진주 분말 생산에 사용되는 데칸터 원심분리기
진주 분말 생산에 데칸터 원심분리기를 적용한 사례에 대한 간략한 분석
1. 진주 분말 생산의 애로사항 및 데칸터 원심분리기의 적용 가능성
1.1 기존 프로세스의 문제점
정적 침전/사이펀 분리 간헐적인 작동, 낮은 효율 및 넓은 설치 면적; 미세 입자(＜10 μm)의 심각한 손실; 넓은 입자 크기 분포(Span＞1.0) 및 불량한 광택.
판형 여과 여과 케이크는 세척이 고르지 않으면 쉽게 갈라지고, 잔류 염분과 유리 이산화티타늄 함량이 높아 제품의 백색도가 낮고 응집이 쉽게 발생하며, 수작업으로 배출해야 하므로 노동 집약도가 높아 연속 생산이 불가능합니다.
광범위한 입자 크기 분류 효율적인 분류 장비의 부족으로 인해 조대 입자(＞40 μm)가 초미세 분말(＜5 μm)과 혼합되어 진주광택 효과 및 응용 성능이 저하됩니다.
1.2 데칸터 원심분리기의 적응성 이점
연속적이고 고효율적인 처리 24시간 자동 운전 가능; 시간당 5~20m³ 처리 용량으로 대규모 생산에 적합; 기존 공정 대비 효율 3~5배 향상.
정밀한 고체-액체 분리 및 분류 분리 계수: 3000–4000; 5–40μm 크기의 판상 진주 분말을 정확하게 포집하고 초미세 불순물 및 조대 입자를 제거합니다. 입자 크기 분포가 좁고(Span≤0.8), 광택이 5%–8% 향상됩니다.
고효율 세척 및 탈수 온라인 다단계 역류 세척 공정을 통해 잔류 산/알칼리, 염분 및 유리 이산화티타늄을 효과적으로 제거하여 제품 순도를 99.5% 이상으로 확보했습니다. 탈수된 필터 케이크의 수분 함량은 25% 이하로, 후속 건조 공정에 필요한 에너지 소비를 30% 이상 절감합니다.
결정 형태 보호 저전단 설계는 판재 입자의 파손 및 응집을 방지하고, 높은 종횡비를 유지하며, 진주광택과 분산성을 보장합니다.
내식성 및 손쉬운 세척 재질 접촉 부품은 316L/듀플렉스 스테인리스강을 사용하여 산성 및 알칼리성 세척 조건에 적합하며, CIP 온라인 세척 기능을 갖추어 화장품 및 식품 등급 위생 기준을 충족합니다.
2. 진주 분말 생산에서 데칸터 원심분리기의 핵심 적용 시나리오
2.1 가수분해 코팅 후 고체-액체 분리 및 정제
진주 분말 제조의 핵심 공정은 습식 가수분해를 통해 운모 표면에 TiO₂/Fe₂O₃ 코팅을 하는 것입니다. 반응 슬러리는 판상 진주 분말, 미반응 운모, 유리 이산화티타늄, 염, 산/알칼리 모액을 포함합니다.
프로세스 흐름:
가수분해 슬러리 → 희석 및 농도 조절 (고형분 함량 5%~10%) → 데칸터 원심분리 → 고체상 (고순도 진주 분말 여과 케이크) → 액상 (불순물 함유 모액으로 회수 처리용)
주요 기능:
코팅된 시트 진주 분말을 신속하게 분리하고, 미반응 조립 운모(40μm 초과)와 초미세 유리 이산화티타늄(5μm 미만)을 제거하여 제품 순도와 광택을 향상시킵니다. 정적 침전법을 대체하여 분리 시간을 24시간에서 30분으로 단축하고 미세 입자 손실을 줄입니다.
사례:
진주 분말 공장에서는 시간당 12m³의 처리 용량을 가진 LW650 데칸터 원심분리기를 사용하여 운모-티타늄 진주 분말 슬러리를 분리합니다. 분리 후 제품 순도는 92%에서 99.3%로 향상되었고, 광택은 6% 증가했으며, 미세 분말 회수율은 15% 향상되었습니다.
2.2 다단계 역류 세척(탈염 및 불순물 제거)
가수분해 및 코팅 후, 진주 분말 표면에는 염화 이온, 황산 이온, 유리 이산화티타늄 및 미반응 유기물이 흡착됩니다. 직접 건조하면 황변, 응집 및 분산성 저하가 발생하므로 다단계 세척이 필요합니다.
프로세스 흐름:
조잡한 여과 케이크 → 데칸터 원심분리기(내장형 세척 노즐) → 다단계 청정수 역류 세척 → 고체상 (저불순물 필터 케이크) → 액상 단계 (불순물이 포함된 세척수는 재활용)
주요 기능:
원심력을 이용하여 세척 효과를 강화함으로써 판형 여과 방식보다 세척 효율이 40% 향상되었습니다. 여과 케이크의 잔류 염분 함량은 3~5%에서 0.1% 이하로 감소했으며, 유리 이산화티타늄 제거율은 95% 이상입니다. 제품 백색도는 90% 이상, 배치별 색차는 ΔE*ab≤0.3을 보장합니다.
장점:
필터 천을 수동으로 조립 및 분해할 필요 없이 연속 세척이 가능하여 노동 강도가 80% 감소하고, 세척수는 재활용 가능하여 물 사용량을 50% 이상 절감하고 환경 친화적입니다.
