本發(fā)明屬于技術(shù)冰晶石生產(chǎn)，具體涉及一種冰晶石的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

1、無機(jī)硅烷法是生產(chǎn)多晶的常用方法之一，但是每生產(chǎn)1噸多晶硅至少要產(chǎn)生4.5噸雜質(zhì)含量較高的單冰晶石，其主要成分為四氟鋁酸鈉(naalf4)、鋁單質(zhì)、含硅化合物等，因其成分復(fù)雜，難處理，很多企業(yè)采用堆放或掩埋的方式處理，這既造成環(huán)境污染，又造成資源浪費(fèi)。

2、冰晶石(na3alf6)能夠溶解氧化鋁，是冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法的重要熔劑，可以由單冰晶石與氫氟酸、燒堿結(jié)晶后結(jié)晶、干燥制得，這樣既解決了污染問題又利用了資源。但是，在原結(jié)晶工藝中，由于反應(yīng)在瞬間完成，溶液局部產(chǎn)生過飽和，生成大量細(xì)小結(jié)晶，造成后續(xù)處理困難，能源消耗高、包裝物體積大，難以滿足部分生產(chǎn)企業(yè)需求(如，部分顧客要求冰晶石松裝密度達(dá)到0.8g/cm3以上，但采用上述工藝生產(chǎn)的冰晶石成品松裝密度只能達(dá)到0.6g/cm3)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種冰晶石的生產(chǎn)工藝。

2、本發(fā)明的一種冰晶石的生產(chǎn)工藝的技術(shù)方案是：

3、一種冰晶石的生產(chǎn)工藝，所述生產(chǎn)工藝中使用到的設(shè)備包括溶解釜、結(jié)晶釜、過濾器以及干燥器，所述結(jié)晶釜包括釜體，所述釜體內(nèi)設(shè)有攪拌器以及同軸布置在攪拌器外側(cè)的導(dǎo)流筒，所述攪拌器包括攪拌軸、螺旋葉片以及攪拌槳，所述螺旋葉片設(shè)置在位于導(dǎo)流筒內(nèi)的攪拌軸上，所述攪拌槳位于攪拌軸的下端，所述釜體上設(shè)有下端分別伸入導(dǎo)流筒內(nèi)中部位置的燒堿進(jìn)管、料漿進(jìn)管，所述導(dǎo)流筒的筒壁內(nèi)設(shè)有冷卻環(huán)腔，所述釜體上設(shè)有與冷卻環(huán)腔連通的冷卻液進(jìn)管、冷卻液出管；

4、所述生產(chǎn)工藝包括以下工序：

5、溶漿：將稀氫氟酸輸送至溶解釜內(nèi)，向溶解釜內(nèi)加入單冰晶石進(jìn)行溶漿；

6、結(jié)晶：將溶解釜內(nèi)的料漿和燒堿按比例加入至結(jié)晶釜內(nèi)的導(dǎo)流筒內(nèi)，調(diào)整ph值，控制反應(yīng)終點(diǎn)；在此過程中，料漿和燒堿在攪拌器作用下充分混合并被向上輸送、流出導(dǎo)流筒，釜體底部漿液進(jìn)入導(dǎo)流筒內(nèi)，持續(xù)循環(huán)；

7、過濾：從結(jié)晶釜流出的漿料進(jìn)入過濾器，過濾后的軟膏狀冰晶石進(jìn)入干燥器，濾液進(jìn)入溶解釜中，軟膏狀冰晶石干燥后，得到成品冰晶石。

8、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述釜體的內(nèi)壁上設(shè)有若干個(gè)空心的換熱柱，所述換熱柱與冷卻環(huán)腔連通，所述冷卻環(huán)腔內(nèi)設(shè)有若干個(gè)與換熱柱一一對(duì)應(yīng)的冷卻液箱，所述冷卻液箱內(nèi)導(dǎo)向密封安裝有活塞板，所述活塞板與冷卻液箱形成密封腔體，所述密封腔體通過連接管與換熱柱內(nèi)部連通，所述冷卻液箱上設(shè)有從密封腔體內(nèi)向連接管內(nèi)進(jìn)液的出液?jiǎn)蜗蜷y，所述冷卻液箱上設(shè)有向密封腔體進(jìn)液的進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y，所述換熱柱內(nèi)導(dǎo)向插裝有推桿，所述推桿的端部穿過冷卻液箱并進(jìn)入冷卻環(huán)腔內(nèi)，所述推桿與活塞板固定連接，位于所述密封腔體內(nèi)的推桿上套裝有復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧的兩端分別與活塞板、冷卻液箱固定連接，所述推桿內(nèi)設(shè)有連通冷卻環(huán)腔以及換熱柱內(nèi)部的流道。

