硅微粉生產工藝
硅微粉是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英經高溫熔融、冷卻后的非晶態(tài)SiO2)經破碎、球磨(或振動、氣流磨)、浮選、酸洗提純、高純水處理等多道工藝加工而成的微粉。
硅微粉生產工藝流程簡介:大塊石英礦物需先經破碎,破碎流程應遵循多破的原則,盡可能的降低原礦石的粒度,以后續(xù)磨粉工藝的產量。然后,經提升機送入料倉中,經電磁振動給料機均勻的送入球磨機進行粉磨,粉磨后的粉體送入氣流式分級機進行分級,粗料返回球磨機再磨,合格粒級的粉體經旋風收集器收集后即為成品石英微粉,可裝袋直接銷售。更細微粉經布袋集成器收集(若所需粉體為D90,可將更細微粉混入旋風收集器得到的石英微粉中),干凈氣體經引風機排出即可。
硅微粉生產工藝流程步驟:
1. 原材料準備:硅微粉的原材料為硅石,需要經過選礦、清洗等環(huán)節(jié),確保原料的純度和化學成分符合要求。
2. 破碎:硅石通過破碎機的破碎作用,變成小塊狀的硅石顆粒。
3. 干燥:將硅石顆粒放入干燥室中,經過高溫干燥處理,除去顆粒中的水分和雜質。
4. 粉碎:將經過干燥處理的硅石顆粒放入球磨機中進行粉碎,通過不同的時間和介質組合,可以得到不同粒徑的硅微粉。
5. 分選、篩分:將粉碎后的硅微粉按照不同的粒徑分選,去除過大或過小的顆粒,確保產品的粒徑分布均勻。
6. 包裝:將粒徑合格的硅微粉進行包裝,提供給各個應用行業(yè)使用。
硅微粉生產工藝流程采用干法粉碎、再分級的連續(xù)工作系統(tǒng);其產量較大,設備操作簡單,維修費用低,研磨介質及襯板選擇靈活,對物料的高純度加工污染小,設備整體運行可靠,產品質量穩(wěn)定等特點顯而易見。尤其適用于硅微粉的超細加工,產品白度高、光澤好、品質指標穩(wěn)定等。但由于球磨機和分級機功能和側不一樣,因此在生產系統(tǒng)中的配合問題尤為重要,配合得當,可發(fā)揮各自特點,優(yōu)勢互補,效率很高;配合不好,形成功能制約,多能耗,效率低。
硅微粉生產工藝流程采用球磨機加分級機工藝生產硅微粉,具有產量較大、研磨介質及襯板選擇靈活、污染小、設備整體運行可靠,產品質量穩(wěn)定,粒度分布可控等特點。
但實際生產過程中,由于球磨機和分級機通常是兩家企業(yè)生產,往往在產量等概念上存在著差異,因此在生產系統(tǒng)中的配合問題尤為重要。若配合應用不合理,會形成功能制約,耗能高,效率低。配合得當,可發(fā)揮各自優(yōu)勢,使整個系統(tǒng)優(yōu)勢互補,事半功倍,效率很高。
1、球磨機貼襯后的有效直徑、長徑比及球磨機轉速
球磨機所采用的襯板,一般情況多采用氧化鋁襯板、球石襯板兩種。球磨介質也多是氧化鋁介球和球石兩種。
不管采用哪種襯板及襯球,球磨機的有效直徑將減小。在磨機轉速已定的情況下,有效直徑越小,研磨效果越差,產量越低。所以,在選擇磨機筒體直徑時,應充分考慮到貼襯板所減小的有效直徑問題,防止導致物料在磨內拋物線減小,不利于物料研磨。
在產能要求確定情況下,球磨機的長徑比選擇和分級機的工藝搭配是一個關鍵因素,直接關系到投資、能耗和產品質量,較小的長徑比有利于節(jié)能和提高白度,但投資稍高,而粒度分布的調控主要取決于球磨機長徑比和分級機的串并聯搭配。
2、球磨機研磨介質及襯板的選擇問題
研磨介質及襯板的選擇問題,也是制約硅微粉質量、產量的一個很重要的因素。
