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BARBOTTINE DA IMPASTO: ANOMALIE DEL COMPORTAMENTO REOLOGICO E PROBLEMATICHE PRODUTTIVE

I sistemi di macinazione a umido e atomizzazione e in particolar modo i grandi impianti continui, sono strutturati in modo da funzionare al meglio quando le caratteristiche chimico-fisiche delle barbottine rimangono costanti per tutta la durata del processo.

In altri termini, il processo risulta essere ottimale quando i parametri fondamentali dell'atomizzato - granulometria, densità, viscosità e tissotropia della barbottina - oscillano all’interno di intervalli molto ristretti. 

 

Da un punto di vista strettamente teorico i mulini di macinazione producono barbottine pressoché identiche se e quando non subentrino variazioni in termini di materie prime, formulazione dell’impasto, tipologia dell’acqua, deflocculante, tempo di macinazione e carica macinante.

Le variabili in gioco sono tuttavia numerose e spesso si possono riscontrare in fase produttiva variazioni improvvise e al contempo significative delle proprietà reologiche della barbottina. Variazioni che, procedendo per semplificazione, si possono tradurre in eccessiva o bassissima viscosità. 

 

ECCESSIVA VISCOSITA’

L’eccessiva viscosità, in particolare se accompagnata da elevati valori di tissotropia e limite di scorrimento, può comportare serie problematiche. Di seguito le più significative:

  • Scarsa macinazione
  • Scarico dei mulini rallentato o, in casi estremi, incompleto
  • Difficoltà di setacciatura 
  • Formazione di gel o croste nelle vasche e/o nelle tubazioni 
  • Intasamento delle pompe 
  • Blocco parziale o totale dell'impianto
     

BASSISSIMA VISCOSITA’

Allo stesso modo una bassa viscosità può essere causa di:

  • Scarsa macinazione e dunque residuo alto
  • Elevato consumo dei corpi macinanti
  • Sedimentazione degli inerti durante le soste in vasca*

*Quest'ultimo inconveniente può facilmente condurre nel tempo a un'atomizzazione d’impasti a composizione sempre diversa e alla compattazione del sedimento in grandi quantità di materiale sul fondo delle vasche, la cui rimozione è certamente molto difficoltosa. 
 

QUALI SONO DUNQUE I PRINCIPALI INGREDIENTI CHE POSSONO INFLUENZARE E INCRINARE LA CORRETTA REOLOGIA DELLE BARBOTTINE? 

 

1 - MATERIE PRIME ESSENZIALI
2 - MATERIE PRIME SECONDARIE E AGGIUNTE
3 - ACQUE DI MACINAZIONE
4 - DEFLOCCULANTI
5 - GRANULOMETRIA
6 - TEMPERATURA
7 - CORPI MACINATI ED ALTRE VARIABILI

 

Vediamoli singolarmente.

 

1 – MATERIE PRIME ESSENZIALI

Le materie prime – e in particolare le argille - per quanto risultanti di escavazioni e miscelazioni condotte con metodo, sono prodotti naturali soggetti a variazioni non sempre regolate, soprattutto se si considera la frequenza con cui le loro scorte vengono ripristinate.

Una variazione di plasticità della parte argillosa porta ad esempio a un’alterazione delle proprietà reologiche dell'impasto. Oscillazioni sensibili dell’umidità possono modificare la viscosità e allo stesso tempo provocare differenze di densità.

Quando infine varia la composizione chimica e/o mineralogica di una o più materie prime, risulta molto impegnativo risalire alla causa scatenante attraverso analisi chimiche o diffrattometriche, che in diversi casi non chiariscono completamente il problema. 

 

2 – MATERIE PRIME SECONDARE E AGGIUNTE

L’aggiunta o la variazione di additivi di natura organica o inorganica, siano essi tenacizzanti o plastificanti, possono produrre sensibili variazione del comportamento reologico. Per questa ragione la loro introduzione deve essere senza dubbio preceduta da accurate prove di laboratorio.

Lo stesso dicasi per l’eventuale inserimento o modifica di fanghi, smalti e recuperi vari provenienti da altri reparti: anche questi materiali andrebbero valutati e quantificati preventivamente.

