D97 25 micron bevindt zich op een commercieel belangrijk punt in de markt voor kwartspoeder. Het is fijn genoeg voor gebruik als vulmiddel in coatings, fijne fracties in composietsteen en bepaalde toepassingen in elektronische gietvormen. Dit zijn allemaal waardevollere markten dan standaard kwarts voor de bouw of glas. Het gebruik van een straalmolen voor deze fijnheidsgraad is een veelgemaakte en kostbare fout.
De uitdaging bij D97 25 micron is niet zozeer de fijnheid. Het gaat erom een nauwe, consistente deeltjesgrootteverdeling (PSD) te produceren met een gecontroleerde D97-bovengrens, een lage ijzerverontreiniging vanuit het maalcircuit en stabiele prestaties gedurende lange productieruns met een schurend Mohs 7-materiaal. De ITC-luchtclassificator, in combinatie met een keramische kogelmolen, is specifiek ontworpen voor deze combinatie van eisen.
Dit artikel legt uit hoe de ITC-classificator werkt, wat hem onderscheidt van standaard luchtseparatoren bij gebruik met schurende kwartsmaterialen, en hoe de daadwerkelijke productiegegevens van een geïnstalleerd systeem eruitzien.
D97 25 μm kwarts: welke markten hebben het nodig en wat vereisen ze?
Niet alle kwartstoepassingen vereisen dezelfde fijnheid of dezelfde kwaliteitseisen. D97 25 micron is specifiek ontworpen voor drie marktsegmenten, elk met verschillende kwaliteitseisen.
| Markt | Typische D97 | SiO2-zuiverheid | Belangrijkste kwaliteitsfactor |
| Coatings en kunststofvullers | 10-45 µm | 98-99% | Smalle PSD voor goede dispergeerbaarheid; witheid boven 90 |
| Kunststeen fijnkorrelig | < 45 µm | 99%+ | Strakke PSD voor een hogere pakdichtheid; vermindert het harsverbruik. |
| Elektronica / EMC-vuller | 5-25 µm | 99.9%+ | IJzer onder 30 ppm; gecontroleerde D97 en Dmax |
Een D97-waarde van 25 micron valt binnen het specificatiebereik van alle drie de producenten. Het voordeel van het nastreven van deze specificatie is de flexibiliteit op de markt: een kwartsproducent die consistent een D97-waarde van 25 ± 2 micron en een ijzergehalte onder 0,02% handhaaft, kan al deze klanten bedienen. De beperkende factoren zijn doorgaans de consistentie van de D97-waarde over de verschillende productieruns – die wordt bepaald door de classificator – en het ijzergehalte – dat wordt bepaald door de bekleding van de maalinstallatie en de keuze van het maalmedium.
Voor elektronica- en EMC-toepassingen is ijzerverontreiniging door staalmaalapparatuur een doorslaggevende factor. De voeringen en maalkogels van staalmolens introduceren Fe2O3 in concentraties die de limiet van 30 ppm voor kwarts van elektronische kwaliteit ruimschoots overschrijden, ongeacht de daaropvolgende magnetische scheiding. De in dit artikel beschreven configuratie met keramische molen en ITC-classificator pakt dit probleem bij de bron aan.
De ITC-classificatie: hoe werkt het en wat onderscheidt het?
Werkingsprincipe
De ITC-luchtclassificator maakt gebruik van hetzelfde fundamentele scheidingsprincipe als andere dynamische classificatoren: het evenwicht tussen centrifugale kracht (toegepast door een snel roterend classificatiewiel, naar buiten gericht) en aerodynamische weerstand (van de naar binnen gerichte luchtstroom, richting het wiel). Deeltjes onder het scheidingspunt passeren de schoepen van het wiel en komen in de fijne productstroom terecht; deeltjes boven het scheidingspunt worden naar buiten afgevoerd en keren terug naar de kogelmolen.
