硅微粉生產(chǎn)工藝
硅微粉是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英經(jīng)高溫熔融、冷卻后的非晶態(tài)SiO2)經(jīng)破碎、球磨(或振動(dòng)、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(chǎn)工藝流程簡介:大塊石英礦物需先經(jīng)破碎,破碎流程應(yīng)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(chǎn)量。然后,經(jīng)提升機(jī)送入料倉中,經(jīng)電磁振動(dòng)給料機(jī)均勻的送入球磨機(jī)進(jìn)行粉磨,粉磨后的粉體送入氣流式分級(jí)機(jī)進(jìn)行分級(jí),粗料返回球磨機(jī)再磨,合格粒級(jí)的粉體經(jīng)旋風(fēng)收集器收集后即為成品石英微粉,可裝袋直接銷售。更細(xì)微粉經(jīng)布袋集成器收集(若所需粉體為D90,可將更細(xì)微粉混入旋風(fēng)收集器得到的石英微粉中),干凈氣體經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出即可。
硅微粉生產(chǎn)工藝流程步驟:
1. 原材料準(zhǔn)備:硅微粉的原材料為硅石,需要經(jīng)過選礦、清洗等環(huán)節(jié),確保原料的純度和化學(xué)成分符合要求。
2. 破碎:硅石通過破碎機(jī)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(jīng)過高溫干燥處理,除去顆粒中的水分和雜質(zhì)。
4. 粉碎:將經(jīng)過干燥處理的硅石顆粒放入球磨機(jī)中進(jìn)行粉碎,通過不同的時(shí)間和介質(zhì)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(chǎn)品的粒徑分布均勻。
6. 包裝:將粒徑合格的硅微粉進(jìn)行包裝,提供給各個(gè)應(yīng)用行業(yè)使用。
硅微粉生產(chǎn)工藝流程采用干法粉碎、再分級(jí)的連續(xù)工作系統(tǒng);其產(chǎn)量較大,設(shè)備操作簡單,維修費(fèi)用低,研磨介質(zhì)及襯板選擇靈活,對(duì)物料的高純度加工污染小,設(shè)備整體運(yùn)行可靠,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)顯而易見。尤其適用于硅微粉的超細(xì)加工,產(chǎn)品白度高、光澤好、品質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定等。但由于球磨機(jī)和分級(jí)機(jī)功能和側(cè)不一樣,因此在生產(chǎn)系統(tǒng)中的配合問題尤為重要,配合得當(dāng),可發(fā)揮各自特點(diǎn),優(yōu)勢互補(bǔ),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(chǎn)工藝流程采用球磨機(jī)加分級(jí)機(jī)工藝生產(chǎn)硅微粉,具有產(chǎn)量較大、研磨介質(zhì)及襯板選擇靈活、污染小、設(shè)備整體運(yùn)行可靠,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,粒度分布可控等特點(diǎn)。
但實(shí)際生產(chǎn)過程中,由于球磨機(jī)和分級(jí)機(jī)通常是兩家企業(yè)生產(chǎn),往往在產(chǎn)量等概念上存在著差異,因此在生產(chǎn)系統(tǒng)中的配合問題尤為重要。若配合應(yīng)用不合理,會(huì)形成功能制約,耗能高,效率低。配合得當(dāng),可發(fā)揮各自優(yōu)勢,使整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)勢互補(bǔ),事半功倍,效率很高。
1、球磨機(jī)貼襯后的有效直徑、長徑比及球磨機(jī)轉(zhuǎn)速
