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金属硅专用磨粉机控制细粉

我公司研发的金属硅专用磨,是经过全国几十个省市、直辖市、自治区的各种矿石,粉磨加工的调研和现场处理后进行研制。专门针对金属硅这类中高硬度物料而开发的实用型磨机。
根据不同的用户对硅的要求,目前国内、国际市场上所需硅粉的细度规格如下:
规格(2mm-10mm) 筛余量(重量)
500um-180um(30目-80目) +500um≤3% -180um≤10%
425um-150um(40目-100目) +425um≤5% -150um≤15%
250um-140um(60目-110目) +250um≤3% -140um≤10%
125um-74um(120目-200目) +125um≤3% -74um≤10%
-74um(-200目) +74um≤5%
-45um(325目) +45um≤5%
5um-1um(2500目-12500目) +5um≤5%
由于金属硅是一种质硬易碎的物料,在粉磨过程中筛余物不能有效的控制,过粉磨现象严重,造成产品浪费大,生产成本高,产品粒径不达标,致使产品没有竞争力。多年来硅粉这一老大难的问题一直困扰着广大硅生产企业和经营硅的老板。
二、
1. 硅粉的生产工艺
以硅块为原料制取硅粉的方法很多。其中效果较好、应用较多的是雷蒙法,对辊法、盘磨法和冲旋法。所用设备相应是雷蒙法、对辊机、盘磨机(也称立磨)和冲旋法。就制粉原理看,前三种是挤压粉碎,后一种是冲击粉碎,就其结构看,相异很大,各有特色,各有优缺点。为便于比较,将有关参数汇总于表1中。
2. 制粉工艺对硅粉反应活性的影响
硅粉的反应活性是硅粉参与化学反应,形成产品的能力。活性好的表现有两方面:一是反应迅速,稳定,且易于控制;二是反应完全,单耗低,即合成1t甲基氯硅烷的硅粉耗量低,为了获得高活性的硅粉,必须使高块的制取方法、硅块的化学成分、环境条件及硅硅粉的制取方法都达到最佳水平。事实上,制粉工艺对硅粉活性的影响也很大。判定硅粉活性的标准主要有:硅粉的微观结构、比表面积、粒径分布和生产使用效果,现分述如下:
2.1制粉工艺对硅粉微观结构的影响
化学成分符合要求的金属硅在炼制过程中已获得最佳微观结构,从而保证其拥有参与合成反应的最佳活性。制粉时一定尽量要降低对其微观结构的劣化作用,减少晶粒及晶粒群间的变形,使绝大部分硅粉保持原有的微观结构,以保持或提高其活性。表1中列举的四种方法中,以冲旋法最佳,因为该法是利用凌空击打的方式来使硅块自身循着体内最薄弱的环节碎裂,没有因挤压引起的结构变形。
2.2制粉工艺对硅粉比表面积的影响
硅粉的比表面积是参与化学反应能力的重要指标。硅粉的比表面积越大,同氯甲烷接触的面积越大,反应活性越高,硅的利用率就越高、单耗就越低;因此,比表面积是判定硅粉活性的一个重要指标。从表1可以看出,采用冲旋法制得的硅粉的比表面积最大。
2.3制粉工艺对硅粉粒径的影响
目前,工业上甲基氯硅烷的合成是通过硅粉和氯甲烷在流化态反应器中连续反应及完成的。硅粉的粒径及其分布对反应及其完全程度具有重要影响。硅粉的粒径要适度,且要求有一定的粒径分布;以获得最佳的效果。因此,制粉方法必须保持硅粉粒径可调,且得率高,加工成本低,从表1可以看出制粉工艺对硅粉的粒径及其分布的影响。
当然,硅粉活性的高低最终还要靠生产实践,即甲基氯硅烷的质量和产量判定。
(表1)
项目 雷蒙法 对辊法 盘磨法 冲旋法
比表面积(m2/g-1) 0.26 0.36 0.42 0.57
粒径(mm) ≤0.35 ≤0.35 ≤0.35 ≤0.35
-325目的比重(%) 〈30 〈18 〈20 〈20
颗粒形貌 扁平光滑,少裂纹 扁平光滑,少裂纹 扁平光滑,少裂纹 蜂窝表面,多裂纹
硅粉的产量 1.5 0.5 2.5 2.0
电耗(KWt.h-1) 25/85 44/120 44/108 22.5/35
加工成本(元/t-1) 180 270 300 120
设备的可靠性 好 较好 较好 好
环保性 噪音大 粉尘大 噪音大 环保达标


