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金屬硅專用磨粉機控制細粉

我公司研發的金屬硅專用磨,是經過全國幾十個省市、直轄市、自治區的各種礦石,粉磨加工的調研和現場處理后進行研制。專門針對金屬硅這類中高硬度物料而開發的實用型磨機。
根據不同的用戶對硅的要求,目前國內、國際市場上所需硅粉的細度規格如下:
規格(2mm-10mm) 篩余量(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%
由于金屬硅是一種質硬易碎的物料,在粉磨過程中篩余物不能有效的控制,過粉磨現象嚴重,造成產品浪費大,生產成本高,產品粒徑不達標,致使產品沒有競爭力。多年來硅粉這一老大難的問題一直困擾著廣大硅生產企業和經營硅的老板。
二、
1. 硅粉的生產工藝
以硅塊為原料制取硅粉的方法很多。其中效果較好、應用較多的是雷蒙法,對輥法、盤磨法和沖旋法。所用設備相應是雷蒙法、對輥機、盤磨機(也稱立磨)和沖旋法。就制粉原理看,前三種是擠壓粉碎,后一種是沖擊粉碎,就其結構看,相異很大,各有特色,各有優缺點。為便于比較,將有關參數匯總于表1中。
2. 制粉工藝對硅粉反應活性的影響
硅粉的反應活性是硅粉參與化學反應,形成產品的能力。活性好的表現有兩方面:一是反應迅速,穩定,且易于控制;二是反應完全,單耗低,即合成1t甲基氯硅烷的硅粉耗量低,為了獲得高活性的硅粉,必須使高塊的制取方法、硅塊的化學成分、環境條件及硅硅粉的制取方法都達到最佳水平。事實上,制粉工藝對硅粉活性的影響也很大。判定硅粉活性的標準主要有:硅粉的微觀結構、比表面積、粒徑分布和生產使用效果,現分述如下:
2.1制粉工藝對硅粉微觀結構的影響
化學成分符合要求的金屬硅在煉制過程中已獲得最佳微觀結構,從而保證其擁有參與合成反應的最佳活性。制粉時一定盡量要降低對其微觀結構的劣化作用,減少晶粒及晶粒群間的變形,使絕大部分硅粉保持原有的微觀結構,以保持或提高其活性。表1中列舉的四種方法中,以沖旋法最佳,因為該法是利用凌空擊打的方式來使硅塊自身循著體內最薄弱的環節碎裂,沒有因擠壓引起的結構變形。
2.2制粉工藝對硅粉比表面積的影響
硅粉的比表面積是參與化學反應能力的重要指標。硅粉的比表面積越大,同氯甲烷接觸的面積越大,反應活性越高,硅的利用率就越高、單耗就越低;因此,比表面積是判定硅粉活性的一個重要指標。從表1可以看出,采用沖旋法制得的硅粉的比表面積最大。
2.3制粉工藝對硅粉粒徑的影響
目前,工業上甲基氯硅烷的合成是通過硅粉和氯甲烷在流化態反應器中連續反應及完成的。硅粉的粒徑及其分布對反應及其完全程度具有重要影響。硅粉的粒徑要適度,且要求有一定的粒徑分布;以獲得最佳的效果。因此,制粉方法必須保持硅粉粒徑可調,且得率高,加工成本低,從表1可以看出制粉工藝對硅粉的粒徑及其分布的影響。
當然,硅粉活性的高低最終還要靠生產實踐,即甲基氯硅烷的質量和產量判定。
(表1)
項目 雷蒙法 對輥法 盤磨法 沖旋法
比表面積(m2/g-1) 0.26 0.36 0.42 0.57
粒徑(mm) ≤0.35 ≤0.35 ≤0.35 ≤0.35
-325目的比重(%) 〈30 〈18 〈20 〈20
顆粒形貌 扁平光滑,少裂紋 扁平光滑,少裂紋 扁平光滑,少裂紋 蜂窩表面,多裂紋
硅粉的產量 1.5 0.5 2.5 2.0
電耗(KWt.h-1) 25/85 44/120 44/108 22.5/35
加工成本(元/t-1) 180 270 300 120
設備的可靠性 好 較好 較好 好
環保性 噪音大 粉塵大 噪音大 環保達標


