CN105565320A - 一种碳化硅提纯净化系统 - Google Patents

Abstract

一种碳化硅提纯净化系统，碳化硅在制浆池中制成料浆，料浆依次经浮选机浮选除杂和磁选机磁选除铁后进入到酸洗系统内，经酸洗系统酸洗除铁后进入溢流分级器内溢流分级，分级后的料浆经沉降均化系统沉降均化后送入离心机中脱水，脱水后的粉末经烘干后得到碳化硅粉料。本发明通过将浮选除杂、磁选除铁和酸洗除铁有机的结合起来，从而除去碳化硅中的杂质和微量铁元素，最终得到高纯度的碳化硅；通过将酸洗罐和沉降均化罐均设置成一排，然后在其上设置轨道和可移动的升降式搅拌机构，从而实现了一个搅拌机构对多个罐体内进行搅拌，大幅度减少了设备的成本。

Description

一种碳化硅提纯净化系统

技术领域

本发明涉及到碳化硅的生产制备领域，具体的说是一种碳化硅提纯净化系统。

背景技术

碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途。碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。纯碳化硅为无色，而工业生产之棕至黑色系由于含铁之不纯物，炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。

由于工业上生产的碳化硅中往往含有铁等杂质，因此，需要对碳化硅进行提纯分级，从而得到粒度均一的碳化硅粉末。在现有技术中，生产碳化硅时只是将碳化硅漂洗除杂、除铁、分级得到，但是这种生产方式，往往导致碳化硅中仍存在少量的铁元素无法除去，而且整个生产工艺中，在各工序之间往往需要人力对碳化硅进行转运，浪费了大量的人力，不仅效率不高，而且期间很可能会造成碳化硅的二次污染。

发明内容

为解决现有技术中生产碳化硅时存在的除铁效果不好、人力依赖程度高、生产效率低和很容易导致二次污染的问题，本发明提供了一种碳化硅提纯净化系统，该系统先将碳化硅制浆，然后依次经浮选除杂、磁选除铁后，再将碳化硅料浆中加入酸进行搅拌，从而除去碳化硅中的微量铁元素，最终得到高纯度的碳化硅，而后经沉降均化后离心分离、烘干得到产品。

本发明为实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种碳化硅提纯净化系统，包括制浆池、浮选机、磁选机、酸洗系统、溢流分级器、沉降均化系统和离心机，其中，碳化硅在制浆池中制成料浆，料浆依次经浮选机浮选除杂和磁选机磁选除铁后进入到酸洗系统内，经酸洗系统酸洗除铁后进入溢流分级器内溢流分级，分级后的料浆经沉降均化系统沉降均化后送入离心机中脱水，脱水后的粉末经烘干后得到碳化硅粉料；

所述酸洗系统包括排列成一排的若干酸洗罐以及设置在酸洗罐上方的轨道，轨道上滑动设置有升降式搅拌机构，以对每个酸洗罐进行搅拌；

所述升降式搅拌机构包括由动力机构驱动其在轨道上运动的托架、设置在托架上的螺杆、龙门架、提升架和搅拌轴，其中，螺杆的下端通过轴承和轴承座转动固定在托架上，上部与龙门架转动连接，且在龙门架上设置有驱动螺杆同步转动的提升电机，提升架通过两个螺纹孔与两根螺杆形成螺杆传动，以使螺杆在转动过程中带动提升架升降，所述提升架上设置有由转动电机驱动的搅拌轴，搅拌轴的底部设置有搅拌叶片，所述搅拌叶片包括环绕搅拌轴同一水平截面设置的至少三片桨片和设置在搅拌轴底部的固定盘，固定盘的边缘均匀设置有至少三块的刮板，所述桨片为向上翘起的弧形，其底部垂直设置有连接片，且连接片底部与搅拌轴相接的一端设置在固定盘的上表面上；

所述酸洗罐的顶部设置有供搅拌轴和搅拌叶片穿过的搅拌通道，搅拌通道上盖设有盖板，酸洗罐的顶部为拱形，且在拱形的最高处设置有塑料接管，塑料接管与通过一酸雾收集罩与负压管道连接，以收集罐体内的酸性气体；酸洗罐的上部设置有与进料总管Ⅰ连接的进料口和与加酸管道连接的进酸管，酸洗罐底部的料浆排出口内设置有向其内通入压缩空气的进气管，进气管与压缩空气管道连接；

