يُثير الغبار الناتج عن طحن الكوارتز مخاوف تتعلق بالصحة والامتثال والتجهيزات. فهو يحتوي على السيليكا البلورية القابلة للاستنشاق (RCS)مما يتسبب في داء السيليكا، وسرطان الرئة، ومرض الانسداد الرئوي المزمن بعد التعرض طويل الأمد. تحدد إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) الحد المسموح به للتعرض (PEL) لـ RCS عند 50 ميكروغرام/م³ كمتوسط مرجح زمنيًا لمدة 8 ساعات. تصميم رديء جمع غبار طحن الكوارتز يعرض النظام المصنع للغرامات، وتآكل المعدات، ودوران العمال.
لماذا يحتاج غبار الكوارتز إلى تحكم دقيق
تُسرّع الجسيمات الصلبة من تآكل المعدات
الكوارتز له صلابة موس 7بعد الطحن، تبقى الجزيئات حادة وكاشطة، مما يؤدي إلى تآكل أكواع القنوات وشفرات المراوح ووسائط الترشيح بشكل أسرع من غبار الفحم أو الأسمنت العادي. ومع مرور الوقت، يزيد هذا من وتيرة الإصلاحات، مثل ترقيع الأكواع المتآكلة واستبدال الأكياس الممزقة وإعادة موازنة دافعات المراوح. وقد تفقد مطاحن الكرات المبطنة بالفولاذ، التي تعالج الكوارتز المستخدم في الطلاء، بعضًا من خصائصها. 5-10 نقاط بياض من التلوث بالحديد الناتج عن التآكل الكاشط.
الغبار القابل للاستنشاق هو الخطر الحقيقي
الجسيمات أدناه 4-5 ميكرومتر كوّن الجزء القابل للاستنشاق يصل الغبار إلى الحويصلات الهوائية. يهدف التحكم بالغبار إلى إبقاء تركيزات الغبار القابل للاستنشاق دون الحد المسموح به. أما جعل الورشة تبدو نظيفة فهو نتيجة ثانوية. ويُقاس النجاح بتركيز الغبار المُقاس. تشمل الضوابط الهندسية التي وضعتها إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) للمهام المتعلقة بالأحجار: الطرق الرطبة، والتهوية الموضعية، وأنظمة شفط الغبار.
القيود التنظيمية تحدد تصميم النظام
OSHA 29 CFR 1926.1153 يحدد مستوى الإجراء لـ 25 ميكروغرام/م³ ومستوى حماية من 50 ميكروغرام/م³ فيما يخص السيليكا البلورية القابلة للاستنشاق في قطاع الإنشاءات، يحدد توجيه الاتحاد الأوروبي رقم 2017/2398 حدًا أقصى للتعرض المهني يبلغ 0.1 ملغم/م³. كما تفرض الصين حدودًا للتعرض لغبار السيليكا في أماكن العمل. ويجب على المصانع الموجهة للتصدير استيفاء متطلبات كل من بلد المقصد والمتطلبات المحلية.
المكونات الأساسية لنظام التحكم في غبار السيليكا
التقاط الغبار من مصدره
تمنع أغطية الغبار الموجودة عند كل نقطة نقل دخول السيليكا إلى هواء المصنع. تحتاج فتحات تغذية وتفريغ مطحنة الكرات، ومخارج غبار المصنف، وفتحات تهوية الصوامع، ونقاط تفريغ آلة التعبئة والتغليف إلى أغطية موضعية. إذا كانت سرعة الهواء عند السطح منخفضة جدًا، يتسرب الغبار؛ وإذا كانت مرتفعة جدًا، يسحب الغطاء المنتج القابل للاستخدام من العملية. سرعة الهواء عند السطح أعلى من 0.5–1.0 م/ث وهو أمر شائع، وتعتمد القيمة الدقيقة على حجم الجسيمات وهندسة غطاء المحرك.