三、
1. 目前国内生产硅粉的主要设备有挤压磨、圆盘磨、雷蒙磨、锤式破、锷式破、圆锥破等,这些设备不是能耗高效率低,就是过粉严重,有的设备还存在故障率高,维护不方便等问题。总之,这些设备都或多或少的存在一些不尽人意的地方,针对这种现状,我们研制并开发了一种新型实用的专利产品——旋风磨,通过反复试验和改进,成功的解决了这一世界性难题,将硅粉磨的这一难题完美的解决了,使硅粉磨中-45um含量有效的控制在5%以内。
2. 金属硅专用磨加工硅粉的粒度构成。
通过XF500型金属硅专用磨粉磨金属硅的数据分析结果如下:
XF500试验数据

1.取样重量305g,主轴转速1250转/分,新锤子,金属硅
序号 粒度(目) 重量(g) 百分比(%) 成品百分比(%)
1 +20 98.4 32.26 ------
2 -20-30 53.6 17.57 25.94
3 -30-40 27.1 8.88 13.11
4 -40-50 29 9.51 14.04
5 -50-80 26.8 8.79 12.97
6 -80-100 23.1 7.57 11.18
7 -100-120 16.4 5.38 7.93
8 -120-150 14.2 4.66 6.87
9 -150-200 10 3.28 4.84
10 -200-250 1.8 0.6 0.87
11 -250-270 1 0.33 0.48
12 -270-325 2 0.65 0.97
13 -325 1.5 0.5 0.73
注:以-20目为成品计算

3. 金属硅专用磨的结构、粉磨原理及特征:
金属硅专用磨由传统装置、粉磨装置和机体组成。传动系统采用高速电机直接用皮带增速,传动稳定可靠,粉磨装置由击锤、耐磨衬板等构成。击锤与衬板保持一定的间隙,粉磨力来源于冲击力。易损件寿命长、噪音低,处理能力大,适合粉磨硬质、脆性物料。
金属硅专用磨在工作时,电机通过皮带轮带动主轴转动,物料从磨机上部进料口进入,在粉磨腔内被高速旋转的击锤击碎,最后被粉碎的物料从磨机下部的出料口排出。
4. XF系列旋风磨的主要技术参数:(20-325目,标定物料为金属硅)
产品型号 XF500 XF600 XF700 XF800 XF900 XF1000
最大进度粒度(mm) 20 20 25 25 30 30
主电机功率(KW) 15 18 22 30 37 37
粉磨能力(T/H) 1-2 1.5-3 2-4 3.5-6 4-7 5-9
5.  XF系列金属硅专用磨与雷蒙磨粉磨系统对比
项  目 金属硅专用磨 雷蒙磨 二者比较
系统构成 主机、震动筛、提升机 主机、鼓风机、分析器、收尘器、收尘风机 前者较简单
传动方式 上传动、皮带 底传动,皮带+减速器 前者维护简便
进、出料 上部进料,下部出料,利用重力 中部进料,上部出料,利用风力 前者能耗低
喂料方式 自由落体 铲刀 前者磨损小
粉磨原理 高速击打 碾压、碰撞、料层粉磨过粉严重 前者效率高
粉磨力来源 冲击力 离心力 前者大且稳定
磨棒、磨环间隙 不用调节 空车时为0 前者空车无碰撞,无噪音
分级方式 震动筛、常压 鼓风机+分析器、正压 前者效率高,粉尘小,噪音低。后者效率低、粉尘大,噪音大。
耐磨件材料 高合金抗磨钢 普通高锰钢 前者的耐磨性为后者的5倍
6. 金属硅专用磨的优势分析
通过实际应用证明,旋风磨具有以下主要优势:
6.1、适合于粉中高硬度的物料。
6.2、设备安装无需特殊混凝土基础,节约大量土建费用。
6.3、噪音小(小于50分贝)。
6.4、设备轴承布置在粉磨腔之外,不会存在轴承进灰问题。
6.5、可以把金属硅-325目严格控制在3%以下。
6.6、采用调速电机,可线性调节主轴转速,从而达到您所需的最佳粉磨效果。
6.7粉磨产量高,以XF500为例:-20-325目产量1-2T/H。

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