所述进料总管Ⅰ用于将磁选机磁选后的料浆导入酸洗罐内，所述料浆排出口与排浆总管Ⅰ连通，以将酸洗后的料浆送入溢流分级器内分级，溢流分级器的溢流口通过进料总管Ⅱ将分级后的料浆送入沉降均化系统内；

所述沉降均化系统包括处于一条直线上的若干个并列的沉降罐和一个均化罐，每个沉降罐上的沉降进料管均与进料总管Ⅱ连接，沉降罐的沉降排料管均与排浆总管Ⅱ连接，且排浆总管Ⅱ末端与均化罐的均化进料管连接，在沉降罐和均化罐上方也设置有轨道，轨道上滑动设置有上述的升降式搅拌机构，以对每个沉降罐和均化罐进行搅拌，且在沉降罐和均化罐顶部均开设有供搅拌轴和搅拌叶片进出的搅拌通道，搅拌通道上盖设有盖板；

所述均化罐的均化排料管将其内的料浆送入到离心分离器内进行离心分离，分离后的粉末经烘干后得到产品。

所述沉降罐和均化罐的排料口内分别设置有与压缩空气管道连接的进气管。

所述酸洗罐、沉降罐和均化罐的上部均设置有倾斜向下的排水管，且排水管上设置有控制阀。

所述提升架升降的轨迹上设置有控制提升电机的上限位开关和下限位开关。

所述桨片自由端的边缘为斜面，且自上向下逐渐收缩。

所述桨片与刮板在水平面的投影不重合。

所述进气管与酸洗罐的料浆排出口外壁采用螺纹连接，且环绕进气管设置有连接套筒，进气管与连接套筒之间设置有密封橡胶塞。

所述进气管的端部封闭，并在端部密布有布气孔。

所述盖板由对称设置的两块半圆形的分板拼成，每块分板直径边的中心处设置有半圆形的凹槽，以使两块分板拼合后形成容纳搅拌轴的孔，所述两块分板的一角均通过转动销对称铰接在搅拌通道上，以使两块分板绕各自转动销转动过程中封闭或打开搅拌通道。

本发明通过在酸洗罐、沉降罐和均化罐的排料口内设置进气管，通过进气管向排料口内鼓入压缩空气，其目的是：防止碳化硅沉降堵塞排料口，同时向其中鼓入压缩空气能够起到辅助搅拌的作用。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1）本发明通过将浮选除杂、磁选除铁和酸洗除铁有机的结合起来，从而除去碳化硅中的杂质和微量铁元素，最终得到高纯度的碳化硅；

2）本发明通过将酸洗罐设置成一排，然后在其上设置轨道和可移动的升降式搅拌机构，从而实现了一个搅拌机构对所有酸洗罐进行搅拌，大幅度减少了设备的成本；

3）本发明的升降式搅拌装置，能够降下来对料浆进行搅拌，搅拌完毕后脱离罐体内部，不会对料浆与酸的反应构成任何影响；在升降搅拌装置的搅拌轴底部具有独特结构的搅拌叶片，从而使得在搅拌过程中使罐体的料浆具有一个向上的翻搅动作，不仅起到很好的搅拌作用，而且也会对罐体内壁粘附的料浆起到冲刷作用，防止了碳化硅的大量粘附沉积；

4）在酸洗罐顶部设置酸雾收集罩，不仅防止酸雾腐蚀厂房设备，而且回收的酸雾还能再次使用，从而节省原料，也避免了酸雾对环境的污染；在料浆排出口内设置进气管，其目的是，防止碳化硅沉降堵塞料浆排出口，而且向其中鼓入压缩空气能够起到辅助搅拌的作用；