選用氧化鋁襯板及介球,其優(yōu)點在于氧化鋁襯板薄,磨腔的內有效直徑大,介球比重大,有利于物料的粉碎研磨。產量相應比球石襯板、介球產量高。其缺點是增大硅微粉品質指標中的Al2O3的百分含量。由于氧化鋁襯板和介球不同程度的存在磨損,其使用壽命有限,所以增加成本費用。且在研磨時發(fā)熱程度比球石襯板、介球的溫度要高,容易使硅微粉因研磨溫度的升高而白度降低,從而影響硅微粉的產品質量。
而選用球石襯板及介球,因襯板厚度大,使球磨機的有效直徑減小20多公分,而且各種球石介質之間的接觸很不規(guī)則,甚至有些是面與面的接觸,不利于物料的粉碎研磨,影響硅微粉的產量。由于介球和襯板采用球石,其使用壽命一般每噸球石小時磨損量30kg,所以要定時定量往球磨機內追加介質球石,但磨損量可轉化為硅微粉產品,所以基本沒有成本費用。因球石本身的主要成份就是SiO2,所以不會導致物料品質指標的變化,且發(fā)熱率要低于氧化鋁襯板及介球,不會影響硅微粉的質量。另外,球石的價格低廉,投資少。
4、分級機的主要調節(jié)參數
分級機的渦輪分級器通過旋轉形成一個穩(wěn)定的離心力場,通過調節(jié)分級器的葉輪片數、葉輪轉速、引風機的風壓、風量及二次風柵淘洗器的大小等來調節(jié)產品的粒度和產量,如果風量過小,則產品粒度容易變細,產量降低,葉輪片數過少,則易形成高轉速,不利于分級,產品質量降低;二次風柵陶洗器開度過小,粗料中夾雜的細粉提取不干凈,影響分級效率。
5、分級機的耐磨損處理
由于石英硬度高,對設備磨損嚴重,污染產品,必須對設備進行耐磨防護處理,尤其是電子級高純硅微粉,對雜質含量要求在幾個ppm以下,設備的防護方法是十分關鍵的。
所有腔體及管道等靜止件,采用陶瓷或有機耐磨材料作內襯是十分有效可靠的。但分級轉子由于其高速旋轉,構造復雜,磨損最嚴重,防護難度較大。目前立式分級機的轉子由于體積較大,難以整體陶瓷化;而粘貼瓷片后的平衡性下降,高速運轉下瓷片易脫落,運轉壽命縮短,可靠性降低。臥式分級機轉子尺寸較小,通常采用整體陶瓷輪或合金輪,但由于其轉速相對更高,磨損仍然較重,對產品仍具有一定金屬污染,而且葉輪價格昂貴,尤其是多轉子結構,導致更換維修費用大,運行成本高。另外陶瓷輪的極限轉速受其強度影響,限制了分級機的頂點切割和分選細度。
可采用特制的高分子耐磨材料制作分級葉輪,其良好的平衡運轉下允許的極限磨損量大大提高,且只更換局部磨損部位,因而較合金葉輪和陶瓷葉輪制作成本大大降低,較表面噴涂葉輪和塑料葉輪等使用壽命大大提高,從而大大降低運行成本,對物料零金屬污染,具有極高的性價比。
6、球磨機與分級機之間的配合
在球磨機與分級機組成的干法超細粉碎分級生產系統(tǒng)中,因為球磨機的產量大、粉體濃度高,粉體完全依靠負壓吸送,進入分級葉輪旋轉形成的離心力場分級區(qū)進行分級;以及球磨機腔體內已研磨好的產品要及時排出磨外,所以空氣耗量較大,壓損增加。在選擇引風機時應充分考慮風壓指標,以形成所需要的穩(wěn)定的風量。
可采用大過濾面積的脈沖布袋收集器,通過調整整個系統(tǒng)的風量風壓,使磨機內的合格產品能及時提走,以提高球磨機的研磨效率和產品的分級效率。
7、球磨機與分級機連接管的調整
由于球磨機在連續(xù)工作時,排料管始終處于高濃度排料狀態(tài),而且球磨機在運行中,磨腔內一直處于半負壓狀態(tài),因此分級機在與排料管連接時多采用“三通式直聯”,留下一個二次進風口,并加風量調整閥,以調整磨機內的風量風壓;以及分級機進料管內的物料分散。
若調節(jié)閥開度過小,則易造成球磨機內的風量風壓太大,形成“風掃磨”,影響球磨機內的研磨效果;也不利于分級機輸送物料,易形成堵料。開度過大則易造成磨機內的物料過磨,降低產量。
