ما هو مبدأ طحن الكاولين المحروق في الطاحونة؟

مقدمة حول الكاولين المحروق ومتطلبات طحنه

الكاولين المحروق، وهو شكل من المعدن الطيني الكاولينيت تم معالجته حراريًا، يعتبر مادة صناعية حيوية تتميز بسطوعها العالي وعدم شفافيتها وقدرتها على التآكل مقارنة بنظيرها الرطب. تشمل تطبيقاته مجموعة واسعة من الصناعات، مثل طلاء ومواد تعبئة الورق، الطلاءات والأغشية، البلاستيك، المطاط، المواد اللاصقة، والسيراميك المتقدمة. أداء الكاولين المحروق في هذه التطبيقات مرتبط ارتباطًا وثيقًا بتوزيع أحجام جزيئاته (PSD) وحجم أكبر الجزيئات. من الضروري تحقيق توزيع أحجام جزيئات دقيق ومتجانس ومنضبط، مما يجعل اختيار وتشغيل آلة الطحن الخطوة الأكثر أهمية في عملية معالجته بعد الحرق.

الهدف الرئيسي من طحن الكاولين المحروق هو تفكيك العناقيد المتكونة أثناء عملية الكalcination وتقليل درجة نعومتها إلى الدرجة المطلوبة، والتي تتراوح عادةً بين 325 شبكة (45 ميكرومتر) و2500 شبكة (5 ميكرومتر) أو حتى أقل في التطبيقات ذات القيمة العالية. يجب أن تكون هذه العملية فعالة وقابلة للتحكم، ولا يجب أن تؤدي إلى إدخال شوائب أو تسبب تآكلًا مفرطًا في المعدات نفسها.

المبادئ الأساسية لتقليل الحجم في الطواحين

الطحن أو التكسير عملية معقدة تتضمن عدة مبادئ فيزيائية لتحقيق تقليل حجم الجزيئات. بالنسبة للمواد الصلبة والمسببة للتآكل مثل الكاولين المحروق، فإن الآليات الرئيسية هي:

• الضغط (الكسر):تطبيق قوى بطيئة وشديدة لكسر الجزيئات الموجودة بين سطحين صلبين.
• التأثير:تطبيق قوة فورية من خلال الاصطدام، سواء كان بين الجسيمات وأجزاء الطاحونة المتحركة أو بين الجسيمات نفسها.
• التآكل (الاحتكاك):تطبيق قوى القص أو الفرك، مما يؤدي إلى إزالة طبقات المادة من سطح الجسيم، وهو أمر فعال للغاية في عملية تفكيك التجمعات الكبيرة للجزيئات.

مطحنة فعالة لكربونات الكاولين ستجمع بين هذه القوى بشكل مثالي. بالإضافة إلى ذلك، فإن جزءاً أساسياً من نظام الطحن الحديث هو…تصنيفأوالفصلمرحلة التصنيف: يقوم مصنف داخلي أو خارجي بفصل المواد الأولية باستمرار إلى تيارين: منتج ناعم يلبي المواصفات المطلوبة، ومنتج خشن يتم إعادته إلى منطقة الطحن لمزيد من المعالجة. هذا النظام المغلق ضروري لتحقيق كفاءة عالية وتوزيع نحيف ومُحكم لأحجام الجزيئات (PSD – Particle Size Distribution)، كما أنه يمنع الطحن المفرط للجزيئات الناعمة بالفعل ويقلل من استهلاك الطاقة.

أنواع المطاحن الرئيسية المستخدمة في طحن الكاولين المحروق

تُستخدم عدة أنواع من الطواحين في الصناعة، وكل نوع له طريقة عمله الخاصة وملاءمته لمستويات مختلفة من الدقة المطلوبة ونطاقات السعة.

