Desafíos de eliminar el hierro fino de los polvos

May 29, 2023

28 de agosto de 2017

Eliminar la contaminación metálica cuando el metal y el material atrapados son granulares es mucho más sencillo que cuando están en forma de polvo. Para determinar la mejor solución para eliminar la contaminación de hierro fino de los polvos, es necesario tener una buena comprensión de la forma en que se comportan los materiales finos. Los polvos se producen y utilizan en una amplia variedad de industrias, incluidas la alimentaria, la farmacéutica y la química. Se estima que el 80% de los materiales utilizados en la industria se encuentran en forma de polvo. Un "polvo" se define como partículas finas secas producidas por la trituración, trituración o desintegración de una sustancia sólida. La naturaleza de un polvo significa que la manipulación y el procesamiento tienden a ser problemáticos ya que los polvos exhiben propiedades similares tanto a los sólidos como a los líquidos. La contaminación metálica, comúnmente en forma de hierro, puede introducirse en un material en cualquier etapa del proceso. El metal atrapado que no se detecta y permanece en el producto antes de la etapa de producción de polvo, se reduce significativamente de tamaño y, posteriormente, se vuelve cada vez más difícil de extraer. La contaminación por metales magnéticamente susceptibles (es decir, hierro) se elimina habitualmente mediante separadores magnéticos. Existen equipos de separación magnética que atrapan el metal mediante cerámica o neodimio hierro boro (neodimio). Los imanes cerámicos producen campos magnéticos de baja intensidad pero de gran alcance, mientras que los imanes de neodimio crean los productos magnéticos permanentes más fuertes disponibles actualmente en el mercado.¿Dónde se origina el metal? La contaminación por metales comúnmente se origina en un polvo de dos fuentes: metal primario atrapado de gran tamaño, como un clavo, tornillo o perno; Hierro fino primario o secundario. La materia prima suele contener hierro fino primario o partículas magnéticas. Esto se origina en el procesamiento primario, el transporte o incluso ocurre naturalmente en el material original. El hierro fino secundario se origina a partir de una fuente de metal atrapado más grande que se ha reducido de tamaño durante el proceso. Por lo general, esto podría deberse a un clavo, tornillo o perno que ha pasado por un proceso de reducción de tamaño o a un equipo de procesamiento dañado o desgastado. Otra fuente común de contaminación secundaria por hierro fino es el óxido que cae en el proceso debido a equipos de procesamiento desgastados y desgastados, como cadenas, polipastos y revestimientos de edificios. La separación y detección de metales atrapados es más fácil cuando la contaminación metálica es mayor y se puede eliminar con éxito utilizando una amplia gama de separadores magnéticos y detectores de metales adecuados. Los separadores magnéticos que utilizan imanes cerámicos de resistencia estándar, con campos magnéticos profundos, son ideales. Un buen ejemplo es la placa magnética, a menudo instalada en un conducto, en una carcasa o como parte de un separador magnético en línea. Una contaminación de metales más grande también es más fácil de detectar con un detector de metales. El metal se detecta a medida que pasa a través de la bobina del detector de metales y un sistema de rechazo automático lo elimina del flujo. Para la detección, el campo magnético generado por el detector de metales debe sufrir un cambio de estado. El metal de tamaño más fino produce un cambio de estado menor y, por lo tanto, aumenta la dificultad de detección. La eliminación de partículas de metal más grandes con un separador magnético y un detector de metales antes de la etapa de procesamiento no solo evita que el metal se reduzca de tamaño (por ejemplo, se convierta en una fuente secundaria de contaminación por hierro fino), sino que también protege los equipos de procesamiento delicados, como granuladores y trituradoras. , y molinos de ser dañados por el metal. Una vez en forma de polvo, hay parámetros de procesamiento a considerar al evaluar el método óptimo para eliminar la contaminación fina de hierro.