CN103111811B - 一种高岭土除铁过滤网的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高岭土除铁过滤网的制造方法，包括分丝、造波纹、造圆形缺口、盘绕、焊接和镀锌等步骤。本发明的优点是：采用本发明所述方法制备的高岭土除铁过滤网能够提升高岭土除铁过滤网的除铁效果，过滤网中不会含有钎料或焊条等残留成分，不会对除铁过程中的高岭土造成污染。采用上述制造方法制造的过滤网具有更牢固的结构，在使用过程中不容易变形或散架。
Description
技术领域
本发明涉及一种高岭土除铁过滤网的制造方法，尤其涉及一种以铁钴软磁合金为材料的高岭土除铁过滤网的制造方法。
背景技术
高岭土是以高岭石族矿物为主要成分的黏土岩类矿产，它是一种1：1型层状硅酸盐，主要成分是二氧化硅和三氧化二铝，还含有少量的氧化铁，二氧化钛，氧化镁等成分，其具有可塑性、粘结性、耐火性、绝缘性和化学稳定性等。它是一种性能优良的工业矿物，广泛应用于陶瓷、造纸、橡胶、建材、油漆和石油化工等方面。
纯净的高岭土呈现高岭石矿物本身的白色，引起高岭土白度降低的主要因素是有机碳、色素元素（如铁、钛、钒、铬、铜、锰等）和黑云母、绿泥石等暗色矿物。其中铁和钛是影响高岭土白度的主要因素，很大程度上影响了其物理性能以及深加工所得产品的质量，限制了产品的应用范围。高岭土经过除铁增白处理后，能够提升高岭土的品质。参阅图1，常用的高岭土除铁方法是利用电磁除铁机除铁，电磁除铁机包括机壳1、进料口2、出料口3和磁极4等，出料口3设置在机壳1上端，进料口2设置在机壳1下端，磁极4设置在机壳1内部，磁极4的外围从内到外顺次设置有磁选管5、线圈6和绝缘层7，磁选管5由多层过滤网8组成，进料口2、过滤网8和出料口3组成高岭土浆液流经电磁除铁机的通道。高岭土浆液流经过滤网8时，线圈6通电，过滤网8被磁化而能够吸附高岭土浆液中的铁份，从而达到高岭土除铁的目的。
普通过滤网的制造，一般是选用不锈铁或不锈钢作为过滤网的材料，而不锈铁或不锈钢的饱和磁感应强度一般小于0.8T，除铁效果不够理想。普通过滤网的制造过程中，一般是先将过滤网整体成型，然后再人工焊接，这种方法难以焊接到过滤网的每一个节点，因此过滤网结构不够牢固；另外，采用人工电焊的方法，需要用到钎料或焊条，残留在过滤网中的钎料或焊条会对除铁过程中的高岭土造成污染。
中国专利CN2476350Y公开了一种利用激光技术、电磁技术和天然锰矿石进行除铁和过滤的装置，该装置包括不锈钢材质制备成的过滤网，其实践除铁效果不佳。CN102583412A公开了一种高岭土除铁增白的方法，其以硫酸对高岭土进行酸浸，再以甲醛、乙醛对高岭土进行还原除铁，经过滤、洗涤、干燥后得到增白高岭土样品。该增白方法操作简单，但存在环境污染、工艺运行成本高的缺点。
发明内容
为了克服现有技术中高岭土除铁效果差、除铁过程中钎料或焊条容易污染高岭土的技术缺陷，本发明提供一种能够提升高岭土除铁效果的除铁过滤网的制造方法。其除铁效果好，并且除铁过程中不会对高岭土造成任何污染，显著提升了高岭土的品质。
本发明的技术方案是：一种高岭土除铁过滤网的制造方法，其中所述除铁过滤网材料为含钒的铁钴软磁合金，其饱和磁感应强度大于2.2T。选用铁钴软磁合金作为制造高岭土除铁过滤网的材料，能够提升高岭土除铁过滤网的除铁效果。采用含有金属钒的铁钴软磁合金作为过滤网的材料，使得过滤网具有更好的加工性能，便于过滤网的制造和加工。发明人通过大量的实验及实践发现，当含钒的铁钴软磁合金的饱和磁感应强度大于2.2T能够提升过滤网的高岭土除铁效果，使用该材料制得的除铁过滤网在高岭土除铁工艺均能取得令人满意的除铁效果。
