超细氧化铁颜料气流粉碎工艺控制要点及常见问题解析

氧化铁颜料是一种具有良好的分散性、优良的耐光及耐候性的颜料，主要指以铁的氧化物为基本物质的氧化铁红、铁黄、铁黑和铁棕四类着色颜料，其中以氧化铁红为主。

沉淀法（湿法）氧化铁颜料是很细的，但在压滤、烘干过程中，由于范德华力、氢键、电荷等因素，微聚集体团聚为大聚集体，不能直接用于高档涂料的着色，必须要进行超细粉碎。

气流粉碎是利用高速气流或过热蒸汽的能量对固体物料进行超细粉碎，是最常用的超细粉碎方式之一。晏波等利用流化床气流粉碎系统制备易分散超微细氧化铁颜料，当压缩空气满足0.91-1.32MPa、30-60m³/min要求时，氧化铁红产量为500-900kg/h，海格曼细度为5.5-7.0；氧化铁黄产量300-600kg/h，海格曼细度为7.5；氧化铁黑产量500-900kg/h，海格曼细度为7.0。

具体气流粉碎工艺控制要求及常见问题如下：

1、气流粉碎工艺

该工艺主要由流化床气流粉碎机或圆盘式气流粉碎机、空压机系统、投料系统、混合系统、加分散剂装置（根据客户需要加入）、定量进料装置（单进料或双进料）、筛机系统、除铁系统、除尘系统、包装系统等组成。

2、气流粉碎工艺控制要点

（1）调整圆盘式磨机伸缩筒的高度、或流化床磨机的分级机转速，则影响海格曼细度值和产量。当由最多4个戒指环来调整伸缩筒的高度，进而调整物料出口距离大小时，可以这样理解：将4个戒指环和出口伸缩筒全部取出，然后按下表重新放置（底部先安放n个戒指环，然后安放出口伸缩筒，最后在顶部再安放4-n个戒指环）。

注：进料速度、进料压力、研磨压力，推料喷嘴位置没有改变，只是改变了戒指环位置后的研磨情况。

（2）消除料斗搭桥现象。在螺旋输送进料器的上部，原料可能因为搭桥现象而形成空洞，因此会影响实际进料数量，进而影响产量，装震动器可以消除搭桥现象。

（3）调整工作压力和进料量，可以有限度地调整产品质量。

（4）颜料研磨后，颜色就发生改变。工作压力越高，单位时间进气量越大，单位压力可改变颜色的幅度可能越大，无准确规律。

注意：研磨只是为了得到合适的产品细度，有限度的改变产品的颜色，不建议通过调整研磨参数的方式达到大范围改变颜色的目的。

（5）一般来说，产品海格曼净度值小于海格曼细度值，产品净度受原料筛余物含量影响，通过超微细化研磨后，只能改善净度，但最终无法使净度和细度相同。

（6）生产速率由螺旋给料器频率控制，进料数量与原料的振动密度和文丘里系统的密闭性有关。例如，是否将压力平衡器封闭，对铁黄颜料的进料量影响较大，但对铁黑和铁红的影响较小。我们也可以将平衡器打开，通过增加进料频率，达到增加进料速度、提高产量的效果。目前采取的是封闭压力平衡器的做法。

（7）通过调整工作压力，可得到需要的产品质量。例如，对铁红、铁黑和铁黄产品，当其他条件不变时，只需增加工作空气压力，可使细度变好，同时，增加工作压力，可使铁黄的黏度降低。但是，增加工作压力改变细度有一个限度，超过这个限度，则对细度的改变无太多帮助。

（8）文丘里进料口必须与磨机研磨室上部垫板位置相齐。在研磨室四周，均匀分布6～12个研磨喷嘴，这些喷嘴的喷射位置与文丘里进料的方向一致，如果方向不一致，有可能造成物料反冲，即冒粉现象。

（9）产品细度：与原料的生产方法、生产过程、微观颗粒形状、晶体形状、聚集体大小等有关。

（10）铁黄产品吸油量和黏度：与原料的生产方法、生产过程、微观颗粒形状、晶体形状、聚集体大小等有关，通过添加助剂可以降低铁黄产品的吸油量和黏度，但一般不建议添加，可以采取物理碾压办法降低铁黄产品的吸油量和黏度。

（11）出现冒粉的根源是系统压力不平衡，即系统内因形成较大正压力而出现的自然现象，同时，进料量太少，也将造成系统不平衡，也会出现冒粉；当布袋除尘器的布袋因老化、布孔堵塞，也会造成冒粉现象。

