سایت مهندسی معدن

 
بررسی کاربرد مواد معدنی در صنعت رنگسازی
نویسنده : MiningGroup - ساعت ۱٢:٢٦ ‎ق.ظ روز ۱۳۸٧/۱٠/٢٥
 

تعریف رنگدانه

رنگدانه ‌ها، مواد جامد تزئینی هستند که در شکل و اندازه‌های مختلف در حلالهای مربوط به حالت معلق تهیه شده و بکار می‌روند و مشتمل بر مواد سیاه، سفید و رنگی بوده، موارد استفاده زیادی در رویه زدن، رنگرزی انبوه و دیسپرسیون در هوا دارند.

معمولا مواد رنگی را به دو دسته رنگدانه ‌ها و رنگها طبقه‌بندی می‌کنند. رنگدانه با رنگ متفاوت می‌باشد. تفاوت آنها در این است که رنگ بایستی توسط ماده مورد رنگرزی جذب شود در حالیکه رنگدانه فقط سطح جسم را رنگی می‌کند. رنگدانه‌ها در آب نامحلول هستند. اما می‌توان آنها را مانند رنگدانه‌های مورد مصرف در نقاشی، توسط حلال مناسبی به صورت سوسپانسیون در آورد.

پیگمان در صنایع رنگسازی نقش مهمی از قبیل ایجاد رنگ، پوشش، براقیت، سختی، مقاومت، حفاظت، افزایش چسبندگی و غیره را ایفا می نماید که درآستریها و رنگهای رویه مصارف بسیار دارد.

 

خواص اساسی رنگدانه ها

ü      ضریب شکست

ضریب شکست یک جسم مثل یک پیگمان از لحاظ علمی برابر است با نسبت سرعت نور در هوا به سرعت نور در همان جسم.

هر چه ضریب شکست یک پیگمان بیشتر باشد، قدرت پوشش آن نیز بیشتر خواهد بود و به عکس. به طور مثال در میان پیگمان های سفید، دی اکسید تیتانیوم ضریب شکست بزرگتری از سایر پیگمان های سفید داشته و از اینرو قدرت پوشش بیشتری نیز دارد.

 

ü      اندازه ذرات

پیگمان ها ممکن است به طریق معدنی یا طبیعی و شیمیایی یا مصنوعی تهیه شوند که اندازه ذرات آنان بر خواص رنگ و فیلم نهایی آنان اثرات زیر را دارد :

1.     بر قدرت پوشانندگی

2.     برقدرت رنگدهی

3.     بر براقیت فیلم حاصل

(ماکزیمم قطر یک ذره جهت ماکزیمم ضریب شکست و در نتیجه بیشترین براقیت میبایستی نصف طول موج نور در هوا یعنی حدود 0.2 الی 0.8 میکرون باشد.

4.     بر سرعت ته نشینی

5.     بر ویسکوزیته رنگ از نقطه نظرقدرت جذب روغن ذرات

6.     فلودینگ وفلوتینگ

اندازه ذرات عموما از 01/0 میکرون تا تقریبا 50 میکرون متغیر است و هیچ پیگمانی جود ندارد که اندازه تمامی ذرات آن یکسان و مساوی باشد بلکه در عوض اندازه ارائه شده توسط کارخانه سازنده، میانگینی است از مجموعه اندازه های موجود­­.

 

ü      فرم یا شکل ذرات

 پودر­های طبیعی که از معادن به دست می آیند، دارای شکل و فرم منظمی نمی­باشند. اما پودرهای مصنوعی به علت دقت درمراحل مختلف ساخت آن، دارای شکل و اندازه منظم­تر از نوع معدنی هستند. از آنجا که فرم ذرات در پخش آنان موثر است، ازاین­رو درقدرت پوشانندگی آنان نیز تاثیر می گذارد. به طورمثال، نوع سوزنی ذرات ممکن است بر فیلم فشار وارد آورده و به صورت دانه های نوک تیز از آن بیرون بزندکه ممکن است براقیت آن را کاهش و در عوض چسبندگی خوبی را با رنگ رویه ایجاد کند، بنابراین بهتر است از این نوع ذرات در ساخت آستری­ها بیشتر استفاده گردد. شکل می تواند عامل مهمتری نسبت به دانه بندی و ابعاد ذرات باشد و به صورت مکعبی، کروی، ورقه ای و غیره تعریف می شود.

