纳米硅酸锆研制方法（ZSO–13)

纳米哥

纳米硅酸锆（生产线）制造方法 技术领域本发明技术涉及机械法加工纳米无机非金属材料的领域，具体为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（Φ2-6m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。发明内容为满足市场对纳米硅酸锆的需求，针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种：以低碳、绿色、可循环、高效方式制造使用纳米硅酸锆产品的方法。本发明解决所述问题采用的技术方案是：通过将传统的球磨机改进为高能滚筒式超细球磨机，将传统搅拌球磨机改进为高效能搅拌式纳米球磨机，新发明纳米料浆料水分离机组，使硅酸锆产品从微米级时代进入到高效纳米级加工生产时代。在硅酸锆行业首次使用液体包装技术，省掉了烘干工序，降低成本，无碳排放，实现了纳米硅酸锆生产的低碳、绿色、循环的生产销售方式。具体方案如下：1、本发明工艺流程，见图一。 2、本发明原料为精选锆英砂。3、高能球磨机工序。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，将盖盖好，拧紧。开启运行，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，是电流达到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里。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。4、中转储料工序。该工序由5台×17m³的不锈钢罐组成，底部设有气动搅拌装置。主要任务时接受上工序来料储存，为下道工序供应稳定的料浆。5、高效能搅拌磨工序。本工序有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。搅拌磨主机功率为30KW，搅拌筒分为上下两部分尺寸对称，均为圆台型，长口直径：900mm,短口直径：700mm,两部分以长口端法兰联结。下端设进料口，上端设出料口。冷却储料罐的功能包括：①、储料，②、冷却料浆，③、补加水分和助磨剂。6、气动搅拌。每台冷却储料罐以并联方式与冷水机组相连接。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，也就是搅拌磨机效能的高低。4组高效能搅拌磨机组独立运行，料浆汇入二级储料罐。 7、高效能搅拌磨机组 通过调整高效能搅拌磨机组组合和组内每台搅拌磨机的参数，可以得到不同粒度的纳米硅酸锆，具体列表见表一。 7、二级储浆罐该工序由2台×17m³的不锈钢罐组成，底部设有气动搅拌装置。主要任务时接受上工序来料储存，为下道工序供应稳定的料浆。8、料水分离机组①、料浆通过进料泵进入料浆至1#、2#机，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。②、向3#机中，加入助剂硝酸1公斤、氯化锌8公斤，开启3#气动搅拌装置，搅拌15分钟。静置沉降18小时，至55%的水分含量后泵入成品罐。然后开启下一次循环。③、当夹层中的液位到达液位探针最高处时，自动开启电磁球阀，排出夹层中的水分；排出水分泵入球磨机加水计量桶内，重复使用。9、硅酸锆液体包装工序①、将料水分离好的含水量在47%左右的料浆，泵入20m³的计量罐内。开动罐内的气动搅拌装置15分钟，测试水分。将罐内料浆水分精确调制45%。向罐内加入干料万分之一的硝酸，搅拌10分钟。则可制得不沉底，不沾壁，长期悬浮（90天内）的成品料浆。②、包装和运输，液体硅酸锆采用大包装和小包装两种。a、大包装采用10吨罐车和5吨罐车，出厂过磅。到用户厂内过磅后，泵入计量罐内。b、小包装采用25kg，特制塑料桶包装。自动灌包机灌桶，宁紧塑料盖。该桶可循环使用数次。③、用户在使用前，加入1/1000干料重量的碳酸钠，搅匀30分钟，6小时候可解聚料水分离时时的轻微微团聚，成为分散均匀的纳米硅酸锆料浆。8）、本发明产品为100nm、300nm、600nm液体包装纳米硅酸锆。根据需要可生产其它液体包装纳米硅酸锆产品。