
(以中昊黑元化工研究設(shè)計(jì)院有限公司生產(chǎn)的磁選設(shè)備為例)
■ 參數(shù)對(duì)比
■ 磁選效率及逃逸率對(duì)比
6? 磁選設(shè)備的選擇
目前炭黑生產(chǎn)過程中采用最多的磁選設(shè)備分 為手動(dòng)清磁磁選盒、自動(dòng)清磁磁選盒、滾筒式永磁 磁選機(jī)。
在炭黑生產(chǎn)過程中，原料的輸送及輔助原料 的輸送均是通過管道輸送，因此在炭黑生產(chǎn)過程 中，應(yīng)當(dāng)采用管道式磁選盒對(duì)鐵磁物質(zhì)進(jìn)行分離， 對(duì)于潔凈氣體(壓縮空氣等)及液體(工藝水、油) 管道，由于自動(dòng)磁選盒在清磁過程中會(huì)產(chǎn)生泄漏 情況，此處應(yīng)采用手動(dòng)式磁選盒，在保證清磁的同 時(shí)確保能承受管道壓力，并定期對(duì)磁盒進(jìn)行清 理。
在炭黑后部收集系統(tǒng)中，因管線壓力小，很多 管線為負(fù)壓操作，炭黑的物料形態(tài)為粉狀或粒狀， 處于炭黑產(chǎn)品生產(chǎn)流程的未端，炭黑產(chǎn)品質(zhì)量受 鐵磁物質(zhì)影響較大，此時(shí)管線上的磁選設(shè)備應(yīng)采 用自動(dòng)清磁方式，以保障清磁的連續(xù)性。
7? 濕法炭黑生產(chǎn)線磁選設(shè)備推薦配置
分析炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)流程，推薦以下磁選設(shè)備 的配置形式：
■ 理想狀態(tài)下，在炭黑未經(jīng)造粒前加一級(jí)磁 選設(shè)備(自動(dòng)清磁磁選盒)，此時(shí)可在炭黑未進(jìn)行 造粒前磁選大部份鐵磁物質(zhì);
■ 在炭黑粒子經(jīng)篩選后再增加一級(jí)磁選設(shè)備 (自動(dòng)清磁磁選盒)，此時(shí)可清除一級(jí)磁選未磁選 完的鐵磁物質(zhì)及造粒、干燥、提升、篩選過程中新 產(chǎn)生的鐵磁物質(zhì)。
■ 因自動(dòng)清磁磁選盒無法自動(dòng)清除大塊鐵磁 物質(zhì)及檢修過程中遺落的大塊碳鋼零部件，以及 清磁磁選盒在工作過程中此部份鐵磁性物質(zhì)無法 通過正品倉(cāng)進(jìn)入渣料口，在往復(fù)清磁過程中會(huì)掉 落到下游生產(chǎn)工序中，此時(shí)需對(duì)此部份鐵磁物質(zhì) 進(jìn)行磁選，推薦在二級(jí)貯存提升機(jī)或風(fēng)選器出口 增加磁選設(shè)備(滾筒式自動(dòng)清磁磁選機(jī))，以便于 清除上述鐵磁物質(zhì)和對(duì)炭黑中含有的鐵磁物質(zhì)進(jìn) 行再次磁選。
■ 因炭黑粒子在經(jīng)過風(fēng)選后到達(dá)包裝機(jī)之前 還有一定的系統(tǒng)流程，此時(shí)推薦在產(chǎn)品儲(chǔ)罐出口 增加一級(jí)磁選設(shè)備(自動(dòng)清磁磁選盒)，若有振動(dòng) 篩則放置于振動(dòng)篩下面以達(dá)到最終清磁的目的。
8? 結(jié)束語
在炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)中，根據(jù)不同位置的不同溫 度區(qū)間和炭黑的不同物料狀態(tài)，選擇合適的磁選 設(shè)備對(duì)炭黑最終產(chǎn)品的鐵磁物質(zhì)的含量有顯著的 改善。
在選擇磁選設(shè)備的過程中，需根據(jù)物料的溫 度來選擇適合的耐溫區(qū)間磁選設(shè)備，否則磁鐵在 超過使用溫度后退磁率會(huì)加快，嚴(yán)重影響磁鐵的 使用壽命。
對(duì)于磁選設(shè)備在炭黑生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用上， 推薦采用自動(dòng)磁選盒結(jié)合滾筒式磁選機(jī)的組合方 式能有效的取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮出最佳的磁選效果。