5）由于碳化硅浆料需要沉积一定的时间，因此，本发明通过多设置几个沉降罐，将碳化硅浆料按照顺序依次充入到沉降罐内，这样，最先充入碳化硅的沉降罐肯定最先完成均化，然后将其中的碳化硅浆料汇聚到最后一个均化罐中均化，以备离心脱水；一旦任意一个沉降罐内的碳化硅浆料输入到均化罐中后，就需要及时向其中补充碳化硅浆料，从而保证了生产的持续进行。

附图说明

图1为本发明酸洗系统的结构示意图；

图2为升降式搅拌机构的结构示意图；

图3为搅拌叶片的结构示意图；

图4为桨片和连接片的侧视图；

图5为固定盘和刮板的结构示意图；

图6为酸洗罐的结构示意图；

图7为沉降均化系统的结构示意图；

图8为沉降罐的结构示意图；

图9为均化罐的结构示意图；

图10为进气管的结构示意图；

图11为盖板的结构示意图；

附图标记：1、酸洗罐，101、进料口，102、料浆排出口，103、塑料接管，104、酸雾收集罩，2、负压管道，3、进料总管Ⅰ，4、排浆总管Ⅰ，5、压缩空气管道，501、进气管，5011、连接套筒，5012、密封橡胶塞，6、加酸管道，601、进酸管，7、搅拌叶片，701、桨片，702、连接片，703、固定盘，704、刮板，8、托架，801、动力机构，9、搅拌轴，901、转动电机，902、搅拌通道，903、盖板，9031、分板，9032、凹槽，9033、转动销，10、龙门架，11、提升架，1101、上限位开关，1102、下限位开关，12、提升电机，13、螺杆，14、轨道，15、沉降罐，1501、沉降进料管，1502、沉降排料管，16、均化罐，1601、均化进料管，1602、均化排料管，17、进料总管Ⅱ，18、排浆总管Ⅱ，19、排水管。

具体实施方式

如图所示，一种碳化硅提纯净化系统，包括制浆池、浮选机、磁选机、酸洗系统、溢流分级器、沉降均化系统和离心机，其中，碳化硅在制浆池中制成料浆，料浆依次经浮选机浮选除杂和磁选机磁选除铁后进入到酸洗系统内，经酸洗系统酸洗除铁后进入溢流分级器内溢流分级，分级后的料浆经沉降均化系统沉降均化后送入离心机中脱水，脱水后的粉末经烘干后得到碳化硅粉料；

所述酸洗系统包括排列成一排的若干酸洗罐1以及设置在酸洗罐1上方的轨道14，轨道14上滑动设置有升降式搅拌机构，以对每个酸洗罐1进行搅拌；

所述升降式搅拌机构包括由动力机构801驱动其在轨道14上运动的托架8、设置在托架8上的螺杆13、龙门架10、提升架11和搅拌轴9，其中，螺杆13的下端通过轴承和轴承座转动固定在托架8上，上部与龙门架10转动连接，且在龙门架10上设置有驱动螺杆13同步转动的提升电机12，提升架11通过两个螺纹孔与两根螺杆13形成螺杆传动，以使螺杆13在转动过程中带动提升架11升降，所述提升架11上设置有由转动电机901驱动的搅拌轴9，搅拌轴9的底部设置有搅拌叶片7，所述搅拌叶片7包括环绕搅拌轴9同一水平截面设置的至少三片桨片701和设置在搅拌轴9底部的固定盘703，固定盘703的边缘均匀设置有至少三块的刮板704，所述桨片701为向上翘起的弧形，其底部垂直设置有连接片702，且连接片702底部与搅拌轴9相接的一端设置在固定盘703的上表面上；

所述酸洗罐1的顶部设置有供搅拌轴9和搅拌叶片7穿过的搅拌通道902，搅拌通道902上盖设有盖板903，酸洗罐1的顶部为拱形，且在拱形的最高处设置有塑料接管103，塑料接管103与通过一酸雾收集罩104与负压管道2连接，以收集罐体内的酸性气体；酸洗罐1的上部设置有与进料总管Ⅰ3连接的进料口101和与加酸管道6连接的进酸管601，酸洗罐1底部的料浆排出口102内设置有向其内通入压缩空气的进气管501，进气管501与压缩空气管道5连接；