١. طاحونة ريموند (طاحونة بأسطوانات)

مبدأ:هذا نوع كلاسيكي من الآلات المطحنة يعمل وفقًا لمبدأ الطحن باستخدام بكرات مزودة بزنبركات. يتم إدخال المادة إلى غرفة الطحن، حيث تتم نقلها بواسطة شفرة دوارة تحت البكرات المستخدمة في الطحن. تدور البكرات بحرية، وتُضغط على حلقة الطحن الثابتة بفعل القوة الطاردة للمركز والزنبركات الميكانيكية. تتم سحق وطحن المادة بفعل الضغط الناتج عن دوران البكرات والحلقة. يتم نقل المادة المطحونة بواسطة تيار الهواء إلى جهاز التصنيف المدمج، حيث تتم استبعاد الجزيئات الكبيرة الحجم وإعادتها إلى حلقة الطحن لمرة أخرى.

ملاءمة الكاولين للاستخدام:مناسب جدًا لطحن خامة الكاولين المسخنة ذات الحبيبات الخشنة نسبيًا (مثلاً، من 200 إلى 325 شبكة). قد يكون من الصعب تحقيق طحن دقيق للغاية (مثلاً، أكثر من 600 شبكة) بكفاءة بسبب القيود الفيزيائية المتعلقة بنظام ضغط الزنبرك.

2. طاحونة كرات

المبدأ:أسطوانة دوارة أفقية (أو طبلة) مملوءة جزئيًا بمواد للطحن، وعادةً ما تكون عبارة عن كرات من الصلب أو السيراميك. يتم تحميل المواد داخل الطبلة، وأثناء دورانها، ترتفع الكرات ثم تنخفض بشكل متتالي، مما يؤدي إلى اصطدامها بالمواد المحصورة بينها وتآكلها. تعتمد عملية الطحن على مزيج من الاصطدام (نتيجة سقوط الكرات) والتآكل (نتيجة فرك الجسيمات ببعضها البعض). يتم التحكم في دقة نتيجة الطحن عن طريق مدة بقاء المواد داخل الطبلة، وحجم الكرات وكثافتها، بالإضافة إلى سرعة دوران الطبلة نفسها.

ملاءمة الكاولين:يمكنه إنتاج مجموعة واسعة من درجات النعومة، ولكنه عمومًا أقل كفاءة في استخدام الطاقة مقارنة بالمطاحن الأحدث عند التحطيم الدقيق. قد يؤدي طول وقت التحطيم إلى زيادة تلوث الكاولين بالحديد بسبب تآكل وسائط التحطيم، وهو أمر ضار بلمعان الكاولين.

٣. مطحنة الأسطوانة العمودية (Vertical Roller Mill – VRM)

المبدأ:يتم وضع المادة في وسط طاولة طحن دوارة. تدفع القوة الطاردة المركزية المادة إلى الخارج تحت أدوات الطحن. تُضغط أدوات الطحن هيدروليكيًا على طبقة المادة الموجودة على الطاولة، وتقوم بتكسير الجزيئات بشكل أساسي عن طريق الضغط. تنتقل قوة الطحن مباشرة إلى طبقة الجزيئات، وليس من معدن إلى معدن. كفاءة الطحن مرتفعة جدًا. تتدفق تيار من الهواء الساخن (أو الغاز) حول الطاولة لتجفيف المادة (إذا لزم الأمر) ونقل الجزيئات الدقيقة إلى جهاز تصنيف مثبت مباشرة فوق الطاحن.

ملاءمة الكاولين للاستخدام:ممتاز للتطبيقات ذات السعة العالية. يوفر قدرة جيدة على التجفيف إذا كانت الكاولين تحتوي على رطوبة متبقية. ومع ذلك، بالنسبة لأفضل درجات المنتج، قد يكون نطاق حجم الجزيئات (PSD) أوسع مما يمكن تحقيقه بواسطة المطاحن الفائقة الدقة المتخصصة.

4. آلات طحن فائقة الدقة

تشمل هذه الفئة آلات طحن تم تصميمها خصيصًا لأكثر تطبيقات الطحن الدقيق والفائق الدقة تطلبًا. مثال بارز على ذلك هو آلتنا…طاحونة SCM فائقة الدقةلقد تم ترجمة النص المقدم إلى اللغة العربية كما يلي:

“`
.
.
.
.
.
“`

مبدأ:يعمل مطحن SCM Ultrafine Mill وفقًا لمبدأ الطحن المتعدد الطبقات. يقوم المحرك الرئيسي بتشغيل المحور الأساسي، مما يؤدي إلى دوران حلقة الطحن المكونة من ثلاث طبقات. يتم إدخال المادة إلى المطحن، وتتفرق عن طريق القوة الطاردة المركزية إلى مسار الطحن. تدور أسطوانات الطحن الموجودة في طبقات متعددة داخل مسار الطحن، مما يعرض المادة لضغوط وقوى قص شديدة. بعد ذلك، تتم نقل المادة المطحونة بواسطة تيار الهواء إلى جهاز تصنيف توربيني عمودي عالي الدقة متكامل. يدور عجلة جهاز التصنيف بسرعة متغيرة، مما يوفر تحكمًا دقيقًا في نقطة القطع. فقط الجسيمات الدقيقة بما يكفي للتغلب على قوة الطرد المركزية لجهاز التصنيف تخرج من المطحن إلى نظام التجميع؛ أما جميع الجسيمات الأكبر حجمًا فتُرفض وتعاد إلى غرفة الطحن لمزيد من المعالجة.

ملاءمة الكاولين:هذه التقنية المثالية لمعالجة الكاولين المحروق الفائق النعومة ذي القيمة العالية. تتمحور مزاياها الأساسية حول معالجة التحديات المرتبطة بطحن الكاولين بشكل مباشر:

• كفاءة عالية وتوفير في الطاقة:بسعة تزيد عن سعة طواحن النفاثات بمرتين وانخفاض في استهلاك الطاقة بنسبة 30٪، فإن هذا الجهاز يقلل بشكل كبير من تكاليف التشغيل.
• جودة المنتج ممتازة:يضمن جهاز التصنيف بالتوربين العمودي قطعًا دقيقًا لأحجام الجسيمات دون أي تلوث بالحبيبات الخشنة، مما ينتج عنه منتج موحد تمامًا بدرجة نعومة تتراوح بين 325 و2500 شبكة (45-5 ميكرومتر). هذا أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب درجة عالية من اللمعان وعدم الشفافية.
• المتانة:مواد مقاومة للتآكل ومُصلَّبة خصيصًا للاستخدام مع البكرات وحلقات الطحن، تزيد بشكل كبير من عمر الخدمة أثناء معالجة الكاولين الماص للمواد الخشنة.
• تشغيل نظيف وهادئ:النظام المغلق بالكامل مزود بمجمع غبار عالي الكفاءة يضمن أن انبعاثات الغبار تكون أقل من المعايير الدولية، بينما تساعد مواد العزل الصوتي على الحفاظ على مستويات الضوضاء أقل من 75 ديسيبل.

مع وجود طرازات مثل SCM800 (0.5-4.5 طن/ساعة، 75 كيلوواط) وصولاً إلى طراز SCM1680 الكبير الحجم (5.0-25 طن/ساعة، 315 كيلوواط)، فإن سلسلة هذه الآلات توفر حلاً قابلاً للتوسعة يلبي أي احتياجات إنتاجية لكاولين محروق بدقة فائقة.

الخلاصة: اختيار المبدأ الصحيح للمطحنة

مبدأ طحن الكاولين المحروق لا يتعلق فقط بتكسير الجزيئات، بل يتعلق أيضًا بالقيام بذلك بكفاءة وبشكل قابل للتحكم، دون التأثير على الصفات الجوهرية للمنتج مثل اللمعان والنقاء. على الرغم من أن هناك العديد من أنواع الطواحين التي يمكنها أداء هذه المهمة، إلا أن الاتجاه السائد هو استخدام طواحين متقدمة مجهزة بأنظمة تصنيف توفر تحكمًا أفضل في توزيع أحجام جزيئات المنتج النهائي.

بالنسبة للمنتجين الذين يستهدفون السوق الراقية حيث يُطلب كاولين مسحوق ناعم للغاية ومتسق وخالٍ من الشوائب، فإن…طاحونة SCM فائقة الدقةتمثل هذه التقنية حلاً ممتازاً في فئتها. يضمن مبدأ الطحن المتعدد الطبقات المشترك مع نظام تصنيف الهواء الدقيق أداءً مثالياً، مما يجعلها الخيار المفضل لمصانع معالجة الكاولين الحديثة التي تسعى إلى تحقيق الكفاءة وجودة المنتج والربحية.