上述所述高岭土除铁过滤网的制造方法，所述含钒的铁钴软磁合金按重量百分含量计，其化学成分优选为：0≤C≤0.04%，0≤Mn≤0.30%，0≤Si≤0.30%，0≤P≤0.020%，0≤S≤0.020%，0≤Cu≤0.20%，0≤Ni≤0.50%，49.0%≤Co≤51.0%，0.80%≤V≤1.80%，0.50%≤Zn≤0.70%，余量为Fe。
上述所述高岭土除铁过滤网的制造方法，其包括以下步骤：
a) 分丝:将铁钴软磁合金切分成等宽的直条状合金片；
b) 造波纹：将直条状合金片造波纹得到波纹状合金片；
c) 造圆形缺口：将直条状合金片焊接成圆环片，得到过滤网的圆形缺口；
d) 盘绕：将直条状合金片和波纹状合金片在圆形缺口的外围交替盘绕并保证波纹状合金片的波峰或波谷分别与外侧或内侧的直条状合金片接触；
e) 焊接固定：焊接波纹状合金片的波峰或波谷与直条状合金片接触点，使直条状合金片与波纹状合金片的波峰和波谷固定连接；
f) 步骤d）与步骤e）的交替进行，即可得到过滤网；
g) 镀锌：将步骤f）所得过滤网进行镀锌处理即可得到除铁过滤网。
上述所述高岭土除铁过滤网的制造方法中，步骤d与步骤e交替进行，能够焊接到过滤网的每一个节点，因此使得过滤网的结构更加牢固。所述步骤c）和步骤e）中所采用的焊接为高频电焊焊接，焊接过程中不使用钎料或焊条。因此，高岭土除铁过滤网中不会残留除铁钴软磁合金外的其他成分，不会对除铁过程中的高岭土造成污染。
上述所述高岭土除铁过滤网的制造方法中，所述步骤d中的所述直条状合金片的数量优选为一根和/或所述波纹状合金片的数量为一根。整个过滤网只用一根直条状合金片和/或一根波纹状合金片，使得过滤网的结构更加牢固，在使用过程中不容易变形或散架。
本发明制备方法制得的高岭土除铁过滤网可以用于高岭土增白工艺。本发明实施例5详细对比了本发明高岭土除铁过滤网与采用其他方式除铁的增白效果对比，结果显示，本发明制备方法制得的高岭土除铁过滤网的除铁效果显著优于其他方法的除铁效果，且除铁过程不会对高岭土造成污染。
本发明所述高岭土除铁过滤网的制造方法，与现有技术相比其优点在于：
1) 本发明高岭土除铁过滤网的制造方法，选用铁钴软磁合金作为制造高岭土除铁过滤网的材料，能够提升高岭土除铁过滤网的除铁效果。
2) 本发明高岭土除铁过滤网的制造方法中焊接采用高频电焊焊接，过滤网中不会残留除铁钴软磁合金外的其他成分，除铁过程中不会对高岭土造成污染。
3) 采用本发明所述高岭土除铁过滤网的制造方法制造的过滤网具有更牢固的结构，在使用过程中不容易变形或散架。
附图说明
图1为本发明实施例用于高岭土除铁的电磁除铁机的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例1过滤网的结构示意图；
图3为本发明实施例2过滤网的结构示意图；
1.机壳，2.进料口，3.出料口，4.磁极，5.磁选管，6.线圈，7.绝缘层，8.过滤网，81.圆形缺口，82.直条状合金片，83.波纹状合金片，831.波峰，832.波谷。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明，但所述实施例不以任何方式限定本发明。
实施例1：本发明高岭土除铁过滤网的制造方法
高岭土除铁过滤网制备材料为铁钴软磁合金。所选用的铁钴软磁合金按重量百分含量计，其化学成分为：C=0.04%，Mn=0.30%，Si=0.30%，P=0.020%，S=0.020%，Cu=0.20%，Ni=0.50%，Co=49.0%，V= 0.80%，Zn=0.70%，Fe=余量。制备得到的高岭土除铁过滤网结构参阅图2所示，该高岭土除铁过滤网的制造方法包括以下步骤：
步骤a、分丝:将铁钴软磁合金切分成等宽的直条状合金片82；利用金属分条机，将铁钴软磁合金板材分成等宽的直条状合金片82，其厚度约0.3mm、宽度约3mm、长度2米以上。