三、
1. 目前國內生產硅粉的主要設備有擠壓磨、圓盤磨、雷蒙磨、錘式破、鍔式破、圓錐破等,這些設備不是能耗高效率低,就是過粉嚴重,有的設備還存在故障率高,維護不方便等問題。總之,這些設備都或多或少的存在一些不盡人意的地方,針對這種現狀,我們研制并開發了一種新型實用的專利產品——旋風磨,通過反復試驗和改進,成功的解決了這一世界性難題,將硅粉磨的這一難題完美的解決了,使硅粉磨中-45um含量有效的控制在5%以內。
2. 金屬硅專用磨加工硅粉的粒度構成。
通過XF500型金屬硅專用磨粉磨金屬硅的數據分析結果如下:
XF500試驗數據

1.取樣重量305g,主軸轉速1250轉/分,新錘子,金屬硅
序號 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目為成品計算

3. 金屬硅專用磨的結構、粉磨原理及特征:
金屬硅專用磨由傳統裝置、粉磨裝置和機體組成。傳動系統采用高速電機直接用皮帶增速,傳動穩定可靠,粉磨裝置由擊錘、耐磨襯板等構成。擊錘與襯板保持一定的間隙,粉磨力來源于沖擊力。易損件壽命長、噪音低,處理能力大,適合粉磨硬質、脆性物料。
金屬硅專用磨在工作時,電機通過皮帶輪帶動主軸轉動,物料從磨機上部進料口進入,在粉磨腔內被高速旋轉的擊錘擊碎,最后被粉碎的物料從磨機下部的出料口排出。
4. XF系列旋風磨的主要技術參數:(20-325目,標定物料為金屬硅)
產品型號 XF500 XF600 XF700 XF800 XF900 XF1000
最大進度粒度(mm) 20 20 25 25 30 30
主電機功率(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系列金屬硅專用磨與雷蒙磨粉磨系統對比
項  目 金屬硅專用磨 雷蒙磨 二者比較
系統構成 主機、震動篩、提升機 主機、鼓風機、分析器、收塵器、收塵風機 前者較簡單
傳動方式 上傳動、皮帶 底傳動,皮帶+減速器 前者維護簡便
進、出料 上部進料,下部出料,利用重力 中部進料,上部出料,利用風力 前者能耗低
喂料方式 自由落體 鏟刀 前者磨損小
粉磨原理 高速擊打 碾壓、碰撞、料層粉磨過粉嚴重 前者效率高
粉磨力來源 沖擊力 離心力 前者大且穩定
磨棒、磨環間隙 不用調節 空車時為0 前者空車無碰撞,無噪音
分級方式 震動篩、常壓 鼓風機+分析器、正壓 前者效率高,粉塵小,噪音低。后者效率低、粉塵大,噪音大。
耐磨件材料 高合金抗磨鋼 普通高錳鋼 前者的耐磨性為后者的5倍
6. 金屬硅專用磨的優勢分析
通過實際應用證明,旋風磨具有以下主要優勢:
6.1、適合于粉中高硬度的物料。
6.2、設備安裝無需特殊混凝土基礎,節約大量土建費用。
6.3、噪音小(小于50分貝)。
6.4、設備軸承布置在粉磨腔之外,不會存在軸承進灰問題。
6.5、可以把金屬硅-325目嚴格控制在3%以下。
6.6、采用調速電機,可線性調節主軸轉速,從而達到您所需的最佳粉磨效果。
6.7粉磨產量高,以XF500為例:-20-325目產量1-2T/H。

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