低碳高效能納米硅酸鋯制造方法及制造裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機械法加工納米無機非金屬材料領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種低碳高 效能納米硅酸鋯制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅酸鋯（ZrSiO4)俗稱矽酸鋯，是由天然鋯英石經(jīng)超細粉碎，除鐵、鈦加工，表面改 性處理等工藝加工而成。其產(chǎn)品屬于化工產(chǎn)品類，主要用作陶瓷坯釉的乳白劑。我國的硅 酸鋯加工始于1992年，其主要設(shè)備是攪拌球磨機，磨介為Φ 8mm的釔穩(wěn)定氧化鋯研磨球，采 用單臺周期式研磨工藝，硅酸鋯粉細度為：D5。= 1.5 μm，烘干采用噴霧干燥塔，該工藝的特 點是效率低、成本高、粉塵大。1998年國內(nèi)部分企業(yè)為降低成本，采用Φ8πι鋼球為磨介研 磨，后酸洗除鐵，壓濾機脫水工藝制造硅酸鋯。但由于嚴重污染環(huán)境和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，在 2003年被淘汰。
[0003] 2003年至今，國內(nèi)硅酸鋯企業(yè)逐步采用"球磨機（Φ8-13πιπι鋁球）+攪拌球磨機 (Φ 氧化錯球）+壓濾機脫水+閃蒸干燥"工藝，該工藝具有成本低，自動化程度高， 質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點，且硅酸鋯粉體細度達到D 5。5 1. 05 μ m，能基本滿足陶瓷產(chǎn)品對硅酸鋯性 能指標的要求。目前，國內(nèi)外大部分硅酸鋯企業(yè)的硅酸鋯生產(chǎn)線雖各有自己的特點，基本都 采用該工藝進行生產(chǎn)。但是，隨著陶瓷企業(yè)自我升級，他們對硅酸鋯的技術(shù)性能指標和成本 指標都提出更高的要求，例如，對硅酸鋯的細度達到納米級，因為納米級別的硅酸鋯在陶瓷 釉面上用后，產(chǎn)品更白、更亮、自潔、耐磨、輻射更低，而且要用相對較低的成本制造出來。而 現(xiàn)有的工藝在設(shè)備、機理、磨介和輔助材料諸方面都無法滿足高效低成本制造納米硅酸鋯 的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種以低碳、綠色、可循環(huán)、高效方式的 低碳高效能納米娃酸錯制造方法。
[0005] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
[0006] -種低碳高效能納米硅酸鋯制造方法，包括如下步驟：
[0007] 1)、精選鋯英砂；
[0008] 2)高能滾筒式超細球磨機加工工序；
[0009] 3)、中轉(zhuǎn)儲料工序；
[0010] 由5臺X 17m3的不銹鋼罐組成，底部設(shè)有氣動攪拌裝置；接受上工序來料儲存，為 下道工序供應(yīng)穩(wěn)定的料漿；
[0011] 4)、高效能攪拌式納米球磨機加工工序；
[0012] 5)、二級儲漿罐工序：
[0013] 由2臺X17m3的不銹鋼罐組成，底部設(shè)有氣動攪拌裝置，用以接受上工序來料儲 存，為下道工序供應(yīng)穩(wěn)定的料漿；
[0014] 6)、納米料漿料水分離工序：
[0015] 7)、硅酸鋯液體包裝工序。
[0016] 所述高能滾筒式超細球磨機加工工序步驟為：
[0017] 將48噸鋁球，12噸鋯英砂，8噸水，2kg硝酸，4kg氯化鋅加入球磨機中，將磨蓋蓋 蓋好抒緊；
[0018] 開啟運行，在運行開始一小時內(nèi)，電流維持在380A，隨后電流逐漸降低至350A，自 動控制系統(tǒng)開始運行，通過變頻器調(diào)高磨機轉(zhuǎn)速，電流達到350A - 360A之間，以保持球磨 機的高能運行狀態(tài)，運行時間為23小時；
[0019] 在球磨機運行期間，磨機表面溫度達到50度時，降溫系統(tǒng)自動開啟，對磨機表面 噴水降溫，降溫冷卻水循環(huán)使用；