 

ü      قدرت جذب روغن

ذرات یک پیگمان زمانی که در یک حلال رزینی قرار می­گیرند و توسط مخلوط کن پخش می شوند، مقداری از رزین را به دور خود جذب می­کنند به طوریکه در حالت اختلاط خوب قشری از مایع مزبوردور هر ذره را احاطه می­نمایند. حالت ایده ال پخش زمانی است که حلال قدرت مرطوب کنندگی و پیگمان قدرت مرطوب پذیری عالی داشته باشد. جذب روغن به مقدار (وزن) روغن لازم به منظور مرطوب نگه داشتن و به صورت خمیر درآوردن رنگدانه می گویند.

هرچه قدرت جذب روغن یک پودربیشتر باشد، اثر آن پودر در یکنواخت تر کردن رنگ بیشتر خواهد بود و قدرت جذب روغن با ویسکوزیته نسبت مستقیم دارد.

 

ادامه مطلب را از فایل های زیر دریافت کنید...

 

دریافت فایل PDF

دریافت فایل PPS


 
comment نظرات ()
 
 
آشنایی با آسیای غلتکی
نویسنده : MiningGroup - ساعت ٥:٤٤ ‎ب.ظ روز ۱۳۸٧/۱٠/۱
 

 1- مقدمه

سال­هاست که آسیای غلطکی عمودی در صنعت سیمان برای خردایش سنگ آهک و ذغال­سنگ استفاده می­شود. این به دلیل ظرفیت رطوبت­زدایی بالا، مصرف پایین انرژی، جای­گیری کم و قابل اطمینان بودن آنها است. بزرگ­ترین آسیای غلطکی در حال فعالیت در دنیا، 6 مگاوات توان دارد و 840 تن در ساعت خوراک کلوخه­ای را تا ابعاد 85% زیر 90 میکرون خرد می­کند.

آسیای غلطکی برای اولین بار در سال 1984 در یک پروژه اقتصادی برای آسیا کردن سیمان به کار گرفته شد. از آن هنگام، کاربرد این فن­آوری در صنعت نسبتاً محدود بوده است. یکی از دلایل آن این است که بخشی از انرژی صرفه­جویی شده (به دلیل کارآیی بیشتر فرآیند آسیا کنی) برای مصرف بادبزن اضافه­ای که باید نصب شود، از دست می­رود. علاوه بر این، آسیاهای غلطکی عمودی از مشکل سایش غلطک­ها رنج می­برند. تجربه­های تازه در کارخانه­ها نشان می­دهند که می­توان این مشکل را با طرح­های جدید غلطک­ها کاهش داد.

امروزه استفاده از آسیای غلطکی عمودی گسترش یافته است و برای آسیا کردن مواد بسیاری از جمله سنگ آهک، ذغال­سنگ، کلینکر سیمان، دولومیت، تالک، باریت، بنتونیت، گچ، کک، اکسید کلسیم و غیره به کار می­رود.

 در ادامه مبحث آشنایی با آسیاهای غلطکی عمودی، ابتدا ساختمان داخلی آنها شرح داده می­شود و سپس فرآیندی که در آین آسیاها برای کاهش ابعاد ذرات رخ می­دهد مورد بررسی قرار می­گیرد. پس از آن، مهم­ترین نکات برتری آسیای غلطکی برشمرده و توضیح داده می­شوند و متقابلاً به نقاط ضعف این آسیا و چاره­های اندیشیده شده توسط سازندگان مختلف اشاره می­شود. در لابه­لای ارائه این مباحث، پیشرفت­های اخیر در فن­آوری آسیاهای غلطکی عمودی نیز معرفی می­شوند.

2- ساختمان آسیای غلطکی عمودی

پیش از آغاز این بخش، لازم به ذکر است که ساختمان همه آسیاهای غلطکی یکسان نیست. علاوه بر این که ساختمان این آسیاها متناسب با کاربرد آنها متفاوت است، هر تولیدکننده­ای طرحی متفاوت با طرح تولیدکننده دیگر حتی برای کاربرد یکسان ارائه می­دهد. در اینجا سعی می­شود که تا جای ممکن کلیات ساختمان آسیاهای غلطکی توضیح داده شود و از پرداختن به طرح­های خاص دوری شود. در شکل 1، طرحی سه بعدی از یک آسیای غلطکی به نمایش درآمده است. در ادامه، قسمت­های مختلف مشخص شده در این شکل شرح داده خواهند شد.

 

 

شکل 1- نمایی سه بعدی از ساختمان یک آسیای غلطکی عمودی

1) الکتروموتور اصلی: این موتور، نیروی محرکه لازم برای گرداندن میز خردایش را تأمین می­کند.

2) جعبه دنده اصلی: جعبه دنده اصلی آسیای غلطکی از جعبه دنده­های استاندارد موجود در بازار نیست و به طور ویژه برای این آسیا طراحی شده است. وظایف این جعبه دنده شامل دو مورد است که در زیر به آنها اشاره می­شود.