硅微粉生產工藝流程特點:
1、 標準的非金屬礦超細深加工生產線。
2、 球磨機的選擇,根據物料的性質、產品粒徑和產量要求采用非標準化設計,以滿足客戶對于產品以及在安全和環(huán)境方面的要求。
3、 超細分級機的選擇,根據產品的不同粒徑要求來選擇不同方式的分級機型,每種機型都具有很寬的產品粒徑調節(jié)范圍,可滿足下游用戶的不同需求。
4、一條生產線規(guī)??蓮?萬噸/年到10萬噸/年,也可同時生產多個產品粒徑,通過對分級機的優(yōu)化組合,確保產品的能耗低,粒度分布佳。
5、 我們通過部分設備的減振和軟連接,通過使用優(yōu)良的過濾材料,保證粉塵排放量達到環(huán)保標準。
硅微粉生產工藝流程有干法研磨和濕法研磨兩種:
硅微粉生產工藝流程-干法研磨生產工藝:是將硅微粉原料放進球磨機或振動磨中研磨,該研磨工藝可以連續(xù)進料和出料,也可以一次投入若干重量原料,連續(xù)研磨若干時間后出料;出料時要經過微粉分級機控制粒度,粗的產物返回磨機再磨或作為產品,細的則是產品。干法研磨要嚴格控制入磨物料水分,產品不再干燥。
硅微粉生產工藝流程-濕法研磨生產工藝:是將若干重量硅微粉原料一次投入球磨機中,加入適量的水,作業(yè)濃度在65%~80%;連續(xù)研磨十幾個小時后,倒出料漿,用壓濾方法或放在料桶內自然沉淀脫水,得到含水料餅;用打碎機打碎分散后均勻連續(xù)地投到空心軸攪拌烘干機中,干燥后得到產品。
濕法產品和干法產品相比,需要干燥和解聚工藝,流程復雜,生產成本較高,較少企業(yè)采用此工藝,對于cut點(大顆粒切斷點)5微米以下超細化并且需要表面處理產品比較適合采用該工藝。
硅微粉生產工藝流程無論是干法研磨還是濕法研磨,磨機中還應加入幾種直徑按要求配比的磨球,又稱磨礦介質。根據進料粒度大小和產品粒度要求,磨礦介質的直徑和配比是不同的,研磨時間也是不同的。為了避免物料在研磨時被污染,使用的磨礦介質應是非金屬材料如氧化鋁陶瓷球或硅石;磨機的桶體內也必須襯高強度耐磨材料如氧化鋁陶瓷、硅石或聚氨脂橡膠。
根據不同制作工藝而生產的硅微粉其品質也不相同,按硅微粉生產工藝流程的不同可以劃分為:熔融硅微粉、結晶硅微粉、活性硅微粉、方石英硅微粉共四種。
結晶硅微粉生產工藝流程:是選用高品位天然石英為原料,經過獨特的無鐵研磨工藝來生產加工制成的,其顏色白、質純。由于此項工藝成熟,所以具有穩(wěn)定的物理、化學特性以及合理、可控的粒度分布。結晶硅微粉又可以劃分為高純度的結晶硅微粉、電子級的結晶硅微粉和一般填料級的結晶硅微粉。
活性硅微粉生產工藝流程:是經過其獨特的工藝流程,選用硅烷等材料來對硅微粉顆粒進行表面改性處理,從而增強了硅微粉的憎水性能、提高了混合料以及填充系統(tǒng)的機械和化學特性。由于它所具有的這些性能,所以被廣泛應用到國防科技和電子等領域。
方石英硅微粉生產工藝流程:是選取優(yōu)質的天然石英為原料,通過高溫煅燒之后而獲得的高純度硅石,通過急冷從而改變它的晶體結構,再進行粉碎制成的硅微粉,它的主晶相是方石英。由于它的化學性質穩(wěn)定,具有合理有序、可控的粒度分布,因此被廣泛應用到陶瓷釉料、橡膠填料等領域。
(3)從形貌上可分為:角形硅微粉和球形硅微粉。
(4)高技術硅微粉可分為:超細硅微粉、球形硅微粉、高純硅微粉。
超細硅微粉生產工藝流程:是以高純天然石英為原料,經人工精選、清洗提純,再經超細研磨和分級技術,制造出SiO2粉體系列產品。采用了先進的分級技術達到了超細的顆粒直徑和均勻的分布特點,細度可達8000目,使其更具有補強性和加工流動性。