[0020] 磨機運行停止后，打開磨蓋取樣測試，測試達到規(guī)定細度D50蘭0. 8 μ m，換上放漿 閥蓋，將球隔離在磨機內(nèi)，料漿栗入中轉(zhuǎn)儲漿罐內(nèi)；
[0021] 下一個循環(huán)開始；磨機內(nèi)的8噸水首先由料水分離工序分離出的工藝水供應(yīng)，不 足部分用新水補齊。
[0022] 所述高效能攪拌磨加工工序步驟為：
[0023] 本工序使用4組高效能攪拌磨機組，每組由3臺攪拌磨主機、4臺76升多功能冷卻 儲料罐組成；
[0024] 每組儲料罐分別于進料主管道、攪拌磨、出料總管道串聯(lián)組成一組獨立系統(tǒng)；從第 三臺磨出來的料漿為合格料漿；通過測試料漿細度，來控制泥漿流量大??；4組高效能攪拌 磨機組獨立運行，料漿匯入二級儲料罐。
[0025] 所述納米料漿料水分離工序，使用3臺納米料漿料水分離裝置，分別為：1#、2#和 3#納米料漿料水分離裝置，包括如下步驟：
[0026] ①、料漿通過進料栗進入料漿至1#、2#納米料漿料水分離裝置，各加入料漿20噸， 料漿固含量為20%，然后加入硝酸1公斤、氯化鋅8公斤化學(xué)試劑，用氣動攪拌裝置攪拌15 分鐘；沉漿18小時，水分達到63%時，再次開動氣動攪拌15分鐘；然后用栗栗入3#機中； 然后開啟下一次循環(huán)；
[0027] ②、向3#納米料漿料水分離裝置中，加入助劑硝酸1公斤、氯化鋅8公斤，開啟3# 氣動攪拌裝置，攪拌15分鐘；靜置沉降18小時，至55%的水分含量后栗入成品罐；然后開 啟下一次循環(huán)；
[0028] ③、當(dāng)夾層中的液位到達液位探針最高處時，自動開啟電磁球閥，排出夾層中的水 分；排出水分栗入球磨機加水計量桶內(nèi)，重復(fù)使用。
[0029] 所述硅酸鋯液體包裝工序包括如下步驟：
[0030] 將料水分離好的含水量在47%左右的料漿，栗入20m3的計量罐內(nèi)；開動罐內(nèi)的氣 動攪拌裝置15分鐘，測試水分；將罐內(nèi)料漿水分精確調(diào)制45%。向罐內(nèi)加入干料萬分之一 的硝酸，攪拌10分鐘；則可制得成品料漿；
[0031] 成品料漿中加入1/1000干料重量的碳酸鈉，攪勻30分鐘，6小時后可解聚料水分 離時的料漿輕微團聚，成為分散均勻的納米硅酸鋯料漿。
[0032] -種低碳高效能納米硅酸鋯的制造裝置，包括：高能滾筒式超細球磨機、高效能攪 拌式納米球磨機和納米料漿料水分離裝置。
[0033] 所述高能滾筒式超細球磨機包括基礎(chǔ)，所述基礎(chǔ)上設(shè)置有左支座和右支座，所述 左支座和右支座上設(shè)置有軸承裝配組件，軸承裝配組件上設(shè)置有球磨筒體，所述球磨筒體 的筒壁上設(shè)置有進料口和出漿口，所述球磨筒體通過末級皮帶與減速機構(gòu)相連接；減速機 構(gòu)與變頻電機相連接；變頻電機與變頻控制箱相連接，球磨筒體內(nèi)設(shè)置研磨體，其特征在 于：所述球磨筒體內(nèi)設(shè)置有中心攪拌器；所述中心攪拌器為中心隔離筒；中心隔離筒軸線 與球磨筒體軸線相重合；所述中心隔離筒兩側(cè)端部與球磨筒體左右端面固定連接；所述中 心隔離筒直徑為球磨筒體直徑的五分之一；所述中心隔離筒由150mm厚的氧化鋁陶瓷襯板 制成。
[0034] 所述高效能攪拌式納米球磨機，包括機架，所述機架上方設(shè)置有減速機，所述機架 下方設(shè)置有支撐座，所述支撐座上設(shè)置有震動彈簧；所述震動彈簧上設(shè)置有攪拌筒；所述 攪拌筒上方設(shè)置有蓋體，所述蓋體中心設(shè)置有通孔；所述攪拌筒中心設(shè)置有攪拌軸，攪拌 軸上端從蓋體通孔伸出與減速機輸出軸相連接；所述攪拌軸上設(shè)置有攪拌棒；所述攪拌筒 為分體結(jié)構(gòu)，由呈圓臺形的上部攪拌筒和呈圓臺形的下部攪拌筒構(gòu)成；上部攪拌筒的長口 直徑在下；下部攪拌筒的長口直徑在上；上部攪拌筒和下部攪拌筒通過法蘭相連接；所述 下部攪拌筒設(shè)置有進料口，上部攪拌筒設(shè)置有出料口；所述攪拌棒的棒頭距離筒壁的距離 為15毫米；所述攪拌棒設(shè)置在下部攪拌筒；所述攪拌棒下部棒短，上部棒長；所示攪拌棒由 5-8根構(gòu)成，整體呈圓臺形狀；所述攪拌筒長口直徑為900毫米，短口直徑為700毫米。