اولین وظیفه، کاهش سرعت دورانی تولید شده توسط موتور تا حد مورد نیاز برای میز گردان است. این کار به وسیله چینش مشخصی از چرخ­دنده­هایی با ابعاد و طرح­های مختلف انجام می­شود. از آنجا که در آسیاهای امروزی فقط از الکتروموتورهای استاندارد با محور افقی استفاده می­شود، جعبه دنده یک محور ورودی افقی و یک محور خروجی عمودی خواهد داشت. بنابراین، همواره یک مرحله تغییر جهت نیرو در این جعبه دنده­ها انجام می­شود. محور خروجی مانند یک فلنج طراحی می­شود که مستقیماً به میز گردان متصل است.

جذب نیروهای وارد به میز گردان، دومین وظیفه جعبه دنده است. این کار توسط یاتاقان قرار گرفته در زیر فلنج خروجی جعبه دنده انجام می­شود. انتقال نیروها از میز خردایش به زیربنای آسیا از راه جعبه دنده انجام می­شود که باید در هنگام طراحی در نظر گرفته شود.

 

 

شکل 2- جعبه دنده  یک آسیای غلطکی عمودی و میز گردان قرار گرفته بر روی آن

با افزایش نیاز به ظرفیت تولید بیشتر، ابعاد آسیاهای غلطکی در حال افزایش است. این در حالی است که جعبه دنده­هایی که تا کنون مورد استفاده قرار می­گرفتند (جعبه دنده­های دو مرحله­ای) به عنوان عاملی محدود کننده برای ابعاد آسیا به حد نهایی ظرفیت خود رسیده­اند. این عامل، تولیدکنندگان این آسیاها را مجبور به طراحی نسل جدیدی از جعبه دنده­ها موسوم به جعبه دنده­های سه مرحله­ای کرده است. برای اطلاعات بیشتر در این خصوص، به منبع شماره 5 از فهرست منابع مراجعه کنید.

3 و 4) میز گردان (میز خردایش) و غلطک­ها: میز گردان، قطعه­ای شبیه به یک میز مدور است که حول محور خود دوران می­کند. میز گردان بر روی جعبه دنده اصلی آسیا سوار است و گردش خود را از آن تأمین می­کند. روی میز از سگمنت­هایی پوشیده شده است که از مواد ضد سایش ساخته شده­اند. این سگمنت­ها قابل تعویض می­باشند. غلطک­ها روی میز قرار می­گیرند و عمل خردایش، میان میز و غلطک­ها انجام می­شود. تعداد غلطک­های آسیای غلطکی می­تواند دو، سه، چهار یا شش عدد باشد و همه آنها محوری تقریباً افقی دارند.{1} این غلطک­ها که می­توانند آزادانه حول محور خود دوران کنند، همواره در معرض سایش قرار دارند و باید از مواد ضد سایش ساخته شوند. غلطک­ها قابل تعویض می­باشند و برای تعویض آنها در آسیاهای غلطکی مکانیزمی برای بیرون کشیدن غلطک از درون آسیا پیش­بینی می­شود. این مکانیزم در آسیاهای مختلف متفاوت است.

در طرح­های سنتی، غلطک­ها به شکل استوانه یا مخروط ناقص و سطح میز صاف است. اما در طرح­هایی که به تازگی توسط سازندگان مختلف ارائه شده است، نوآوری­هایی در طراحی میز گردان و غلطک­ها انجام شده است.

 «سیستم غلطک آسیاکنی مضاعف» طرحی است که توسط شرکت Polysius ابداع شده است و در شکل 4 به تصویر آمده است. در این سیستم، دو جفت غلطک دوقلو بر روی میز گردان قرار می­گیرند. این سیستم منجر به کاهش اختلاف سرعت میان غلطک و میز گردان می­شود و به همین دلیل کمتر دچار سایش می­شود. قابلیت غلطک­ها برای جابه­جایی عمودی باعث جبران ساییدگی و برقراری همیشگی تماس بهینه میان اجزای آسیاکننده و مواد آسیا شونده می­شود. اگر یکی از غلطک­ها توسط لایه مواد بالا برده شود، غلطک دیگر فشار بیشتری وارد می­کند. این نوع همکاری، کارآیی خردایش را افزایش می­دهد. نتیجه این که تا پایان عمر قطعات آسیاکننده، توان عملیاتی و انرژی ویژه مورد نیاز ثابت باقی می­ماند.

 

 

برای دریافت متن کامل اینجا را کلیک کنید

فایل Power Point


 
comment نظرات ()