球磨機(jī)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(zhì)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(jī)的有效直徑將減小。在磨機(jī)轉(zhuǎn)速已定的情況下,有效直徑越小,研磨效果越差,產(chǎn)量越低。所以,在選擇磨機(jī)筒體直徑時(shí),應(yīng)充分考慮到貼襯板所減小的有效直徑問題,防止導(dǎo)致物料在磨內(nèi)拋物線減小,不利于物料研磨。
在產(chǎn)能要求確定情況下,球磨機(jī)的長徑比選擇和分級(jí)機(jī)的工藝搭配是一個(gè)關(guān)鍵因素,直接關(guān)系到投資、能耗和產(chǎn)品質(zhì)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(diào)控主要取決于球磨機(jī)長徑比和分級(jí)機(jī)的串并聯(lián)搭配。
2、球磨機(jī)研磨介質(zhì)及襯板的選擇問題
研磨介質(zhì)及襯板的選擇問題,也是制約硅微粉質(zhì)量、產(chǎn)量的一個(gè)很重要的因素。
選用氧化鋁襯板及介球,其優(yōu)點(diǎn)在于氧化鋁襯板薄,磨腔的內(nèi)有效直徑大,介球比重大,有利于物料的粉碎研磨。產(chǎn)量相應(yīng)比球石襯板、介球產(chǎn)量高。其缺點(diǎn)是增大硅微粉品質(zhì)指標(biāo)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(fèi)用。且在研磨時(shí)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(chǎn)品質(zhì)量。
而選用球石襯板及介球,因襯板厚度大,使球磨機(jī)的有效直徑減小20多公分,而且各種球石介質(zhì)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(chǎn)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(shí)磨損量30kg,所以要定時(shí)定量往球磨機(jī)內(nèi)追加介質(zhì)球石,但磨損量可轉(zhuǎn)化為硅微粉產(chǎn)品,所以基本沒有成本費(fèi)用。因球石本身的主要成份就是SiO2,所以不會(huì)導(dǎo)致物料品質(zhì)指標(biāo)的變化,且發(fā)熱率要低于氧化鋁襯板及介球,不會(huì)影響硅微粉的質(zhì)量。另外,球石的價(jià)格低廉,投資少。
4、分級(jí)機(jī)的主要調(diào)節(jié)參數(shù)
分級(jí)機(jī)的渦輪分級(jí)器通過旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)穩(wěn)定的離心力場,通過調(diào)節(jié)分級(jí)器的葉輪片數(shù)、葉輪轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、風(fēng)量及二次風(fēng)柵淘洗器的大小等來調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粒度和產(chǎn)量,如果風(fēng)量過小,則產(chǎn)品粒度容易變細(xì),產(chǎn)量降低,葉輪片數(shù)過少,則易形成高轉(zhuǎn)速,不利于分級(jí),產(chǎn)品質(zhì)量降低;二次風(fēng)柵陶洗器開度過小,粗料中夾雜的細(xì)粉提取不干凈,影響分級(jí)效率。
5、分級(jí)機(jī)的耐磨損處理
由于石英硬度高,對(duì)設(shè)備磨損嚴(yán)重,污染產(chǎn)品,必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行耐磨防護(hù)處理,尤其是電子級(jí)高純硅微粉,對(duì)雜質(zhì)含量要求在幾個(gè)ppm以下,設(shè)備的防護(hù)方法是十分關(guān)鍵的。