Het classificatiewiel van de ITC maakt gebruik van een horizontaal hogesnelheidsturbineontwerp met een secundaire luchtinlaat. De secundaire luchtstroom wordt aan de omtrek van het classificatiewiel toegevoerd, wat de uniformiteit van de luchtstroomverdeling in de classificatiezone verbetert. Een uniforme luchtstroom is de belangrijkste factor voor de nauwkeurigheid van de classificatie: als de luchtstroom ongelijkmatig verdeeld is over de omtrek van het wiel, ondervinden sommige deeltjes met de scheidingsgrootte meer weerstand en passeren ze (waardoor ze als fijn product worden geclassificeerd terwijl ze zouden moeten worden afgekeurd), terwijl andere deeltjes minder weerstand ondervinden en worden afgekeurd (waardoor ze als grof product worden geclassificeerd terwijl ze als fijn product zouden moeten worden geclassificeerd). Het ontwerp met secundaire luchtinlaat vermindert deze asymmetrie, waardoor een smallere overgangszone tussen de fijne en grove fracties ontstaat.
De wielsnelheid wordt geregeld door een frequentieomvormer tot 6000 tpm. De D97-aanpassing is een wijziging van één parameter – er zijn geen mechanische aanpassingen nodig. Om van D97 25 micron naar D97 15 micron of D97 40 micron te gaan, moet het instelpunt van de frequentieomvormer worden aangepast. Dit geeft de gebruiker ongeveer 20-30 minuten de tijd om te stabiliseren en de instelling te bevestigen met een PSD-monster.
Waarom de ITC specifiek Quartz Service aanklaagt
Kwarts met een hardheid van Mohs 7 erodeert de bladen en geleideschoepen van de classificatiewielen aanzienlijk sneller dan zachte mineralen. Door slijtage van de wielen verschuift het effectieve snijpunt naar een grovere waarde naarmate de bladgeometrie verandert. Het product D97 verschuift daardoor geleidelijk naar een grovere waarde over honderden uren, vaak zo geleidelijk dat het pas wordt opgemerkt wanneer een klant een klacht indient. Frequente vervanging van de wielen leidt tot hogere onderhoudskosten en productiestilstand.
Het ITC-wielontwerp maakt gebruik van lagers aan beide zijden, wat trillingen vermindert en een hogere omtreksnelheid (tot 120 m/s) mogelijk maakt zonder de doorbuiging die bij ontwerpen met één lager voortijdige slijtage veroorzaakt. De gepatenteerde wielgeometrie verdeelt de slijtage gelijkmatiger over de bladoppervlakken dan standaardontwerpen. In de kwartsverwerking in Shandong heeft het ITC-3-model meer dan 8.000 uur gedraaid met vrijwel geen ongeplande stilstand – de slijtage-interval is aanzienlijk langer dan bij standaardclassificatiesystemen met een vergelijkbare kwartsdoorvoer.
Het complete systeem: keramische kogelmolen + ITC-classificatie in een gesloten circuit
Waarom een gesloten circuit in plaats van een open circuit?
Een kogelmolen met open circuit maalt alle invoer tot één enkele uitlaat en voert alles naar een opvangbak. Zonder een classificator is er geen mechanisme om deeltjes die aan de specificaties voldoen uit de maalzone te verwijderen zodra ze de D97-grootte van 25 micron bereiken. Ze worden verder gemalen, waardoor energie wordt verbruikt die geen nuttige verkleining oplevert en fijne deeltjes onder de gewenste grootte genereert die mogelijk niet geschikt zijn voor de toepassing.
Een gesloten circuitsysteem integreert de kogelmolen met de ITC-classificatieDe classificator scheidt continu het product dat aan de specificaties voldoet (D97 op of onder de streefwaarde) van het te grove materiaal. Het te grove materiaal wordt teruggevoerd naar de toevoer van de kogelmolen. Het product dat aan de specificaties voldoet, wordt afgevoerd naar de opvangbak. De circulerende belasting – de verhouding tussen teruggevoerd materiaal en verse toevoer – bedraagt doorgaans 150-300 l/3T voor D97 kwarts met een korrelgrootte van 25 micron. Dit betekent dat de molen op elk moment een mengsel van verse toevoer en gedeeltelijk gemalen teruggevoerd materiaal verwerkt, wat de efficiëntie van de molen verbetert doordat de maalzone constant gevuld blijft met materiaal van de juiste korrelgrootte voor een productief contact tussen de maalkogels en de deeltjes.