¿Cómo fluye un polvo? Cuando se espolvorea un polvo, queda ligero y libre. Sin embargo, cuando el mismo polvo se hace vibrar o comprimir, puede volverse muy denso e incluso perder la capacidad de fluir. Los granos individuales en polvo se adhieren entre sí en grupos, según la fuerza de Van der Waals. Esta coagulación a menudo da como resultado que el hierro fino quede atrapado entre el producto limpio. La capacidad de cualquier separador magnético para atraer, retener y separar el hierro fino depende de que el hierro esté lo más cerca posible del campo magnético. Si el hierro fino entra en contacto con la superficie de un separador magnético con un campo magnético de alta intensidad, se retendrá. Sin embargo, cuando el hierro fino se mantiene dentro de una coagulación de polvo, entonces podría mantenerse fuera del alcance de la fuerza magnética máxima. Por tanto, no se separará. La forma en que fluye el polvo influye en el diseño del separador magnético. Los polvos que fluyen en una tolva pueden experimentar problemas de flujo clásicos, como puentes o inundaciones, todo lo cual podría verse exacerbado por el diseño del separador magnético.Diferentes diseños de separadores magnéticos Se necesitan campos magnéticos de alta intensidad, como los producidos por el neodimio, para capturar la contaminación fina del metal de hierro. Estas son las principales configuraciones de imanes adecuadas para manipular polvos:a. Cartuchos magnéticos tubulares, a menudo en una configuración de rejilla de varillas múltiplesb. Placas magnéticas de cara planac. Imanes en forma de cono. Tambores magnéticos con un arco magnético curvo. Aunque ocasionalmente se puede usar un cartucho magnético solo, más comúnmente forma parte de un sistema de rejilla de múltiples cartuchos más grande. La rejilla magnética está diseñada para caber dentro de una tolva, o puede suministrarse completa con una carcasa (es decir, como un imán de filtro de cajón). Durante el funcionamiento, el polvo cae libremente sobre la superficie del cartucho magnético donde el hierro fino golpea la superficie y se retiene. por el fuerte campo magnético. Para garantizar que el polvo entre en contacto con la superficie del cartucho, a menudo se colocan deflectores sobre los espacios entre los cartuchos. La acumulación de polvo en la superficie de un cartucho magnético reducirá la eficiencia de la separación. Además, en casos graves, una ligera acumulación en la superficie del cartucho puede causar rápidamente un bloqueo de toda la carcasa. Dichos bloqueos se pueden evitar asegurándose de que haya un espacio óptimo entre los cartuchos magnéticos. Además, en algunos casos, el montaje de un motor vibratorio externo en el costado de la tolva o carcasa proporcionará suficiente perturbación para evitar cualquier coagulación del material. La frecuencia de la vibración necesita una consideración cuidadosa ya que podría afectar la capacidad de flujo del polvo. Además, cuando se utilizan vibradores, los cartuchos magnéticos deben fabricarse para resistir períodos prolongados de vibración. Las placas magnéticas de cara plana son ideales cuando es posible que el material fluya sobre la superficie. Para la eliminación fina del hierro, las placas magnéticas utilizarían imanes de neodimio de alta resistencia. Este campo magnético se mejora aún más cuando se agrega un escalón cónico a la cara del imán. El hierro capturado migra detrás del escalón y se aleja del flujo de material, lo que reduce el riesgo de que vuelva a ingresar al producto limpio. Además de instalarse en canales, se incorporan placas magnéticas en las carcasas. Los imanes de la carcasa de la placa resisten la formación de puentes y la obstrucción para eliminar partículas de hierro y finos ferrosos de materiales a granel resistentes al flujo. Las carcasas de acero inoxidable se montan fácilmente en boquillas cerradas o directamente en equipos de procesamiento. Hay adaptadores cuadrados, rectangulares y redondos opcionales para una fácil conexión al conducto existente. Un deflector en la parte superior de la carcasa ayuda a romper los grumos y dirige el flujo del producto sobre las dos potentes placas magnéticas de la unidad. Las placas magnéticas también se utilizan en imanes en línea y hay dos diseños:1. Imanes en línea por gravedad: los imanes de placa se colocan en chorros redondos e inclinados donde el material está bajo flujo de gravedad. Para una captura efectiva de metales atrapados, los brotes deben tener un ángulo de