مجاري الهواء ومقاومة التآكل
ينبغي أن يقلل تصميم مجاري الهواء من الامتدادات الأفقية والانحناءات الحادة. يشكل غبار الكوارتز المتراكم في المجاري الأفقية طبقة كاشطة تُسرّع من تآكل الجدران. عادةً ما تنقل سرعة تدفق تتراوح بين 18 و22 مترًا في الثانية الغبار دون إحداث تآكل مفرط. تساعد البطانات المقاومة للتآكل أو الأكواع ذات نصف القطر الكبير في نقاط التآكل العالية.
الفصل المسبق للإعصار
تزيل الأعاصير الجزيئات الكاشطة الخشنة قبل وصولها إلى المرشح النهائي. وتستخدم قوة الطرد المركزي لفصل الجزيئات الموجودة فوقها. 10-20 ميكرومترمما يقلل الحمل على وسائط الترشيح اللاحقة. بالنسبة لغبار الكوارتز شديد الكشط، تعمل هذه الخطوة على إطالة عمر الكيس أو الخرطوشة وتقليل وقت التوقف اللازم لاستبدال المرشح.
وحدة الترشيح النهائية
تلتقط هذه المرحلة الجزيئات الدقيقة التي لا تستطيع الفواصل الإعصارية إزالتها. ويعتمد الاختيار على كمية الغبار، ومساحة الأرضية، وسهولة الوصول للصيانة، وحدود الانبعاثات. أنظمة التحكم في غبار السيليكا عادةً ما تتطلب كفاءة ترشيح لا تقل عن 99.97% عند 0.3 ميكرومترتُعد أكياس غشاء PTFE أو الوسائط المضادة للكهرباء الساكنة شائعة في تطبيقات الكوارتز.
التحكم في المروحة والضغط السلبي
تُضبط المروحة ومحرك التردد المتغير مستوى الفراغ في النظام. يجب أن يعمل خط الإنتاج بأكمله تحت ضغط سلبي طفيف لمنع تسرب الغبار من خلال الفتحات. تشير الأسئلة الشائعة لشركة Epic Powder إلى أن خطوط إنتاجها تستخدم مجمعات غبار ذات سعة كبيرة بمعدل إزالة يصل إلى 99%. يقوم محرك التردد المتغير بضبط تدفق الهواء ليتناسب مع حمل الخط ويتجنب إهدار الطاقة أثناء التشغيل عند الأحمال المنخفضة.
الحماية من الانفجار
غبار السيليكا قابل للاشتعال عند انتشاره في الهواء. نظام التحكم في غبار السيليكا الاحتياجات فتحات تهوية الانفجار، وصمامات العزل، وأقفال الهواء الدوارة تم تحديد حجمها وفقًا لمؤشر احتراق الغبار (Kst). يمكن للمجمعين الذين لا يملكون هذه الضمانات أن يحولوا مشكلة الامتثال إلى حادثة تتعلق بالسلامة.
يُحدد اختيار وسائط الترشيح تكلفة التشغيل
تُحدد درجة الحرارة، ومقاومة الانحناء، ودقة الميكرون، مدى عمر وسائط الطحن المستخدمة في الكوارتز. عادةً ما تكون درجات حرارة طحن الكوارتز معتدلة، ولكن التنظيف النبضي يُسبب انحناءً متكررًا للوسائط. قياسي لباد البوليستر بالإبرة تكلفتها أقل لكنها تتآكل بشكل أسرع تحت الاحتكاك الشديد. أكياس غشائية من مادة PTFE تتميز بسطح أملس وسهولة في إخراج الكعكة، مما يجعلها أفضل لغبار السيليكا الناعم والمركز.
توفر مجمعات الخراطيش مساحة أرضية وتتيح تغيير الفلاتر بسرعة، مما يناسب المساحات الضيقة. أما مجمعات الأكياس فتتعامل مع تدفق هواء أعلى وتوفر خيارات أكثر للوسائط، مما يناسب الأحمال العالية من الغبار. بالنسبة لمسحوق الكوارتز بقطر D97 يتراوح بين 10 و45 ميكرومتر، تبقى نسب هواء الفلتر إلى القماش عادةً عند حوالي 0.8–1.2 متر/دقيقة.