所述进料总管Ⅰ3用于将磁选机磁选后的料浆导入酸洗罐1内，所述料浆排出口102与排浆总管Ⅰ4连通，以将酸洗后的料浆送入溢流分级器内分级，溢流分级器的溢流口通过进料总管Ⅱ17将分级后的料浆送入沉降均化系统内；

所述沉降均化系统包括处于一条直线上的若干个并列的沉降罐15和一个均化罐16，每个沉降罐15上的沉降进料管1501均与进料总管Ⅱ17连接，沉降罐15的沉降排料管1502均与排浆总管Ⅱ18连接，且排浆总管Ⅱ18末端与均化罐16的均化进料管1601连接，在沉降罐15和均化罐16上方也设置有轨道14，轨道14上滑动设置有上述的升降式搅拌机构，以对每个沉降罐15和均化罐16进行搅拌，且在沉降罐15和均化罐16顶部均开设有供搅拌轴9和搅拌叶片7进出的搅拌通道902，搅拌通道902上盖设有盖板903；

所述均化罐16的均化排料管1602将其内的料浆送入到离心分离器内进行离心分离，分离后的粉末经烘干后得到产品。

以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步改进、限定或优化：

如，所述沉降罐15和均化罐16的排料口内分别设置有与压缩空气管道5连接的进气管501；

又如，所述酸洗罐1、沉降罐15和均化罐16的上部均设置有倾斜向下的排水管19，且排水管19上设置有控制阀，以排出各罐体内多余的水；

又如，所述提升架11升降的轨迹上设置有控制提升电机12的上限位开关1101和下限位开关1102，从而限定搅拌叶片7上升和下降的极限位置。

又如，所述桨片701自由端的边缘为斜面，且自上向下逐渐收缩；

进一步的，所述桨片701与刮板704在水平面的投影不重合；

再如，所述进气管501与酸洗罐1的料浆排出口102外壁采用螺纹连接，且环绕进气管501设置有连接套筒5011，进气管501与连接套筒5011之间设置有密封橡胶塞5012；

进一步的，所述进气管501的端部封闭，并在端部密布有布气孔；

最后，所述盖板903由对称设置的两块半圆形的分板9031拼成，每块分板9031直径边的中心处设置有半圆形的凹槽9032，以使两块分板9031拼合后形成容纳搅拌轴9的孔，所述两块分板9031的一角均通过转动销9033对称铰接在搅拌通道902上，以使两块分板9031绕各自转动销9033转动过程中封闭或打开搅拌通道902。

Claims (9)

1.一种碳化硅提纯净化系统，包括制浆池、浮选机、磁选机、酸洗系统、溢流分级器、沉降均化系统和离心机，其中，碳化硅在制浆池中制成料浆，料浆依次经浮选机浮选除杂和磁选机磁选除铁后进入到酸洗系统内，经酸洗系统酸洗除铁后进入溢流分级器内溢流分级，分级后的料浆经沉降均化系统沉降均化后送入离心机中脱水，脱水后的粉末经烘干后得到碳化硅粉料，其特征在于：

所述酸洗系统包括排列成一排的若干酸洗罐（1）以及设置在酸洗罐（1）上方的轨道（14），轨道（14）上滑动设置有升降式搅拌机构，以对每个酸洗罐（1）进行搅拌；

所述升降式搅拌机构包括由动力机构（801）驱动其在轨道（14）上运动的托架（8）、设置在托架（8）上的螺杆（13）、龙门架（10）、提升架（11）和搅拌轴（9），其中，螺杆（13）的下端通过轴承和轴承座转动固定在托架（8）上，上部与龙门架（10）转动连接，且在龙门架（10）上设置有驱动螺杆（13）同步转动的提升电机（12），提升架（11）通过两个螺纹孔与两根螺杆（13）形成螺杆传动，以使螺杆（13）在转动过程中带动提升架（11）升降，所述提升架（11）上设置有由转动电机（901）驱动的搅拌轴（9），搅拌轴（9）的底部设置有搅拌叶片（7），所述搅拌叶片（7）包括环绕搅拌轴（9）同一水平截面设置的至少三片桨片（701）和设置在搅拌轴（9）底部的固定盘（703），固定盘（703）的边缘均匀设置有至少三块的刮板（704），所述桨片（701）为向上翘起的弧形，其底部垂直设置有连接片（702），且连接片（702）底部与搅拌轴（9）相接的一端设置在固定盘（703）的上表面上；