[0035] 所述納米料漿料水分離裝置，包括：箱體，所述箱體內(nèi)壁設(shè)置有不銹鋼網(wǎng)板；所述 不銹鋼網(wǎng)板內(nèi)表面設(shè)置有濾布；所述箱體底部呈凸面結(jié)構(gòu)由三層組成，底層為不銹鋼圓管 焊接的承重支架，中間層為保證上層濾布平整不下墜的不銹鋼網(wǎng)板，上層為濾布；所述箱體 下部設(shè)置有排水栗；所述箱體通過管道與輸漿栗和進漿栗相連接；所述箱體底部設(shè)置有氣 動攪拌裝置；所述氣動攪拌裝置的結(jié)構(gòu)為：為平放于箱體底部周邊的環(huán)形不銹鋼圓管，不 銹鋼圓管形狀與箱體底形狀相適應(yīng)，與箱體底部無連接；進氣口設(shè)在兩端，垂直于圓管向上 伸出容器外并與氣路連接；出氣口為整個管路均布每200_-組，每組由兩個直徑為1. 5_ 的圓孔構(gòu)成，一個圓孔垂直于底面設(shè)置，另一個圓孔垂直內(nèi)壁設(shè)置并朝向內(nèi)側(cè)；所述濾布為 納米級篩網(wǎng)。
[0036] 本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)的有益效果：
[0037] 本發(fā)明低碳高效能納米硅酸鋯制造方法，通過將傳統(tǒng)的球磨機改進為高能滾筒式 超細球磨機，將傳統(tǒng)攪拌球磨機改進為高效能攪拌式納米球磨機，新發(fā)明納米料漿料水分 離機組，使硅酸鋯產(chǎn)品從微米級時代進入到高效納米級加工生產(chǎn)時代。在硅酸鋯行業(yè)首次 使用液體包裝技術(shù)，省掉了烘干工序，降低成本，無碳排放，實現(xiàn)了納米硅酸鋯生產(chǎn)的低碳、 綠色、循環(huán)的生產(chǎn)銷售方式。
【附圖說明】
[0038] 圖1是現(xiàn)有硅酸鋯工藝流程圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明低碳高效能納米硅酸造方法工藝流程圖；
[0040] 圖3是現(xiàn)有滾筒式球磨機的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖4是圖3的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖5是本發(fā)明中高能滾筒式超細球磨機的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖6是圖5的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖7是現(xiàn)有技術(shù)的攪拌式納米球磨機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖8是圖7的A的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046] 圖9是本發(fā)明中高效能攪拌式納米球磨機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖10是圖9的B的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048] 圖11是本發(fā)明中高效能攪拌式納米球磨機的攪拌軸與攪拌棒的連接主視結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0049] 圖12是本發(fā)明中高效能攪拌式納米球磨機的攪拌軸與攪拌棒的連接俯視結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0050] 圖13是現(xiàn)有技術(shù)的壓濾機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖14是現(xiàn)有技術(shù)的