步骤b、造波纹：将直条状合金片82造波纹而得到波纹状合金片83。
步骤c、造圆形缺口：将直条状合金片82围成一个小圆圈，得到过滤网8的圆形缺口81；圆形缺口81的直径约70mm。
步骤d、盘绕：将直条状合金片82和波纹状合金片83围绕过滤网8的圆形缺口81，在圆形缺口81的外围交替盘绕而构成过滤网8；直条状合金片82和波纹状合金片83在圆形缺口81的外围分别盘绕约80圈，最外围的一圈是直条状合金片82，形成的过滤网8直径约160mm，所用直条状合金片82的数量约80根，所用波纹状合金片83的数量约80根。
步骤e、焊接：在步骤d盘绕的过程中，当直条状合金片82与波纹状合金片83的波峰831或波谷832相接触时，采用高频电焊方法将直条状合金片82与波纹状合金片83的波峰831或波谷832焊接在一起，从而使得直条状合金片82与波纹状合金片83的波峰831和波谷832固定连接；采用的焊接方法是高频电焊，焊接过程中不使用钎料或焊条。
经过步骤d与步骤e的不断交替进行，最终得到过滤网8。
步骤e、镀锌：将过滤网8经过镀锌处理即可得到本发明高岭土除铁过滤网。
实施例2：本发明高岭土除铁过滤网的制备方法
过滤网材料为铁钴软磁合金。所选用的铁钴软磁合金按重量百分含量计，其化学成分为：C=0.02%，Mn=0.15%，Si=0.20%，P=0.020%，S=0.020%，Cu=0.10%，Ni=0.50%，Co=51.0%，V= 1.80%，Zn=0.50%，Fe=余量。参阅图3所示的过滤网8结构，其中圆形缺口81的直径约80mm，形成的过滤网8直径约120mm。本实施例与实施例1的区别在于，在步骤d中，所用直条状合金片82的数量为1根，所用波纹状合金片83的数量为1根。
实施例 3 本发明高岭土除铁过滤网的制备方法
过滤网材料为铁钴软磁合金。所选用的铁钴软磁合金按重量百分含量计，其化学成分为：C=0.02%，Si=0.25%，P=0.015%，S=0.020%，Cu=0.10%，Ni=0.40%，Co=51.0%，V= 1.80%，Zn=0.50%，Fe=余量。参阅图3所示的过滤网8结构，制备方法同实施例2，其中圆形缺口81的直径约60mm，形成的过滤网8直径约100mm。本实施例与实施例1的区别在于，在步骤d中，所用直条状合金片82的数量为1根，所用波纹状合金片83的数量为1根。
实施例 4本发明高岭土除铁过滤网的制备方法
过滤网材料为铁钴软磁合金。所选用的铁钴软磁合金按重量百分含量计，其化学成分为：C=0.03%，Mn=0.15%，Si=0.20%，P=0.020%，S=0.020%，Cu=0.10%，Ni=0.50%，Co=50.0%，V= 1.50%，Zn=0.60%，Fe=余量。参阅图2所示的过滤网8结构，制备方法同实施例1，其中圆形缺口81的直径约90mm，形成的过滤网8直径约180mm。
实施例 5 本发明制备得到的高岭土除铁过滤网除铁效果测试
参比实施例1 采用实施例1高岭土除铁过滤网，过滤网材质为不锈钢。
参比实施例2 采用实施例1高岭土除铁过滤网，过滤网材质为本发明实施例2所述的铁钴软磁合金，直角状合金片和波纹状合金片之间采用钎料粘结。
参比实施例 3 采用专利申请201210013462.8 实施例1所述增白方法。
使用上述方法进行高岭土除铁试验，测定各组材料导磁率、处理后高岭土白度，除铁率、以及污染度。其中白度采用白度仪进行测定，除铁率为高岭土处理后的三价铁的减少率，铁离子的含量可采用与强碱形成沉淀的量来确定。污染度为根据污染程度目测分为0度、1度、2度三个等级，等级越高，污染越严重。0度代表无污染，1度代表轻度污染，2度代表重度污染。磁导率的测定采用间接测量法，使用电感测试仪测出磁心上绕组线圈的电感量，再用公式计算出磁心材料的磁导率。
