[发明专利]低碳高效能纳米硅酸锆制造方法及制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械法加工纳米无机非金属材料领域，具体的说，是涉及一种低碳高效能纳米硅酸锆制造方法。

背景技术

硅酸锆(ZrSiO₄)俗称矽酸锆，是由天然锆英石经超细粉碎，除铁、钛加工，表面改性处理等工艺加工而成。其产品属于化工产品类，主要用作陶瓷坯釉的乳白剂。我国的硅酸锆加工始于1992年，其主要设备是搅拌球磨机，磨介为Φ8mm的钇稳定氧化锆研磨球，采用单台周期式研磨工艺，硅酸锆粉细度为:D₅₀≦1.5μm，烘干采用喷雾干燥塔，该工艺的特点是效率低、成本高、粉尘大。1998年国内部分企业为降低成本，采用Φ8m钢球为磨介研磨，后酸洗除铁，压滤机脱水工艺制造硅酸锆。但由于严重污染环境和产品质量不稳定，在2003年被淘汰。

2003年至今，国内硅酸锆企业逐步采用“球磨机(Φ8-13mm铝球)+搅拌球磨机(Φ2mm-6mm氧化锆球)+压滤机脱水+闪蒸干燥”工艺，该工艺具有成本低，自动化程度高，质量稳定的优点，且硅酸锆粉体细度达到D₅₀≦1.05μm，能基本满足陶瓷产品对硅酸锆性能指标的要求。目前，国内外大部分硅酸锆企业的硅酸锆生产线虽各有自己的特点，基本都采用该工艺进行生产。但是，随着陶瓷企业自我升级，他们对硅酸锆的技术性能指标和成本指标都提出更高的要求，例如，对硅酸锆的细度达到纳米级，因为纳米级别的硅酸锆在陶瓷釉面上用后，产品更白、更亮、自洁、耐磨、辐射更低，而且要用相对较低的成本制造出来。而现有的工艺在设备、机理、磨介和辅助材料诸方面都无法满足高效低成本制造纳米硅酸锆的需求。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种以低碳、绿色、可循环、高效方式的低碳高效能纳米硅酸锆制造方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种低碳高效能纳米硅酸锆制造方法，包括如下步骤：

1)、精选锆英砂；

2)、高能滚筒式超细球磨机加工工序；

3)、中转储料工序；

由5台×17m³的不锈钢罐组成，底部设有气动搅拌装置；接受上工序来料储存，为下道工序供应稳定的料浆；

4)、高效能搅拌式纳米球磨机加工工序；

5)、二级储浆罐工序：

由2台×17m³的不锈钢罐组成，底部设有气动搅拌装置，用以接受上工序来料储存，为下道工序供应稳定的料浆；

6)、纳米料浆料水分离工序：

7)、硅酸锆液体包装工序。

所述高能滚筒式超细球磨机加工工序步骤为：

将48吨铝球，12吨锆英砂，8吨水，2kg硝酸，4kg氯化锌加入球磨机中，将磨盖盖好拧紧；

开启运行，在运行开始一小时内，电流维持在380A，随后电流逐渐降低至350A，自动控制系统开始运行，通过变频器调高磨机转速，电流达到350A—360A之间，以保持球磨机的高能运行状态，运行时间为23小时；

在球磨机运行期间，磨机表面温度达到50度时，降温系统自动开 启，对磨机表面喷水降温，降温冷却水循环使用；

磨机运行停止后，打开磨盖取样测试，测试达到规定细度D50≦0.8μm，换上放浆阀盖，将球隔离在磨机内，料浆泵入中转储浆罐内；

下一个循环开始；磨机内的8吨水首先由料水分离工序分离出的工艺水供应，不足部分用新水补齐。

所述高效能搅拌式纳米球磨机加工工序步骤为：

本工序使用4组高效能搅拌磨机组，每组由3台搅拌磨主机、4台76升多功能冷却储料罐组成；

每组储料罐分别于进料主管道、搅拌磨、出料总管道串联组成一组独立系统；从第三台磨出来的料浆为合格料浆；通过测试料浆细度，来控制泥浆流量大小；4组高效能搅拌磨机组独立运行，料浆汇入二级储料罐。

所述纳米料浆料水分离工序，使用3台纳米料浆料水分离装置，分别为：1#、2#和3#纳米料浆料水分离装置，包括如下步骤：

①、料浆通过进料泵进入料浆至1#、2#纳米料浆料水分离装置，各加入料浆20吨，料浆固含量为20％，然后加入硝酸1公斤、氯化锌8公斤化学试剂，用气动搅拌装置搅拌15分钟；沉浆18小时，水分达到63％时，再次开动气动搅拌15分钟；然后用泵泵入3#机中；然后开启下一次循环；