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矽微粉的加工(gōng)工(gōng)藝及設備簡介

發布時間:2021.11.23

1、矽微粉原料的選礦提純

 我國(guó)的矽質(zhì)原料資源豐富,有(yǒu)水晶、半透明及乳白色脈石英、變質(zhì)石英岩、沉積石英砂岩、粉石英等類型。為(wèi)了滿足矽微粉用(yòng)原材料的要求,部分(fēn)類型的矽質(zhì)原料必須經過選礦提純達到質(zhì)量标準後,才能(néng)用(yòng)來加工(gōng)矽微粉。

 選礦提純一般是将雜質(zhì)含量較高的矽質(zhì)原料經過破碎、篩分(fēn)、磨礦,使二氧化矽與雜質(zhì)充分(fēn)解離。在實際生産(chǎn)中(zhōng),根據要求的質(zhì)量進行提純。或是經過浮選、磁選除雜質(zhì),或是經過水洗分(fēn)級除雜質(zhì),或是經過酸洗除雜質(zhì),幹燥後,作(zuò)為(wèi)矽微粉的原材料。

 2、熔融矽微粉原料的加工(gōng)

 熔融矽微粉又(yòu)稱無定形矽微粉或非晶态矽微粉。用(yòng)破碎、研磨和分(fēn)級方法生産(chǎn)的熔融矽微粉其原材料是熔煉石英。

 熔煉石英生産(chǎn)工(gōng)藝:

 先将矽質(zhì)原料破碎到10~20mm的小(xiǎo)塊料,采用(yòng)堆積酸浸法,除去表面雜質(zhì),再用(yòng)清水洗淨後幹燥。将清潔、幹燥的小(xiǎo)塊料投入熔煉石英爐中(zhōng),接通矽碳棒電(diàn)源;經過高溫(1 800~2 000℃)熔煉約10h後,出爐急冷破碎,經手選,再經純化酸洗、脫酸、去離子水清洗,幹燥後成為(wèi)無定形矽微粉的原材料。

 3、矽微粉的生産(chǎn)工(gōng)藝及設備

 A、不規則形狀(角形)矽微粉的生産(chǎn)工(gōng)藝及設備

 角形矽微粉是用(yòng)矽微粉原材料經研磨而得到的外形無規則多(duō)呈棱角狀的矽微粉。角形矽微粉根據其原材料的不同又(yòu)分(fēn)為(wèi)角形結晶矽微粉(原料為(wèi)天然石英晶體(tǐ))和角形熔融矽微粉(原料為(wèi)熔融無定型二氧化矽)。

 角形矽微粉的主要生産(chǎn)設備有(yǒu)球磨機、振動磨、微粉分(fēn)級機和烘幹機。下面分(fēn)别簡要介紹其工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)。

 球磨機:可(kě)以是幹法也可(kě)以是濕法研磨物(wù)料。當球磨機運轉時,磨礦介質(zhì)與物(wù)料一起被提升到一定高度後下落,如此反複進行,處于磨礦介質(zhì)之間及磨礦介質(zhì)與磨機桶壁之間的物(wù)料受到沖擊和物(wù)料在磨礦介質(zhì)的滾動、滑動過程中(zhōng)被研磨成細粉。

 振動磨:利用(yòng)磨礦介質(zhì)受磨機的振動作(zuò)用(yòng),在磨機腔體(tǐ)内滑動、滾動而對物(wù)料進行研磨。微粉分(fēn)級機的分(fēn)級原理(lǐ)是:物(wù)料被風機抽吸到分(fēn)級室内,在高速運轉的分(fēn)級轉子和分(fēn)級葉片之間被分(fēn)級;粗物(wù)料沿分(fēn)級筒壁而下,從底部粗粉出口排出;細粉則随氣流穿過轉子葉片的間隙由上部細粉出口排出,從而達到分(fēn)級的目的。

 烘幹機:為(wèi)了保證矽微粉極低的含水率和在幹燥時不受污染以及提高生産(chǎn)效率、節約能(néng)源而采用(yòng)空心軸攪拌烘幹機,其工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)是:物(wù)料從進料口進入烘幹機内,由空心槳葉輸送至出料口出料;物(wù)料在被輸送過程中(zhōng),受空心槳葉攪拌并由空心槳葉和機體(tǐ)夾套同時加熱,水分(fēn)被蒸發而烘幹。

 B、球形矽微粉的生産(chǎn)工(gōng)藝及設備

 目前國(guó)外球形矽微粉的生産(chǎn)有(yǒu):高溫熔融噴射法、氣體(tǐ)火焰法、液相中(zhōng)控制正矽酸乙脂、四氯化矽的水解法等工(gōng)藝。在此給讀者介紹的是氣體(tǐ)燃燒火焰成球法:

 成球機理(lǐ):

 高溫火焰噴槍噴出1600~2000℃的高溫火焰,當粉體(tǐ)進入高溫火焰區(qū)時其角形表面吸收熱量而呈熔融狀态,熱量進一步被傳遞到粉體(tǐ)内部,粉體(tǐ)顆粒完全呈熔融狀态。在表面張力的作(zuò)用(yòng)下,物(wù)體(tǐ)總是要趨于穩定狀态,而球形則是最穩定狀态,從而達到産(chǎn)品成球目的。

主要生産(chǎn)設備

粉料定量輸送系統、燃氣量控制和混合裝(zhuāng)置、氣體(tǐ)燃料高溫火焰噴槍、冷卻回收裝(zhuāng)置。

粉料定量輸送系統用(yòng)氣力輸送的方法将要加工(gōng)成球形矽微粉的粉料按照規定的給料量連續、均勻地輸送到高溫火焰中(zhōng)。

燃氣量控制和混合裝(zhuāng)置可(kě)根據火焰溫度、火焰長(cháng)度和剛度調節、控制燃氣量和助燃氣體(tǐ)量,并将燃氣與助燃氣體(tǐ)充分(fēn)混合後送到高溫火焰噴槍。

氣體(tǐ)燃料高溫火焰噴槍将混合燃料氣體(tǐ)(混合入助燃氣體(tǐ))和非球形矽微粉物(wù)料同時噴出,點火後産(chǎn)生高溫火焰,熔融分(fēn)散的矽微粉,使之成為(wèi)球形矽微粉。

冷卻回收裝(zhuāng)置将已被熔融且分(fēn)散的高溫球形矽微粉,迅速冷卻避免出現析晶現象,并将冷卻後的球形矽微粉在收集器中(zhōng)回收。


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