9、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述換熱柱傾斜向下布置，所述換熱柱的軸線與水平線的夾角為45°～60°，所述換熱柱位于導(dǎo)流筒內(nèi)部的一端設(shè)有推板，所述推板與換熱柱垂直固定連接。

10、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)流筒內(nèi)壁上設(shè)有若干個(gè)凹陷，所述凹陷的數(shù)量與換熱柱的數(shù)量相等，若干個(gè)所述換熱柱一一對(duì)應(yīng)固定連接在所述凹陷內(nèi)，若干個(gè)所述凹陷呈多圈布置，各圈所述凹陷在導(dǎo)流筒軸向上均勻間隔布置，每圈所述凹陷在導(dǎo)流筒軸向上均勻間隔布置。

11、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述釜體的底部呈錐形結(jié)構(gòu)，所述釜體的底部中心位置設(shè)有出料管，所述出料管上設(shè)有出料閥，所述導(dǎo)流筒通過固定桿固定連接在釜體上。

12、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，結(jié)晶工序中，攪拌器的攪拌轉(zhuǎn)速為75-80r/min，控制結(jié)晶釜內(nèi)降溫的速率為10-15℃/h。

13、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，溶解釜、結(jié)晶釜、過濾器以及干燥器中的至少一個(gè)采用兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)使用方式。

14、本發(fā)明提供了一種冰晶石的生產(chǎn)工藝，相比于現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果是：

15、本發(fā)明的冰晶石的生產(chǎn)工藝的結(jié)晶工序中將料漿和燒堿按比例加入至結(jié)晶釜內(nèi)，為了結(jié)晶后的冰晶石松裝密度達(dá)到要求，對(duì)結(jié)晶釜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)。通過設(shè)置導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒內(nèi)設(shè)計(jì)冷卻環(huán)腔，料漿和燒堿進(jìn)入導(dǎo)流筒的中部位置，攪拌器將料漿和燒堿混合均勻，并將漿液向上輸送，漿液從導(dǎo)流筒上側(cè)流出，底部的漿液被攪拌器輸送至導(dǎo)流筒內(nèi)，如此反復(fù)，提高了料漿與燒堿混合均勻度，導(dǎo)流筒內(nèi)的冷卻環(huán)腔對(duì)漿液進(jìn)行降溫。在此過程中，向上運(yùn)動(dòng)的漿液通過推板推動(dòng)推桿向換熱柱內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，推桿帶動(dòng)活塞板運(yùn)動(dòng)，活塞板壓縮復(fù)位彈簧，活塞板將密封腔體內(nèi)的冷卻液壓入至連接管內(nèi)，連接管內(nèi)的冷卻液進(jìn)入換熱柱內(nèi)，換熱柱與料漿、燒堿接觸，對(duì)其進(jìn)一步降溫。換熱柱內(nèi)的冷卻液在重力作用下向下部流動(dòng)，與料漿、燒堿換熱后溫度升高，后進(jìn)入換熱柱內(nèi)的冷卻液將底部經(jīng)換熱后升溫的冷卻液壓入至流道內(nèi)，通過流道進(jìn)入冷卻環(huán)腔中，被循環(huán)出去。料漿、燒堿脫離推板時(shí)，活塞板在復(fù)位彈簧作用下運(yùn)動(dòng)，活塞板通過進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y將冷卻環(huán)腔中的冷卻液吸入至密封腔體內(nèi)。當(dāng)料漿、燒堿推動(dòng)推板運(yùn)動(dòng)時(shí)，開啟下一循環(huán)。結(jié)晶釜提高了料漿與燒堿混合均勻度和降溫均勻度，避免了溶液局部產(chǎn)生過飽和，有助于提高冰晶石松裝度。結(jié)晶釜的導(dǎo)流筒內(nèi)壁設(shè)置若干個(gè)圓潤(rùn)的凹陷，形似水立方結(jié)構(gòu)，大幅增加換熱系數(shù)，而且液體流經(jīng)表面時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)剪切，達(dá)到自潔效果，表面不容易結(jié)垢使得結(jié)垢清理周期大幅延長(zhǎng)。