التكامل مع خطوط الطحن الكروي والتصنيف
كل عملية وحدة في خط تصنيف مطحنة الكرات يُنتج هذا النظام مصدرًا خاصًا للغبار. يحتاج كل من مدخل ومخرج الطاحونة، ومخرج منتج المصنف، وجامع الإعصار إلى شفط منفصل. يؤدي توصيل نقاط متعددة بمجمع هواء مشترك واحد دون حسابات تدفق الهواء الفردية إلى توزيع غير متساوٍ للهواء؛ ما ينتج عنه عدم كفاية الشفط في بعض النقاط.
تدفق الهواء داخل المصنف هو هواء العمليةإن سحب البيانات مباشرة من جسم المصنف سيؤدي إلى تغيير نقطة القطع وإفسادها. دقة التصنيفينبغي أن تكون نقاط سحب الغبار عند مخرج منتج المصنف وفتحات تهوية الصومعة، وليس داخل منطقة التصنيف. يشتمل خط إنتاج مطحنة الكرات ومصنف الهواء من إيبك باودر على حواف توصيل لجمع الغبار عند نقاط اتصال المعدات، مما يسهل توصيل نظام مركزي لجمع الغبار.
أخطاء التصميم الشائعة
غالباً ما تُصغّر النباتات حجم المجمع بشكل مفرط أو تتجاهله التآكل الكاشط في القنوات. ومن الأخطاء الشائعة الأخرى اختيار المرشحات بناءً على السعر فقط وإغفال... مراقبة الضغط التفاضليشراء جهاز تجميع الغبار كوحدة مستقلة بعد الانتهاء من تصميم خط الإنتاج يُسبب مجموعة أخرى من المشاكل: مسارات طويلة للقنوات، وكثرة الانحناءات، وعدم كفاية قوة الشفط. إصلاح هذه المشاكل في الموقع يكلف أكثر من تخطيط النظام أثناء مرحلة التصميم.
يُعد التحكم بالغبار جزءًا لا يتجزأ من تصميم الخطوط.
أ نظام التحكم في غبار السيليكا لا يُعدّ ذلك خيارًا ثانويًا بالنسبة لمصنع طحن الكوارتز. فالحدود التنظيمية، وعمر المعدات، وصحة العاملين، كلها أمور تتطلب ذلك. التصميم القائم على المصدرعادةً ما تنفق المصانع التي تخطط لجمع الغبار في تصميم خط الإنتاج مبالغ أقل على إعادة تصميم القنوات واستبدال المرشحات والعقوبات التنظيمية مقارنة بالمصانع التي تضيف جهاز تجميع الغبار بعد التركيب.
احصل على تصميم للتحكم في الغبار لخط الكوارتز الخاص بك
يبدأ نظام تجميع غبار طحن الكوارتز المصمم جيداً بتخطيط خط الإنتاج. أرسل مسحوق ملحمي بناءً على طاقتك الإنتاجية، ودرجة النعومة المستهدفة، ومعايير الانبعاثات المحلية، سيقوم الفريق بوضع خطة لخط إنتاج مطحنة الكرات وجهاز التصنيف الهوائي الخاص بك.
شركة إبيك لماكينات البارود
شركة إبيك لماكينات البارود نقوم بتصميم وتصنيع معدات معالجة المساحيق للمعادن والمواد الكيميائية ومواد البطاريات وغيرها من التطبيقات الصناعية. تشمل مجموعة منتجاتنا ما يلي: خطوط إنتاج مطاحن الكرات ومصنفات الهواء، ومطاحن النفث، ومطاحن الصدم، ومصنفات الهواءيتمتع فريقنا بخبرة تزيد عن 20 عامًا في معالجة مختلف أنواع المساحيق. نوفر آلات منفردة وأنظمة طحن وتصنيف متكاملة، مع دعم هندسي للتصميم والتشغيل وخدمات ما بعد البيع.
شكرًا لقراءتكم. آمل أن يكون مقالي مفيدًا. يُرجى ترك تعليق أدناه. يمكنكم أيضًا التواصل مع ممثل خدمة عملاء EPIC Powder عبر الإنترنت. زيلدا "لأي استفسارات أخرى."
— جيسون وانج, مهندس