 

3 – ACQUE DI MACINAZIONE

Le acque di macinazione rappresentano di norma una vera e propria incognita per il tecnico. L’attuale tendenza è, infatti, di recuperare nelle acque tutti gli scarti dell'azienda ceramica facendo in qualche caso confluire anche i reflui di altre aziende. 

Tale modus operandi se da un lato offre una ragionevole soluzione alle problematiche ambientali a cui le ceramiche devono giustamente prestare attenzione, dall’altro agevola eventuali fenomeni di deflocculazione dell’impasto.

Da studi sia di laboratorio che industriali è infatti noto che l'eccessiva conducibilità degli ioni metallici flocculanti, delle sostanze organiche così come di un pH acido, peggiorano in modo anche rilevante le condizioni di viscosità e scorrimento della barbottina. Questi effetti indesiderati sono in ogni caso quasi sempre riparabili variando opportunamente quantità e/o qualità del deflocculante. 

Il vero problema rimane l'estrema variabilità delle acque che arrivano al reparto macinazione. 

Per questa ragione sarebbe opportuno mettere in atto alcune contromisure:

 

  • Stoccare le acque in vasche agitate di grande dimensione così da mediare al meglio le fluttuazioni
  •  Controllare la densità (o il contenuto in secco) dell’acqua in modo da evitare evidenti ripercussioni sulla densità della barbottina
  • Verificare il pH e la conducibilità elettrica dell’acqua apportando le eventuali correzioni
  • Valutare attentamente l’acqua proveniente dal depuratore che, pur essendo di bell’aspetto, può nascondere molte insidie (contenendo ad esempio quantità non trascurabili di flocculanti)
  • Controllare e presidiare le contaminazioni batteriche, fonte di enormi problemi legati all’aumento della conducibilità dell’acqua (determinata dalla demolizione da parte dei batteri dei nutrimenti organici presenti nelle acque)
     

4 – DEFLOCCULANTI 

La corretta reologia della barbottina può essere intaccata a causa di un dosaggio errato, manuale o meccanico, del deflocculante.

Ogni deflocculante, in base alle condizioni in cui si trova ad agire, ha un suo "range" di utilizzo all'interno del quale i parametri reologici della barbottina sono considerati buoni o accettabili. E' allora ovvio che un dosaggio errato porta a variazioni di viscosità. Anche se il dosaggio è affidato (totalmente o parzialmente) a mezzi elettromeccanici (indicatori di livello, coclee, dosatori, pompe, tubi, etc.) è buona abitudine controllare periodicamente le quantità effettivamente addizionate.

 

5 – GRANULOMETRIA 

La granulometria della barbottina è in strettissima relazione con i parametri reologici. Semplificando al massimo: a parità di altre condizioni, a un residuo alto corrisponde una viscosità bassa e, viceversa, a un residuo basso una viscosità alta o altissima.
Risulta quindi evidente ad esempio la scarsa utilità di proseguire nella macinazione, senza intervenire con altre manovre, qualora la viscosità risultasse eccessiva.

Allo stesso modo, aggiunte accidentali o volute di frazioni granulometriche fini o iperfini (provenienti ad esempio dalle presse), influiscono in moodo non trascurabile sul comportamento reologico finale della barbottina.

 

6 – TEMPERATURA 

La temperatura della barbottina durante il processo di macinazione è sicuramente un fattore da tenere in considerazione ai fini di un’ottimale dispersione delle particelle in sospensione. La temperatura influisce, infatti, sull’efficienza dei deflocculanti durante il processo di macinazione e dispersione. 

Solitamente temperature medio alte favoriscono la macinazione e temperature eccessivamente alte o eccessivamente basse potrebbero diminuire la resa produttiva.

 

7 – CORPI MACINABILI E ALTRE VARIABILI

La quantità e granulometria dei corpi macinanti, oltre alle buone condizioni del rivestimento del mulino, sono alla base di una corretta macinazione. Il controllo periodico di questi parametri, con i dovuti aggiustamenti, è senza dubbio utile se non necessario.

Tuttavia è raro che negligenze o scarsa attenzione a questi ultimi aspetti provochino variazioni improvvise della reologia delle barbottine. 

Di norma ci si limita a osservare graduali peggioramenti nel processo di macinazione. 



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