技術(shù)特征：

1.一種冰晶石的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述生產(chǎn)工藝中使用到的設(shè)備包括溶解釜、結(jié)晶釜、過濾器以及干燥器，所述結(jié)晶釜包括釜體，所述釜體內(nèi)設(shè)有攪拌器以及同軸布置在攪拌器外側(cè)的導(dǎo)流筒，所述攪拌器包括攪拌軸、螺旋葉片以及攪拌槳，所述螺旋葉片設(shè)置在位于導(dǎo)流筒內(nèi)的攪拌軸上，所述攪拌槳位于攪拌軸的下端，所述釜體上設(shè)有下端分別伸入導(dǎo)流筒內(nèi)中部位置的燒堿進(jìn)管、料漿進(jìn)管，所述導(dǎo)流筒的筒壁內(nèi)設(shè)有冷卻環(huán)腔，所述釜體上設(shè)有與冷卻環(huán)腔連通的冷卻液進(jìn)管、冷卻液出管；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰晶石的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述釜體的內(nèi)壁上設(shè)有若干個(gè)空心的換熱柱，所述換熱柱與冷卻環(huán)腔連通，所述冷卻環(huán)腔內(nèi)設(shè)有若干個(gè)與換熱柱一一對(duì)應(yīng)的冷卻液箱，所述冷卻液箱內(nèi)導(dǎo)向密封安裝有活塞板，所述活塞板與冷卻液箱形成密封腔體，所述密封腔體通過連接管與換熱柱內(nèi)部連通，所述冷卻液箱上設(shè)有從密封腔體內(nèi)向連接管內(nèi)進(jìn)液的出液?jiǎn)蜗蜷y，所述冷卻液箱上設(shè)有向密封腔體進(jìn)液的進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y，所述換熱柱內(nèi)導(dǎo)向插裝有推桿，所述推桿的端部穿過冷卻液箱并進(jìn)入冷卻環(huán)腔內(nèi)，所述推桿與活塞板固定連接，位于所述密封腔體內(nèi)的推桿上套裝有復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧的兩端分別與活塞板、冷卻液箱固定連接，所述推桿內(nèi)設(shè)有連通冷卻環(huán)腔以及換熱柱內(nèi)部的流道。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冰晶石的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述換熱柱傾斜向下布置，所述換熱柱的軸線與水平線的夾角為45°～60°，所述換熱柱位于導(dǎo)流筒內(nèi)部的一端設(shè)有推板，所述推板與換熱柱垂直固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冰晶石的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述導(dǎo)流筒內(nèi)壁上設(shè)有若干個(gè)凹陷，所述凹陷的數(shù)量與換熱柱的數(shù)量相等，若干個(gè)所述換熱柱一一對(duì)應(yīng)固定連接在所述凹陷內(nèi)，若干個(gè)所述凹陷呈多圈布置，各圈所述凹陷在導(dǎo)流筒軸向上均勻間隔布置，每圈所述凹陷在導(dǎo)流筒軸向上均勻間隔布置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰晶石的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述釜體的底部呈錐形結(jié)構(gòu)，所述釜體的底部中心位置設(shè)有出料管，所述出料管上設(shè)有出料閥，所述導(dǎo)流筒通過固定桿固定連接在釜體上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰晶石的生產(chǎn)工藝，其特征在于，結(jié)晶工序中，攪拌器的攪拌轉(zhuǎn)速為75-80r/min，控制結(jié)晶釜內(nèi)降溫的速率為10-15℃/h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰晶石的生產(chǎn)工藝，其特征在于，溶解釜、結(jié)晶釜、過濾器以及干燥器中的至少一個(gè)采用兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)使用方式。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種冰晶的生產(chǎn)工藝，該冰晶石的生產(chǎn)工藝包括以下工序：溶漿：將稀氫氟酸輸送至溶解釜內(nèi)，向溶解釜內(nèi)加入單冰晶石進(jìn)行溶漿；結(jié)晶：將溶解釜內(nèi)的料漿和燒堿按比例加入至結(jié)晶釜內(nèi)的導(dǎo)流筒內(nèi)，調(diào)整PH值，控制反應(yīng)終點(diǎn)；料漿和燒堿在攪拌器作用下充分混合并被向上輸送、流出導(dǎo)流筒，釜體底部漿液進(jìn)入導(dǎo)流筒內(nèi)，持續(xù)循環(huán)；過濾：從結(jié)晶釜流出的漿料進(jìn)入過濾器，過濾后的軟膏狀冰晶石進(jìn)入干燥器，濾液進(jìn)入溶解釜中，軟膏狀冰晶石干燥后，得到成品冰晶石。本發(fā)明中提高了料漿與燒堿混合均勻度和降溫均勻度，避免了溶液局部產(chǎn)生過飽和，有助于提高冰晶石松裝度。結(jié)晶釜的導(dǎo)流筒內(nèi)壁設(shè)置若干個(gè)圓潤(rùn)的凹陷，形似水立方結(jié)構(gòu)，大幅增加換熱系數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：李凌云,周小平,李文明,李繼濤,馬廣輝,楊紅權(quán),馮好收,周保成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：多氟多新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2