用于控制球形氧化铝粒度的制备装置及其运行工艺、球形氧化铝 |
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| 申请号 | CN202311266576.8 | 申请日 | 2023-09-27 | 公开(公告)号 | CN117326580A | 公开(公告)日 | 2024-01-02 |
| 申请人 | 天津泽希新材料有限公司; | 发明人 | 周文革; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种用于控制球形 氧 化 铝 粒 度的制备装置及其运行工艺、球形氧化铝，涉及球形氧化铝的技术领域，本发明提供的球形氧化铝的制备装置包括依次连接的原料搅拌罐、筛分设备、 水 洗罐、粒度分离机、离心机以及 烘干机 。本发明解决了常规生产工艺不能达到市场对球形氧化铝产品5微米粒度要求的技术问题，达到了组合了各种设备的特性，在各种设备的协同配合下，采用水洗法不仅操作方便、损耗小，而且能够精准控制球形氧化铝产品粒度，使球形氧化铝产品具有精确粒度，能够满足市场对于产品粒度苛刻要求的技术效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于控制球形氧化铝粒度的制备装置，其特征在于，包括依次连接的原料搅拌罐、筛分设备、水洗罐、粒度分离机、离心机以及烘干机。 |
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| 说明书全文 | 用于控制球形氧化铝粒度的制备装置及其运行工艺、球形氧化铝 技术领域背景技术[0002] 目前，球形氧化铝导热市场竞争越来越激烈，市场对5微米粒度的球形氧化铝产品的要求越来越苛刻，对产品中大粒径10微米的要求越来越少，甚至要求控制为零。 [0003] 然而，现有的常规生产工艺并不能达到市场对于球形氧化铝产品的粒度要求。 [0004] 有鉴于此，特提出本发明。 发明内容[0005] 本发明的目的之一在于提供一种用于控制球形氧化铝粒度的制备装置，选型设备为现有成型设备，组合了各种设备的特性，能够利用水洗法，在各种设备的协同配合下，使得球形氧化铝达到市场产品的粒度要求，解决了常规生产工艺不能达到市场对球形氧化铝产品5微米粒度要求的技术问题。 [0006] 本发明的目的之二在于提供一种用于控制球形氧化铝粒度的制备装置的运行工艺，操作方便，损耗小，适合工厂化生产。 [0007] 本发明的目的之三在于提供一种球形氧化铝，能够满足市场对5微米粒度球形氧化铝产品的苛刻要求。 [0008] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案： [0009] 第一方面，一种用于控制球形氧化铝粒度的制备装置，包括依次连接的原料搅拌罐、筛分设备、水洗罐、粒度分离机、离心机以及烘干机。 [0010] 进一步的，所述水洗罐和粒度分离机之间设有磁选机。 [0011] 进一步的，所述离心机和烘干机之间设有皮带机。 [0012] 进一步的，所述筛分设备包括摇摆筛和圆振筛中的至少一种； [0013] 优选地，所述烘干机包括转炉烘干机。 [0014] 第二方面，一种上述任一项所述的制备装置的运行工艺，包括以下步骤： [0015] (a)球形氧化铝原料在原料搅拌罐中与水混合，得到球形氧化铝浆料； [0016] (b)步骤(a)的球形氧化铝浆料进入筛分设备中进行湿法筛分，得到筛下物； [0017] (c)步骤(b)的筛下物进入水洗罐中进行水洗，得到水洗后物料； [0018] (d)步骤(c)的水洗后物料进入粒度分离机中进行粒度分离，得到合格粒度的物料； [0020] (f)步骤(e)的脱水后物料进入烘干机中进行烘干。 [0021] 进一步的，步骤(a)中，所述球形氧化铝浆料的固液比例为1：2～5； [0022] 优选地，所述水的电导率在5us/cm以下。 [0023] 进一步的，步骤(b)中，所述湿法筛分的筛网孔径为20微米； [0024] 优选地，所述筛下物的粒度在20微米以下。 [0025] 进一步的，步骤(d)中，所述粒度分离机的转速为600转/分钟～3000转/分钟； [0026] 优选地，所述合格粒度的物料的粒度为5微米。 [0027] 进一步的，步骤(e)中，所述离心机的转速在1000转/分钟以下； [0028] 优选地，步骤(f)中，所述烘干机的温度在500℃以下； [0029] 优选地，所述烘干机的烘干筒体的转速为2～4转/分钟。 [0030] 第三方面，一种上述任一项所述的运行工艺制备得到的球形氧化铝。 [0031] 与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果： [0032] 本发明提供的用于控制球形氧化铝粒度的制备装置，原料搅拌罐用于将球形氧化铝原料与水混合形成浆料，筛分设备用于浆料的初步颗粒分离，通过调整筛分的筛网孔径，能够去除浆料中的大粒径物料(例如大于20微米的颗粒)，筛出得到筛下物(例如小于20微米的物料)；水洗罐用于将筛下物进行水洗，能够提升物料白度和降低电导率，同时可使物料均化，以及使大小颗粒充分分离；水洗后的物料能够经粒度分离机进行精确的粒度分离，从而得到合格粒度的物料(例如合格的5微米的细颗粒物料)；离心机通过固液分离对合格粒度的物料进行脱水处理，烘干机再对脱水后的物料进行烘干，进而得到产品粒度满足市场要求的球形氧化铝。本发明提供的球形氧化铝粒度的制备装置，组合了各种设备的特性，不仅操作方便，损耗小，而且在各种设备的协同配合下，能够精准控制球形氧化铝的产品粒度，使球形氧化铝产品具有精确粒度，能够满足市场对于产品粒度的苛刻要求。 [0033] 本发明提供的用于控制球形氧化铝粒度的制备装置的运行工艺，操作方便，损耗小，适合工厂化生产。 [0035] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0036] 图1为本发明一种实施方式提供的用于控制球形氧化铝粒度的制备装置的示意图。 具体实施方式[0037] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0038] 根据本发明的第一个方面，提供了一种用于控制球形氧化铝粒度的制备装置，包括依次连接的原料搅拌罐、筛分设备、水洗罐、粒度分离机、离心机以及烘干机。 [0039] 本发明提供的用于控制球形氧化铝粒度的制备装置，原料搅拌罐用于将球形氧化铝原料与水混合形成浆料，筛分设备用于浆料的初步颗粒分离，通过调整筛分的筛网孔径，能够去除浆料中的大粒径物料(例如大于20微米的颗粒)，筛出得到筛下物(例如小于20微米的物料)；水洗罐用于将筛下物进行水洗，能够提升物料白度和降低电导率，同时可使物料均化，以及使大小颗粒充分分离；水洗后的物料能够经粒度分离机进行精确的粒度分离，从而得到合格粒度的物料(例如合格的5微米的细颗粒物料)；离心机通过固液分离对合格粒度的物料进行脱水处理，烘干机再对脱水后的物料进行烘干，进而得到产品粒度满足市场要求的球形氧化铝。 [0040] 本发明提供的球形氧化铝粒度的制备装置，组合了各种设备的特性，不仅操作方便，损耗小，而且在各种设备的协同配合下，能够精准控制球形氧化铝的产品粒度，使球形氧化铝产品具有精确粒度，能够满足市场对于产品粒度的苛刻要求。 [0042] 在一种优选的实施方式中，离心机和烘干机之间还可以设有皮带机，离心机脱水后的物料通过皮带机进入烘干机进行烘干，具有方便、快捷的优势，更有利于提高生产效率。 [0043] 在本发明中，筛分设备包括但不限于摇摆筛和圆振筛中的至少一种，更有利于进一步提高初步颗粒分离的效果；烘干机包括但不限于转炉烘干机，更有利于进一步提高物料的烘干效果。 [0044] 一种用于控制球形氧化铝粒度的典型的制备装置，见图1，包括依次连接的原料搅拌罐、筛分设备、水洗罐、磁选机、粒度分离机、离心机、皮带机以及烘干机； [0046] 湿法筛分的目的是初步的颗粒分离，可以调整筛分的筛网孔径为20微米，从而避免物料分离时大粒径物料过多而影响产量和精确度的问题； [0047] 湿法筛分后的筛下物(例如小于20微米的物料)流入水洗罐中，进行水洗，以提升物料白度和降低电导率； [0048] 水洗罐和磁选机通过泵连接，泵可以为螺杆泵，水洗后的物料在进入粒度分离机之前先进入(电磁)磁选机，以便于除去物料中的磁性物，保证物料质量； [0049] 粒度分离机和离心机通过泵连接，泵可以为螺杆泵，粒度分离机用以对物料进行精确粒度分离，分离后的合格粒度的物料(例如合格的5微米的细颗粒物料)通过泵进入离心机中进行脱水处理，脱水后的物料通过皮带机进入烘干机中进行烘干处理； [0050] 需要说明的是，5微米物料要求去除最大粒径为10微米，粒度分离机的转速可以设定为650转/分钟，分离得到的10微米以上的大颗粒集中进行回收处理，分离得到的合格的5微米的细颗粒物料进入离心机中进行脱水处理。 [0051] 本发明提供的用于控制球形氧化铝粒度的制备设备，解决了常规生产工艺不能达到市场对球形氧化铝产品5微米粒度要求的技术问题，达到了组合了各种设备的特性，在各种设备的协同配合下，采用水洗法不仅操作方便、损耗小，而且能够精准控制球形氧化铝产品粒度，使球形氧化铝产品具有精确粒度，能够满足市场对于产品粒度苛刻要求的技术效果。 [0052] 根据本发明的第二个方面，提供了一种上述任一项所述的制备装置的运行工艺，包括以下步骤： [0053] (a)球形氧化铝原料在原料搅拌罐中与水混合，得到球形氧化铝浆料； [0054] (b)步骤(a)的球形氧化铝浆料进入筛分设备中进行湿法筛分，得到筛下物； [0055] (c)步骤(b)的筛下物进入水洗罐中进行水洗，得到水洗后物料； [0056] (d)步骤(c)的水洗后物料进入粒度分离机中进行粒度分离，得到合格粒度的物料； [0057] (e)步骤(d)的合格粒度的物料进入离心机中进行脱水处理，得到脱水后物料； [0058] (f)步骤(e)的脱水后物料进入烘干机中进行烘干。 [0059] 本发明提供的用于控制球形氧化铝粒度的制备装置的运行工艺，操作方便，损耗小，适合工厂化生产。 [0060] 在一种优选的实施方式中，步骤(a)中，球形氧化铝浆料的固液比例可以为1：2～5，例如可以为1：2、1：3、1：4、1：5，但不限于此；其中，水的电导率可以在5us/cm以下。 [0061] 在一种优选的实施方式中，步骤(b)中，湿法筛分的筛网孔径可以为20微米，筛分得到的筛下物的粒度可以在20微米以下。 [0062] 本发明中，筛分设备进行湿法筛分时的筛网孔径选择20微米，湿法筛分的过程为初步颗粒分离，主要是除去物料中大于20微米的颗粒，筛上物(大于20微米的物料集中处理)，筛下物(小于20微米的物料)流入水洗罐中进行水洗。 [0063] 筛下物进入水洗灌中，开启水洗罐的搅拌装置，其搅拌的转速可以为80～120转/分钟，可根据物料情况调节转速，例如可以调转速为100转/分钟，搅拌20分钟，从而使物料充分混合，使杂质、离子等便于溢出，20分钟后再将转速降低至5转/分钟，之后逐步再往罐中加入纯净水，其中，纯净水的电导率在5us/cm以下，直至把搅拌罐加满，然后停止搅拌，静默等待，静默的目的是便于杂质、离子等脱离漂浮，物料沉淀，从而提升物料白度和降低电导率等；用小风机从罐侧面吹扫水面以除去漂浮杂质，再用水泵从罐上面抽去上层水分，水面降低200mm时停止，然后开启搅拌，主轴转速调为20转/分钟，搅拌10分钟左右，目的是使物料均化和使大小颗粒充分分离。 [0064] 水洗合格后的物料再用泵打到粒度分离机进行精确粒度分离。 [0065] 在一种优选的实施方式中，步骤(d)中，粒度分离机的转速可以为600转/分钟～3000转/分钟，其典型但非限制性的转速例如为600转/分钟、800转/分钟、1000转/分钟、 1200转/分钟、1400转/分钟、1600转/分钟、1800转/分钟、2000转/分钟、2500转/分钟、3000转/分钟。 [0066] 在一种优选的实施方式中，合格粒度的物料的粒度可以为5微米。 [0067] 在步骤(e)中，合格的5微米的细颗粒物料可以通过泵进入离心机中进行脱水处理，其中，离心机的转速可以在1000转/分钟以下，更有利于提高物料的脱水效果。 [0068] 在一种优选的实施方式中，步骤(f)中，脱水后的物料可以通过皮带机进入到烘干机进行烘干；其中，烘干的温度可以控制在500℃以下，烘干机的筒体转速可以为2～4转/分钟，例如可以为2转/分钟、3转/分钟、4转/分钟，但不限于此，更有利于提高物料的烘干效果，保证物料的质量。 [0069] 根据本发明的第三个方面，提供了一种上述任一项所述的运行工艺制备得到的球形氧化铝。 [0070] 本发明提供的球形氧化铝，能够满足市场对5微米粒度球形氧化铝产品的苛刻要求。 [0071] 下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。 [0072] 实施例1 [0073] 一种用于控制球形氧化铝粒度的制备装置，包括依次连接的原料搅拌罐、筛分设备、水洗罐、粒度分离机、离心机以及烘干机； [0074] 原料搅拌罐用于将球形氧化铝原料与水混合形成浆料； [0075] 原料搅拌罐和筛分设备通过泵连接，泵为螺杆泵，原料搅拌罐中的浆料通过泵输送到筛分设备中，其中，筛分设备为摇摆筛或旋振筛； [0076] 筛分设备用于将浆料进行初步颗粒分离，筛分设备的筛网孔径选择20微米，以除去物料中大于20微米的颗粒，筛上物(大于20微米的物料)集中处理，筛下物(小于20微米的物料)流入水洗罐中进行水洗； [0077] 水洗罐用于将筛下物进行水洗，能够提升物料白度和降低电导率，同时可使物料均化，以及使大小颗粒充分分离； [0078] 水洗罐和粒度分离机通过泵连接，泵为螺杆泵，水洗后物料通过泵输送到粒度分离机中； [0079] 粒度分离机用于将水洗后物料进行精确粒度分离，可根据物料最大粒径情况来调节粒度分离机的转速，例如5微米物料要求去除最大粒径为10微米，粒度分离机转速可以设定650转/分钟；粒度分离机分离的10微米以上的大颗粒集中进行回收处理，分离得到合格的5微米的细颗粒物料； [0080] 粒度分离机和离心机通过泵连接，泵为螺杆泵，粒度分离机分离后的合格粒度的物料通过泵进入离心机中进行脱水处理； [0081] 离心机通过固液分离对合格粒度的物料进行脱水处理； [0082] 烘干机用于对脱水后物料进行烘干处理，烘干机为转炉烘干机。 [0083] 实施例2 [0084] 本实施例与实施例1的区别在于，本实施例在水洗罐和粒度分离机之间设有(电磁)磁选机，水洗罐和磁选机通过泵连接，泵为螺杆泵，其余设备及其连接方式均与实施例1相同，得到用于控制球形氧化铝粒度的制备装置。 [0085] 与实施例1相比，本实施例中水洗后的物料在进入粒度分离机之前先进入(电磁)磁选机进行处理，以便于除去物料中的磁性物，保证物料质量。 [0086] 实施例3 [0087] 本实施例与实施例2的区别在于，本实施例在离心机和烘干机之间设有皮带机，其余设备及其连接方式均与实施例2相同，得到用于控制球形氧化铝粒度的制备装置。 [0088] 与实施例2相比，本实施例中离心机脱水后的物料通过皮带机进入烘干机进行烘干，具有方便、快捷的优势，更有利于提高生产效率。 [0089] 实施例4 [0090] 本实施例为实施例3的制备装置的运行工艺，包括以下步骤： [0091] (a)球形氧化铝原料加入到原料搅拌罐中与水混合，形成得到1：2固液比例的浆料； [0092] 其中，原料搅拌罐的主轴速度为45转/分钟，搅拌时间为5分钟；水为电导率5us/cm以下的纯净水； [0093] (b)原料搅拌罐搅拌后的浆料，按6立方/小时的速度，经泵输送到筛分设备中进行湿法筛分，其中，筛网孔径选择20微米； [0094] 湿法筛分为初步颗粒分离，主要是除去物料中大于20微米的颗粒，筛分后的筛上物(大于20微米的物料)集中处理，筛分后的筛下物(小于20微米的物料)流入水洗罐中； [0095] (c)筛下物进入水洗罐中进行水洗，其中，水洗方法包括： [0096] 首先观察水洗罐中液位的位置，距离罐上部200mm，距离不够可加纯净水到位，其中，纯净水的电导率在5us/cm以下； [0097] 然后开启水洗灌的搅拌装置，调搅拌轴转速为100转/分钟，搅拌20分钟，搅拌的目的是使物料充分混合，使杂质、离子等便于溢出； [0098] 20分钟后调整转速降低至5转/分钟，逐步再往罐中加入纯净水，直至把搅拌罐加满，然后停止搅拌，静默等待1小时左右，静默的目的是便于杂质、离子等脱离漂浮，物料沉淀，提升物料白度和降低电导率等； [0099] 1小时后用小风机从罐侧面吹扫水面除去漂浮杂质，再用水泵从罐上面抽去上层水分，水面降低200mm停止；然后开启搅拌，主轴转速调为20转/分钟，搅拌10分钟左右，目的是使物料均化和使大小颗粒充分分离，得到水洗合格的物料(根据工艺参数，可进行多次水洗)，进入粒度分离机； [0100] (d)水洗合格的物料用泵打到粒度分离机进行精确粒度分离，其中，泵流量为4立方/小时，粒度分离机的转速为600转/分钟～3000转/分钟； [0101] 在物料进入粒度分离机之前先进入电磁磁选机中处理，便于除去物料中的磁性物，保证物料质量； [0102] 可根据去除物料最大粒径情况调节粒度分离机转速，5微米物料要求去除最大粒径为10微米，粒度分离机转速设定650转/分钟，粒度分离机分离的10微米以上的大颗粒集中回收处理，分离得到的合格的5微米细颗粒物料进入离心机； [0103] (e)合格的5微米细颗粒物料通过泵进入离心机中进行脱水处理，其中，泵的流量为8立方/小时，离心机的转速为1000转/每分钟，得到脱水后物料，脱水后物料进入烘干机； [0104] (f)脱水后物料通过皮带机进入转炉烘干机中进行烘干，其中，烘干机的温度控制500℃以下，烘干机筒体转速为2转/分钟，得到烘干后物料； [0105] 烘干后物料再经颗粒整形打散和包装等工序，形成得到最终产品。 [0106] 对比例1 [0107] 本对比例与实施例3的区别在于，本对比例中未设置筛分设备，而是将原料搅拌罐直接与水洗罐连接，其余设备及其连接方式均与实施例3相同，得到用于控制球形氧化铝粒度的制备装置。 [0109] 对比例2 [0110] 本对比例与实施例3的区别在于，本对比例未设置粒度分离机，而是将水洗罐通过磁选机与离心机连接，其余设备及其连接方式均与实施例3相同，得到用于控制球形氧化铝粒度的制备装置。 [0111] 与实施例3相比，本对比例的制备装置的缺陷在于，导致无法获取所需的精确粒度的产品。 [0112] 对比例3 [0113] 本对比例与实施例3的区别在于，本对比例以浮选沉降设备替换粒度分离机，其余设备及其连接方式均与实施例3相同，得到用于控制球形氧化铝粒度的制备装置。 [0114] 与实施例3相比，本对比例的制备装置的缺陷在于，浮选沉降会导致产品精确度不够。 [0115] 对比例4 [0116] 本对比例与实施例3的区别在于，本对比例未设置离心机，而是将粒度分离机通过皮带机与烘干机连接，其余设备及其连接方式均与实施例3相同，得到用于控制球形氧化铝粒度的制备装置。 [0117] 与实施例3相比，本对比例的制备装置的缺陷在于，一方面，粒度分离机出来的物料是浆料，这导致无法进行转炉烘干；另一方面，如果使用其他设备进行烘干，则会导致生产成本大幅度升高。 [0118] 对比例5 [0120] 与实施例3相比，本对比例的制备装置的缺陷在于，不仅导致物料损失大，而且所需压滤时间长，导致生产效率低。 [0121] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。 |
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