表1 本发明电磁除铁机对高岭土除铁效果对比
与参比实施例1对比，*P＜0.05，**P＜0.01
由表1可以看出，本发明包括使用铁钴软磁合金过滤网的电磁除铁机与参比实施例1具有显著的改善，与参比实施例2和参比实施例3相比在部分参数上也具有显著改善。具体如下：
1) 从材料磁导率来看，本发明铁钴软磁合金的磁导率远大于不锈钢，这对于增强磁铁的除铁能力具有重要的意义。其中含有实施例2（同参比实施例2）的铁钴软磁合金的磁导率最高。
2) 从对高岭土的除铁效果来看，含有本发明铁钴软磁合金的电磁除铁机的效果要好于含有不锈钢材料的电磁除铁机以及使用化学方法的除铁效果。但由于参比实施例2采用钎料粘结形式而非焊接，对除铁效果造成了一定影响。
3) 从高岭土处理后白度来看，由于其与电磁除铁机的除铁性能具有直接的关系，其变化趋势与高岭土的除铁效果相同。含有本发明铁钴软磁合金的电磁除铁机的高岭土白度优于含有不锈钢材料的电磁除铁机以及使用化学方法的高岭土白度，其中本发明实施例2所述的电磁除铁机的高岭土处理后白度最高。
4) 从高岭土处理后的污染度来看，参比实施例2中由于钎料等粘结材料脱落对高岭土造成轻度污染，参比实施例3由于使用了大量有机溶剂或试剂对高岭土造成了重度污染。本发明实施例1-4采用物理方法除铁，对高岭土无污染，且所涉及的电磁除铁机的使用寿命长，处理效率高。
上列详细说明是针对本发明之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (7)
1.一种高岭土除铁过滤网的制造方法，其特征在于，所述除铁过滤网材料为含钒的铁钴软磁合金，其饱和磁感应强度大于2.2T；所述铁钴软磁合金按重量百分含量计，其化学成分为：0≤C≤0.04%，0≤Mn≤ 0.30%，0≤Si≤0.30%，0≤P≤0.020%，0≤S≤0.020%，0≤Cu≤0.20%，0≤ Ni≤0.50%，49.0%≤Co≤51.0%，0.80%≤V≤1.80%，0.50%≤Zn≤0.70%，余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的高岭土除铁过滤网的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
a) 分丝:将铁钴软磁合金切分成等宽的直条状合金片；
b) 造波纹：将直条状合金片造波纹得到波纹状合金片；
c) 造圆形缺口：将直条状合金片焊接成圆环片，得到过滤网的圆形缺口；
d) 盘绕：将直条状合金片和波纹状合金片在圆形缺口的外围交替盘绕并保证波纹状合金片的波峰或波谷分别与外侧或内侧的直条状合金片接触；
e) 焊接固定：焊接波纹状合金片的波峰或波谷与直条状合金片接触点，使直条状合金片与波纹状合金片的波峰和波谷固定连接；
f) 步骤 d）与步骤 e）的交替进行，即可得到过滤网；
g) 镀锌：将步骤 f）所得过滤网进行镀锌处理即可得到除铁过滤网。
3.根据权利要求2所述的高岭土除铁过滤网的制造方法，其特征在于，所述步骤 c）和步骤 e）中焊接为高频电焊焊接，焊接过程不使用钎料或焊条。
4.根据权利要求2所述的高岭土除铁过滤网的制造方法，其特征在于，所述步骤 d）中的所述直条状合金片的数量为一根。
5.根据权利要求2所述的高岭土除铁过滤网的制造方法，其特征在于，所述步骤 d）中的所述波纹状合金片的数量为一根。
6.权利要求1所述制造方法所得除铁过滤网在高岭土增白工艺中的应用。
7.权利要求2所述制造方法所得除铁过滤网在高岭土增白工艺中的应用。
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