no más de 60° con respecto a la horizontal2. Imanes neumáticos en línea: estos diseños se utilizan en sistemas de transporte neumático de fase diluida (hasta 15 psi). Se pueden instalar fácilmente con acoplamientos de compresión opcionales suministrados de fábrica y funcionan mejor en tramos horizontales con la placa magnética hacia abajo para aprovechar la estratificación del material. Otro diseño de imán en línea es el de flujo central, aunque el campo magnético se genera en un cono. configuración en lugar de una placa. El cono magnético está colocado en el centro de la carcasa, lo que permite que el polvo fluya en el espacio que queda entre las carcasas. Los separadores magnéticos en línea de flujo central se usan comúnmente en líneas de transporte neumático de fase diluida de hasta 15 psi. Para lograr un contacto óptimo con el flujo del producto, se suspende un imán cónico en la línea central de la carcasa. Este cartucho cónico de polo expuesto tiene un “cono de punta” de acero inoxidable para dirigir el flujo de materiales alrededor del imán. Los polos cónicos del imán cónico permiten que los finos ferrosos se recojan de la corriente de aire directa. Además, el extremo posterior del imán es un polo magnético activo y retiene cualquier metal atrapado que sea arrastrado por el cono. Ambos tipos de imanes en línea están diseñados con abrazaderas y puertas para permitir un fácil acceso para la limpieza. En aplicaciones específicas, un El imán de tambor de neodimio de alta resistencia permitirá el mejor nivel de separación. El imán del tambor se alimenta por gravedad, normalmente mediante un alimentador vibratorio. El imán del tambor tiene un arco magnético estacionario de alta resistencia colocado dentro de una carcasa exterior giratoria. Cuando el material fluye hacia el imán del tambor, el campo magnético proyectado por el conjunto magnético estacionario dentro de la carcasa captura el hierro fino y lo sujeta de forma segura a la superficie de acero inoxidable del tambor. Una vez eliminados los contaminantes, el producto bueno cae libremente hasta un punto de descarga. A medida que el tambor gira, el hierro fino capturado viaja a lo largo de la superficie del tambor y sale del campo magnético, donde se descarga. Hay varias configuraciones de campo magnético posibles, pero la más adecuada para eliminar el hierro del polvo es aquella que produce un campo magnético radial. campo. Esto asegura que una vez capturado, el hierro fino no abandone la superficie del tambor hasta que salga del campo magnético. El procesamiento del polvo en un imán de tambor presenta más dificultades que otros diseños de separadores magnéticos. Primero, se recomienda que el alimentador vibratorio tenga un lecho de aire para producir una alimentación constante de polvo. Los alimentadores vibratorios estándar pueden entregar polvo en grumos, lo que afecta significativamente el rendimiento de la separación. En segundo lugar, la carcasa del imán del tambor debe girarse a altas velocidades. Esto dará como resultado parte de la formación de plumas de polvo, y esto se puede minimizar manteniendo al mínimo la distancia entre el extremo de la bandeja del alimentador vibratorio y la superficie giratoria del imán del tambor. La alta velocidad de rotación del imán del tambor reduce significativamente la cantidad de producto perdido por el magnetismo. Esto se debe a que hay menos material en la superficie del tambor en cualquier momento, lo que reduce la posibilidad de quedar atrapado. El uso de imanes de tambor que funcionan a altas velocidades de rotación ha tenido éxito en la eliminación de hierro fino de abrasivos, refractarios y otras aplicaciones en las que el material tiene una alta gravedad específica. A medida que aumenta la demanda de polvos más finos y puros, también aumenta la necesidad de eliminar incluso el hierro más fino. Comprender las propiedades y el comportamiento del polvo es de vital importancia al considerar el método óptimo de separación fina del hierro. A menudo, la solución definitiva es una serie de separadores magnéticos y detectores de metales ubicados en puntos estratégicos del proceso. Brock Herrmann es gerente de producto, separación de metales, Bunting Magnetics Co. Para obtener más información, visite buntingmagnetics.com.

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