所有腔體及管道等靜止件,采用陶瓷或有機(jī)耐磨材料作內(nèi)襯是十分有效可靠的。但分級(jí)轉(zhuǎn)子由于其高速旋轉(zhuǎn),構(gòu)造復(fù)雜,磨損最嚴(yán)重,防護(hù)難度較大。目前立式分級(jí)機(jī)的轉(zhuǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)下瓷片易脫落,運(yùn)轉(zhuǎn)壽命縮短,可靠性降低。臥式分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)子尺寸較小,通常采用整體陶瓷輪或合金輪,但由于其轉(zhuǎn)速相對(duì)更高,磨損仍然較重,對(duì)產(chǎn)品仍具有一定金屬污染,而且葉輪價(jià)格昂貴,尤其是多轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),導(dǎo)致更換維修費(fèi)用大,運(yùn)行成本高。另外陶瓷輪的極限轉(zhuǎn)速受其強(qiáng)度影響,限制了分級(jí)機(jī)的頂點(diǎn)切割和分選細(xì)度。
可采用特制的高分子耐磨材料制作分級(jí)葉輪,其良好的平衡運(yùn)轉(zhuǎn)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(yùn)行成本,對(duì)物料零金屬污染,具有極高的性價(jià)比。
6、球磨機(jī)與分級(jí)機(jī)之間的配合
在球磨機(jī)與分級(jí)機(jī)組成的干法超細(xì)粉碎分級(jí)生產(chǎn)系統(tǒng)中,因?yàn)榍蚰C(jī)的產(chǎn)量大、粉體濃度高,粉體完全依靠負(fù)壓吸送,進(jìn)入分級(jí)葉輪旋轉(zhuǎn)形成的離心力場分級(jí)區(qū)進(jìn)行分級(jí);以及球磨機(jī)腔體內(nèi)已研磨好的產(chǎn)品要及時(shí)排出磨外,所以空氣耗量較大,壓損增加。在選擇引風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)充分考慮風(fēng)壓指標(biāo),以形成所需要的穩(wěn)定的風(fēng)量。
可采用大過濾面積的脈沖布袋收集器,通過調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)量風(fēng)壓,使磨機(jī)內(nèi)的合格產(chǎn)品能及時(shí)提走,以提高球磨機(jī)的研磨效率和產(chǎn)品的分級(jí)效率。
7、球磨機(jī)與分級(jí)機(jī)連接管的調(diào)整
由于球磨機(jī)在連續(xù)工作時(shí),排料管始終處于高濃度排料狀態(tài),而且球磨機(jī)在運(yùn)行中,磨腔內(nèi)一直處于半負(fù)壓狀態(tài),因此分級(jí)機(jī)在與排料管連接時(shí)多采用“三通式直聯(lián)”,留下一個(gè)二次進(jìn)風(fēng)口,并加風(fēng)量調(diào)整閥,以調(diào)整磨機(jī)內(nèi)的風(fēng)量風(fēng)壓;以及分級(jí)機(jī)進(jìn)料管內(nèi)的物料分散。
若調(diào)節(jié)閥開度過小,則易造成球磨機(jī)內(nèi)的風(fēng)量風(fēng)壓太大,形成“風(fēng)掃磨”,影響球磨機(jī)內(nèi)的研磨效果;也不利于分級(jí)機(jī)輸送物料,易形成堵料。開度過大則易造成磨機(jī)內(nèi)的物料過磨,降低產(chǎn)量。
硅微粉生產(chǎn)工藝流程特點(diǎn):
1、 標(biāo)準(zhǔn)的非金屬礦超細(xì)深加工生產(chǎn)線。
2、 球磨機(jī)的選擇,根據(jù)物料的性質(zhì)、產(chǎn)品粒徑和產(chǎn)量要求采用非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),以滿足客戶對(duì)于產(chǎn)品以及在安全和環(huán)境方面的要求。
3、 超細(xì)分級(jí)機(jī)的選擇,根據(jù)產(chǎn)品的不同粒徑要求來選擇不同方式的分級(jí)機(jī)型,每種機(jī)型都具有很寬的產(chǎn)品粒徑調(diào)節(jié)范圍,可滿足下游用戶的不同需求。
4、一條生產(chǎn)線規(guī)模可從1萬噸/年到10萬噸/年,也可同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)產(chǎn)品粒徑,通過對(duì)分級(jí)機(jī)的優(yōu)化組合,確保產(chǎn)品的能耗低,粒度分布佳。
5、 我們通過部分設(shè)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(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