Keramische bekleding en filtermateriaal: ijzer aan de bron bestrijden
Stalen kogelmolenvoeringen en -media zijn niet geschikt voor kwartspoeder in witheidsgevoelige en elektronische toepassingen. Kwarts slijt staal in een meetbaar tempo af, en het ijzerhoudende slijtmateriaal wordt in het product opgenomen, waardoor het Fe2O3-gehalte stijgt en de witheid afneemt. Witheidsverliezen van 5-10 punten komen vaak voor in stalen kogelmolens die kwarts verwerken voor coatingtoepassingen – een aanzienlijk commercieel probleem wanneer kopers een witheid van meer dan 90 eisen.
Keramische voeringen van aluminiumoxide en maalkogels van 99,91 TP3T aluminiumoxide elimineren de ijzertoevoer vanuit de maalinstallatie volledig. De enige ijzerbijdrage aan het product is afkomstig van de ruwe kwartstoevoer zelf, die indien nodig verder kan worden verminderd door magnetische scheiding van de toevoer vóór de installatie. Bij een recente installatie van EPIC Powder leidde de overstap van stalen naar keramische voeringen tot een verhoging van de witheid van het product van 88 naar boven de 95 – een verbetering die voldoende is om in aanmerking te komen voor een hogere productkwaliteit.
Systeemconfiguratieoverzicht voor D97 25 μm kwarts bij 2 t/h
- Voedingsmateriaal: Kwarts (SiO2 > 99%, Mohs 7), invoergrootte kleiner dan 3-5 mm uit kaakbreker
- Bekleding van de kogelmolen: Aluminiumoxidekeramiek — geen ijzerbijdrage vanuit de fabriek
- Maalmiddelen: 99,9% aluminiumoxidekogels — geen stalen media in welke fase dan ook.
- Classificatie: ITC-serie, horizontale turbine met secundaire luchtinlaat, VFD-snelheidsregeling tot 6.000 tpm
- Circuitconfiguratie: Gesloten circuit — de classificator weigert het product terug te voeren naar de kogelmolen; het D97 25 µm-product dat aan de specificaties voldoet, verlaat het circuit en wordt opgevangen.
- Doeluitvoer: 2 t/u bij D97 25 µm ± 1-2 µm
Specifieke energie: 25% lager dan conventionele classificatiesystemen bij een gelijkwaardige doorvoer en fijnheid
CASESTUDIE
Productie van kwartspoeder met ITC-3 luchtclassificatiesysteem — Shandong, China
Projectvereisten
Een bedrijf in de provincie Shandong dat kwartspoeder van hoge zuiverheid produceert voor elektronica- en fotovoltaïsche toepassingen, wilde zowel de productkwaliteit als de operationele kosten verbeteren. Hun vorige sorteersysteem van een Europees merk produceerde weliswaar acceptabele D97-kwaliteit, maar met een hoger specifiek energieverbruik dan gewenst, en het sorteersysteem vereiste frequent onderhoud. Hun twee kwaliteitsdoelstellingen waren D97 met een deeltjesgrootte van maximaal 10 micron voor de fijne fractie (elektronica/PV-kwaliteit) en D50 met een deeltjesgrootte van 15-20 micron voor de grove fractie (secundaire kwaliteit), bij een gecombineerde capaciteit van minimaal 800 kg/u.