（12）除尘器分离系统对生产过程的影响：除尘分离系统应有足够大的分离能力，应通过强制排风来除去系统中产生的1800-3600m³/h废气，从而保持系统正常运转。根据生产需要，通过调整节气闸的开启程度来保持系统处于微正压或微负压状态，一般来说调节闸是全开。

由于长时间使用，除尘器布袋容易被粉尘阻塞，将给系统单元造成过多的返压，因此，应清理布袋和分离器，特别是，当除尘器需要比较高的反吹压力时，则有可能是阻塞造成的。

什么原因造成布袋的阻塞呢？布袋老化、黏性物质黏附、长期分离含水量较高的废气、原料含水量高、原料磁性等，都是造成布袋阻塞的原因。

（13）除铁器和筛机系统——最后质量控制关：虽然投料时经过过筛除杂，但不可避免还有部分固体杂质成为漏 之鱼，包括螺丝、石子，以及系统设备因腐蚀而产生的碎屑等异物进入成品的潜在风险。因此，物料最终进入储料缸之前，用磁铁除铁器和高频筛，可以清除这些异物，确保产品质量，提高品质。

3、气流粉碎工艺常见问题的原因及处理措施

问题1：磨机运行后，在漏斗中有原料反冲现象。

原因及处理措施：

1. 歧管倒置，歧管中喷嘴的冲击方向必须与推料喷嘴的方向一致（调整方向一致）；
2. 推料喷嘴的压力太低（增加进料空气压力）；
3. 推料喷嘴的位置不准（前后移动喷嘴位置，直到获最大吸力）；
4. 文丘里和推料喷嘴被阻塞（清理）；
5. 文丘里和推料喷嘴磨损（更换）；
6. 布袋和旋风集尘器被阻塞（应清理布袋和旋风分离器，降低返压）；
7. 黏性料堵塞磨机、出口伸缩筒和管道（检查，清理）；
8. 出口伸缩筒过多的进入研磨室（调整戒指环位置而调高出口伸缩筒）；
9. 无进料或进料很少（增加进料）；
10. 节气闸开口太小（调大节气闸开口、或全部打开）。

问题2：产品太细。

原因及处理措施：

1. 进料太少（增加进料）；
2. 压力太高（降低压力）；
3. 出口伸缩筒进入研磨室过多（调整戒指环位置而调高出口伸缩筒）。

问题3：产品太粗或颗粒过大。

原因及处理措施：

1. 进料速度太快（降低进料速率）；
2. 检查送料速率，磨机被堵塞（降低生产速率或清除堵塞物品）；
3. 过低压力会造成产品过粗（提高工作压力）；
4. 检查研磨喷嘴有无磨损（检查，需要时清理或更换）；
5. 黏性原料堵塞磨机出口或空气出口（清理）；
6. 高压空气带水，导致歧管堵塞（清理）；
7. 一个或多个研磨喷嘴被阻塞（清理）；
8. 出口伸缩筒位置过高（调低出口伸缩筒位置）；
9. 喷嘴不成一条直线排列（调整或更换，使喷嘴在一直线上）；
10. 喷嘴被磨损（更换）。

问题4：铁黄黏度和OA太高。

原因及处理措施：

1. 进料太多（降低进料）；
2. 空气量太少（检查系统是否漏气、喷嘴是否匹配）；
3. 高压空气带水，导致歧管堵塞（更换）；
4. 压力太低（增加压力）。

问题5：产品含有铁粉或铁屑。

原因及处理措施：

1. 磁栅除铁器上铁粉是否清理（按时清理铁粉）；
2. 磁栅除铁器的磁棒少（增加磁棒数量）；
3. 球形除铁器吸附物未按时清理（按时清理铁粉）。

问题6：产品水分增加。

原因及处理措施：

1. 原料水分含量高（原料水分应小于1.0%）；
2. 高压空气带水（检查高压空气干燥系统）。

问题7：产量太低。

原因及处理措施：

1. 进料太少（增加进料）；
2. 高压空气带水，导致歧管堵塞（清理）；
3. 空气不足（检查系统是否漏气；喷嘴是否匹配）；
4. 黏性料堵塞螺旋输送机（清理）；
5. 压力太低（增加压力，同时增加进料速度）；
6. 物料在系统中搭桥（适当震动）；
7. 生产铁黄时，平衡器未封闭（封闭）；
8. 出口伸缩筒位置过低（提升出口伸缩筒位置）；
9. 喷嘴磨损（更换）。

参考资料：[1]晏波.易分散超微细化氧化铁颜料生产工艺[J].中国涂料.