硅微粉生產(chǎn)工藝流程有干法研磨和濕法研磨兩種:
硅微粉生產(chǎn)工藝流程-干法研磨生產(chǎn)工藝:是將硅微粉原料放進(jìn)球磨機(jī)或振動(dòng)磨中研磨,該研磨工藝可以連續(xù)進(jìn)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(shí)間后出料;出料時(shí)要經(jīng)過微粉分級(jí)機(jī)控制粒度,粗的產(chǎn)物返回磨機(jī)再磨或作為產(chǎn)品,細(xì)的則是產(chǎn)品。干法研磨要嚴(yán)格控制入磨物料水分,產(chǎn)品不再干燥。
硅微粉生產(chǎn)工藝流程-濕法研磨生產(chǎn)工藝:是將若干重量硅微粉原料一次投入球磨機(jī)中,加入適量的水,作業(yè)濃度在65%~80%;連續(xù)研磨十幾個(gè)小時(shí)后,倒出料漿,用壓濾方法或放在料桶內(nèi)自然沉淀脫水,得到含水料餅;用打碎機(jī)打碎分散后均勻連續(xù)地投到空心軸攪拌烘干機(jī)中,干燥后得到產(chǎn)品。
濕法產(chǎn)品和干法產(chǎn)品相比,需要干燥和解聚工藝,流程復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高,較少企業(yè)采用此工藝,對(duì)于cut點(diǎn)(大顆粒切斷點(diǎn))5微米以下超細(xì)化并且需要表面處理產(chǎn)品比較適合采用該工藝。
硅微粉生產(chǎn)工藝流程無論是干法研磨還是濕法研磨,磨機(jī)中還應(yīng)加入幾種直徑按要求配比的磨球,又稱磨礦介質(zhì)。根據(jù)進(jìn)料粒度大小和產(chǎn)品粒度要求,磨礦介質(zhì)的直徑和配比是不同的,研磨時(shí)間也是不同的。為了避免物料在研磨時(shí)被污染,使用的磨礦介質(zhì)應(yīng)是非金屬材料如氧化鋁陶瓷球或硅石;磨機(jī)的桶體內(nèi)也必須襯高強(qiáng)度耐磨材料如氧化鋁陶瓷、硅石或聚氨脂橡膠。
根據(jù)不同制作工藝而生產(chǎn)的硅微粉其品質(zhì)也不相同,按硅微粉生產(chǎn)工藝流程的不同可以劃分為:熔融硅微粉、結(jié)晶硅微粉、活性硅微粉、方石英硅微粉共四種。
結(jié)晶硅微粉生產(chǎn)工藝流程:是選用高品位天然石英為原料,經(jīng)過獨(dú)特的無鐵研磨工藝來生產(chǎn)加工制成的,其顏色白、質(zhì)純。由于此項(xiàng)工藝成熟,所以具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)特性以及合理、可控的粒度分布。結(jié)晶硅微粉又可以劃分為高純度的結(jié)晶硅微粉、電子級(jí)的結(jié)晶硅微粉和一般填料級(jí)的結(jié)晶硅微粉。
活性硅微粉生產(chǎn)工藝流程:是經(jīng)過其獨(dú)特的工藝流程,選用硅烷等材料來對(duì)硅微粉顆粒進(jìn)行表面改性處理,從而增強(qiáng)了硅微粉的憎水性能、提高了混合料以及填充系統(tǒng)的機(jī)械和化學(xué)特性。由于它所具有的這些性能,所以被廣泛應(yīng)用到國防科技和電子等領(lǐng)域。
方石英硅微粉生產(chǎn)工藝流程:是選取優(yōu)質(zhì)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(jié)構(gòu),再進(jìn)行粉碎制成的硅微粉,它的主晶相是方石英。由于它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具有合理有序、可控的粒度分布,因此被廣泛應(yīng)用到陶瓷釉料、橡膠填料等領(lǐng)域。
(3)從形貌上可分為:角形硅微粉和球形硅微粉。
(4)高技術(shù)硅微粉可分為:超細(xì)硅微粉、球形硅微粉、高純硅微粉。
超細(xì)硅微粉生產(chǎn)工藝流程:是以高純天然石英為原料,經(jīng)人工精選、清洗提純,再經(jīng)超細(xì)研磨和分級(jí)技術(shù),制造出SiO2粉體系列產(chǎn)品。采用了先進(jìn)的分級(jí)技術(shù)達(dá)到了超細(xì)的顆粒直徑和均勻的分布特點(diǎn),細(xì)度可達(dá)8000目,使其更具有補(bǔ)強(qiáng)性和加工流動(dòng)性。