Geselecteerde apparatuur
Na vergelijkende tests van meerdere systemen koos de klant voor de keramische kogelmolen van EPIC Powder in combinatie met de ITC-3 precisieluchtclassificator in een gesloten circuit. Het horizontale hogesnelheidsturbineontwerp van de ITC-3 met secundaire luchtinlaat en nauwkeurige VFD-snelheidsregeling tot 6000 tpm zorgde voor de vereiste classificatieprecisie voor de D97 ≤ 10 micron specificatie op kwarts.
Resultaten
- Specifiek energieverbruik: 25% is lager dan het vorige Europese merksysteem bij een gelijkwaardige fijnheid en doorvoer.
- Fijn poeder witheid: De score steeg met 2,1 punten na de classificatie. Dit is te danken aan de nauwkeurige snede van de ITC, waarbij de ijzerrijke fijne deeltjes die het product in het vorige systeem hadden verontreinigd, werden verwijderd.
- PSD-scherpte: Extreem scherpe verdeling met een smalle spreiding bij D97 ≤ 10 micron — bevestigd geschikt voor toonaangevende klanten van fotovoltaïsche smeltkroezen en vulstoffen van elektronische kwaliteit (SiO2 ≥ 99,95%).
- Operationele betrouwbaarheid: ononderbroken bedrijf gedurende meer dan 8.000 uur met vrijwel geen ongeplande uitval sinds de ingebruikname begin 2025.
Onderhoudsfrequentie: Aanzienlijk minder slijtage dan bij het vorige systeem dankzij de tweezijdige lagerondersteuning van ITC en de geoptimaliseerde wielgeometrie.
Een kwartspoederlijn ontwerpen bij D97 10–45 μm?
EPIC Powder Machinery kan een ITC-luchtclassificatiesysteem op maat maken voor uw kwartstoevoer, gewenste D97-waarde en productievolume. Wij bieden gratis materiaalanalyse aan: stuur ons uw kwartstoevoer met uw gewenste specificaties en wij sturen u gegevens over de deeltjesgrootteverdeling (PSD), witheidsmetingen en een aanbevolen configuratie voor een kogelmolen plus ITC-systeem, inclusief verwachte doorvoer en energieverbruik.
Geef ons uw gewenste hoeveelheid invoermateriaal, SiO2-zuiverheid, streefwaarde voor D97, vereiste doorvoer en witheidseisen.
Vraag een gratis procesontwerp aan: www.quartz-grinding.com/contact
Ontdek de ITC-luchtclassificatieserie: www.quartz-grinding.com
Veelgestelde vragen
V: Kan de ITC-luchtclassificator naast kwarts ook andere mineralen verwerken?
A: Ja. De ITC-luchtclassificator wordt voornamelijk gebruikt voor de verwerking van veldspaat, kwarts, nefelien en wollastoniet, en is uitstekend geschikt voor het classificeren van zachte tot middelharde mineralen..
V: Wat is de gemiddelde levertijd voor een ICT-systeem?
A: De levertijden variëren afhankelijk van de systeemconfiguratie en -capaciteit. Neem contact op met EPIC Powder voor een offerte op maat voor uw specifieke behoeften.
V: Biedt u materiaaltesten aan vóór aankoop?
A: Ja. EPIC Powder biedt testdiensten aan om te controleren of de aanbevolen apparatuur aan uw doelstellingen voldoet voordat u tot aankoop overgaat.
Episch poeder
Bij Episch poederWij bieden een breed scala aan apparatuurmodellen en oplossingen op maat om aan uw specifieke behoeften te voldoen. Ons team heeft meer dan 20 jaar ervaring in de verwerking van diverse poeders. Epic Powder is gespecialiseerd in fijnpoederverwerkingstechnologie voor de mineralenindustrie, chemische industrie, voedingsmiddelenindustrie, farmaceutische industrie, enz.
Neem vandaag nog contact met ons op voor een gratis adviesgesprek en oplossingen op maat!
Bedankt voor het lezen. Ik hoop dat mijn artikel je helpt. Laat hieronder een reactie achter. Je kunt ook contact opnemen met de online klantenservice van EPIC Powder. Zelda voor verdere vragen.”
— Jason Wang, Ingenieur