所述酸洗罐（1）的顶部设置有供搅拌轴（9）和搅拌叶片（7）穿过的搅拌通道（902），搅拌通道（902）上盖设有盖板（903），酸洗罐（1）的顶部为拱形，且在拱形的最高处设置有塑料接管（103），塑料接管（103）与通过一酸雾收集罩（104）与负压管道（2）连接，以收集罐体内的酸性气体；酸洗罐（1）的上部设置有与进料总管Ⅰ（3）连接的进料口（101）和与加酸管道（6）连接的进酸管（601），酸洗罐（1）底部的料浆排出口（102）内设置有向其内通入压缩空气的进气管（501），进气管（501）与压缩空气管道（5）连接；

所述进料总管Ⅰ（3）用于将磁选机磁选后的料浆导入酸洗罐（1）内，所述料浆排出口（102）与排浆总管Ⅰ（4）连通，以将酸洗后的料浆送入溢流分级器内分级，溢流分级器的溢流口通过进料总管Ⅱ（17）将分级后的料浆送入沉降均化系统内；

所述沉降均化系统包括处于一条直线上的若干个并列的沉降罐（15）和一个均化罐（16），每个沉降罐（15）上的沉降进料管（1501）均与进料总管Ⅱ（17）连接，沉降罐（15）的沉降排料管（1502）均与排浆总管Ⅱ（18）连接，且排浆总管Ⅱ（18）末端与均化罐（16）的均化进料管（1601）连接，在沉降罐（15）和均化罐（16）上方也设置有轨道（14），轨道（14）上滑动设置有上述的升降式搅拌机构，以对每个沉降罐（15）和均化罐（16）进行搅拌，且在沉降罐（15）和均化罐（16）顶部均开设有供搅拌轴（9）和搅拌叶片（7）进出的搅拌通道（902），搅拌通道（902）上盖设有盖板（903）；

所述均化罐（16）的均化排料管（1602）将其内的料浆送入到离心分离器内进行离心分离，分离后的粉末经烘干后得到产品。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅提纯净化系统，其特征在于：所述沉降罐（15）和均化罐（16）的排料口内分别设置有与压缩空气管道（5）连接的进气管（501）。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅提纯净化系统，其特征在于：所述酸洗罐（1）、沉降罐（15）和均化罐（16）的上部均设置有倾斜向下的排水管（19），且排水管（19）上设置有控制阀。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅提纯净化系统，其特征在于：所述提升架（11）升降的轨迹上设置有控制提升电机（12）的上限位开关（1101）和下限位开关（1102）。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅提纯净化系统，其特征在于：所述桨片（701）自由端的边缘为斜面，且自上向下逐渐收缩。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅提纯净化系统，其特征在于：所述桨片（701）与刮板（704）在水平面的投影不重合。

7.根据权利要求1所述的一种碳化硅提纯净化系统，其特征在于：所述进气管（501）与酸洗罐（1）的料浆排出口（102）外壁采用螺纹连接，且环绕进气管（501）设置有连接套筒（5011），进气管（501）与连接套筒（5011）之间设置有密封橡胶塞（5012）。

8.根据权利要求7所述的一种碳化硅提纯净化系统，其特征在于：所述进气管（501）的端部封闭，并在端部密布有布气孔。

9.根据权利要求1所述的一种碳化硅提纯净化系统，其特征在于：所述盖板（903）由对称设置的两块半圆形的分板（9031）拼成，每块分板（9031）直径边的中心处设置有半圆形的凹槽（9032），以使两块分板（9031）拼合后形成容纳搅拌轴（9）的孔，所述两块分板（9031）的一角均通过转动销（9033）对称铰接在搅拌通道（902）上，以使两块分板（9031）绕各自转动销（9033）转动过程中封闭或打开搅拌通道（902）。