2.3 좁은 분포 제품을 위한 정밀한 입자 크기 분류
자동차 도료 및 화장품용 고급 펄 파우더는 입자 크기 분포가 좁아야 하며(Span≤0.8), 굵은 입자(＞40μm)나 초미세 입자(＜5μm)가 없어야 합니다. 그렇지 않으면 광택이 고르지 않고, 은폐력이 부족하며, 도막이 거칠어집니다.
프로세스 흐름:
혼합 입자 크기 슬러리 → 데칸터 원심분리기 (회전 속도/차동 속도 조절) → 분류형 상품: 굵은 입자(>40 μm, 분쇄를 위해 반환됨) 중간 입자 크기(10~40μm, 고급 완제품) 초미세 분말(＜10 μm, 저가 제품/재활용)
주요 기능:
교반기 회전 속도(3000~4500 r/min)와 나선형 차동 속도를 조절하여 분리 입자 크기를 정밀하게 제어함으로써 원스텝 분류를 실현합니다. 기존의 침전+선별 복합 공정을 대체하여 공정 흐름을 50% 단축하고 분류 효율을 98% 이상으로 향상시킵니다.
사례:
화장품 등급 진주 분말 생산 라인은 LW550 분류형 데칸터 원심분리기를 사용하여 슬러리를 10~20μm, 20~30μm, 30~40μm의 세 가지 규격으로 분류합니다. 제품의 Span 값은 0.75~0.8로 안정적으로 유지되어 국제 고급 브랜드의 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.
2.4 소성 후 탈수 및 응집체 분산
진주 분말은 코팅 후 결정 안정성과 광택을 향상시키기 위해 600~700℃의 고온 소성 과정을 거쳐야 합니다. 소성된 제품은 약간의 응집 현상과 미량 불순물 흡착이 발생하기 쉬우므로 습식 분산, 탈수 및 정제 과정이 필요합니다.
프로세스 흐름:
소성 응집 분말 → 수분산 및 탈응집 → 데칸터 원심분리 → 고체상 (분산성이 우수한 고순도 진주 분말) → 액상 (불순물 폐수)
주요 기능:
낮은 전단력의 원심력은 응집된 입자를 분산시키면서 판상 형태를 유지하고, 소성 과정에서 생성되는 미량의 결정질 불순물을 제거하여 제품의 순도와 광택 균일성을 향상시킵니다.
3. 일반적인 공정 흐름도 (데칸터 원심분리기가 있는 코어)
운모 원료 → 분쇄 및 분류 → 습식 가수분해 코팅(TiO₂/Fe₂O₃) → 슬러리 희석 → 데칸터 원심분리기 (고체-액체 분리 + 1차 분류) → 다단계 역류 세척(탈염 및 오염 제거) → 데칸터 원심분리기 (정밀 분류 + 심층 탈수) → 여과 케이크(수분 함량 ≤25%) → 건조 → 소성 → 완제품 분류 → 포장
4. 장비의 주요 매개변수 선택
- 모델 : LW 시리즈 수평 나선형 배출 침전 원심분리기 (분류형/세척형)
- 재질 : 소재 접촉 부품은 316L/듀플렉스 스테인리스강 사용; 마모성 나선형 날에는 수명 연장을 위해 텅스텐 카바이드 스프레이 코팅 처리
- 분리 계수 : 3000~4000, 5~40μm 크기의 판상 입자 분리에 적합
- 용량 : 5~20m³/h (출력에 따라 LW450 / LW550 / LW650 선택 가능)
- 회전 속도/차동 속도 : 회전 속도 3000~4500 r/min(조절 가능); 정밀한 분류 제어를 위한 차동 속도 5~20 r/min
- 세척 시스템 : 3~5단계 역류 세척 노즐이 내장되어 있으며, pH 2~12의 산성 및 알칼리성 작동 조건에 적응할 수 있습니다.
5. 적용 장점 요약
- 제품 품질 향상 : 순도 99.5% 이상, 백색도 90% 이상, 입자 크기 분포 협대역(Span≤0.8), 광택 5~8% 증가로 고급 시장 수요를 충족합니다.
- 생산 효율 향상 : 연속 운전이 가능하며, 기존 공정 대비 3~5배 높은 효율을 달성하고 노동 강도를 80% 감소시켜 대규모 생산에 이상적입니다.
- 비용 절감 : 물 50% 이상 절약, 에너지 30% 이상 절약, 유해 폐기물(불순물 필터 잔류물) 70% 감소, 전체 생산 비용 15~20% 절감.
- 환경 규정 준수 : 폐수 배출 없이 세척수를 재활용하며, 분진 오염이 없는 완전 밀폐형 공정으로 정밀 화학 환경 기준을 준수합니다.
6. 결론
연속 운전, 고효율 분리, 정밀 분류 및 강력한 세척·탈수 성능이라는 핵심 강점을 갖춘 데칸터 원심분리기는 진주 분말 생산의 핵심 공정 요구 사항에 완벽하게 부합합니다. 낮은 효율, 불량한 품질, 높은 비용 및 심각한 환경 부담이라는 기존 병목 현상을 해결하고 진주 분말 산업의 품질 향상, 효율성 증대 및 고급화 발전을 위한 핵심 장비로 자리매김했습니다.
화장품 및 자동차 도료 산업에서 펄파우더의 품질 기준이 지속적으로 높아짐에 따라, 데칸터 원심분리기는 펄파우더 제조 분야에서 더욱 폭넓게 활용되고 보급될 것입니다.
더 자세한 사항은 선저우 그룹 유한회사에 문의하십시오.
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