CN106587065B - 碳化硅微粉除杂系统 - Google Patents
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Abstract
一种碳化硅微粉除杂系统，包括除碳装置、除磁性物装置、浆料输送装置、供水装置。除碳装置包括顶部开口的浆液收容体、驱动装置、气流输送及搅拌装置、浆料导引混均装置，气流输送及搅拌装置的第二端在驱动装置带动下转动，气流输送及搅拌装置的第二端通过旋转及排气对从进料口进入的碳化硅微粉浆料进行分散；浆料导引混均装置引导气流输送及搅拌装置输出的气流，以使气流带动分散的碳化硅微粉浆料向浆料导引混均装置的四周扩散及与水充分接触，并利用气流及水的浮力将小比重的碳颗粒带至液面排出；浆料输送装置通过排料口将浆液收容体中的除碳后的碳化硅微粉浆料抽走，并输送给除磁性物装置进行除磁性物。
Description
技术领域
本发明涉及碳化硅微粉生产技术领域，具体涉及一种碳化硅微粉除杂系统。
背景技术
碳化硅是石英砂和焦炭在电炉中反应生成的产物，高纯度的碳化硅整体呈现绿色，碳化硅分子结构呈共价键构成的原子晶格晶体结构，有极高的硬度和一定的韧性，碳化硅微粉主要用于太阳能硅片、半导体硅片、石英芯片的切割研磨。随着绿色能源产业、电子信息产业的飞速发展，对太阳能硅片、半导体硅片、石英芯片的需求日益增加，同样对切割研磨的碳化硅微粉的需求也日益增加。随着科学技术的进步，对碳化硅微粉的纯度要求也越来越高，其中游离碳及磁性物（例如铁）是影响碳化硅微粉纯度的主要杂质。
关于除碳问题，现有技术提供了对应的技术方案，例如，申请号为2015102985360、发明创造名称为碳化硅微粉除碳装置及方法的中国发明专利申请中的碳化硅微粉除碳装置，包括除碳池、鼓气设备、吸附设备和收集设备，利用鼓气设备对除碳池内的浆料进行鼓气，浆料内的浮选剂和碳颗粒随气体上浮并富集在浆料表面，利用所述吸附设备来将浆料表面富集的碳粘附在辊筒表面，刮板将辊筒表面粘附的碳刮落，进入碳收集箱。其中，鼓气设备包括设置于所述除碳池底部的多根布气管、与所述布气管相连通的输气管，布气管的侧壁上设有布气孔，输气管输送的气体进入布气管后并从布气孔排出，以使浮选剂和碳颗粒随气体上浮。
关于除磁性物问题，现有技术提供了对应的技术方案，例如采用硫酸、氢氟酸等危险化学品与碳化硅微粉的水混合液中的磁性物起反应生成酸盐，再去除酸盐来提高碳化硅微粉的纯度。
上述现有技术存在以下问题：除碳技术方案中布气管结构复杂，由于受布气孔的尺寸及出气量的限制，不能使浮选剂与碳化硅微粉浆料中的碳颗粒在短时间内充分接触，致使除碳时间增加，降低了提纯工作效率；除磁性物技术方案中，对操作工的健康、人身安全构成严重的威胁，含酸废液对环境的破坏极为严重，另外，用这种方法生产的碳化硅微粉纯度较低、杂质较高、产品质量低下。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种除碳时间短、除磁性物安全的碳化硅微粉除杂系统。
一种碳化硅微粉除杂系统，包括除碳装置、除磁性物装置、浆料输送装置、供水装置，供水装置与除碳装置连接，浆料输送装置与除碳装置、除磁性物装置连接，浆料输送装置将碳化硅微粉浆料输送至除碳装置中，除碳装置将供水装置提供的水及浆料输送装置提供的碳化硅微粉浆料混合，并利用碳化硅微粉与碳颗粒的比重差将碳颗粒从除碳装置的液面排出，以完成碳化硅微粉浆料的除碳；浆料输送装置将除碳装置除碳后的碳化硅微粉浆料输送给除磁性物装置，除磁性物装置利用磁铁将除碳后的碳化硅微粉浆料中的磁性物去除。除碳装置包括顶部开口的浆液收容体、驱动装置、气流输送及搅拌装置、浆料导引混均装置，驱动装置与浆液收容体的外壁固定连接，浆液收容体的底部开设有进料口、排料口，进料口、排料口分别通过对应管道与浆料输送装置连接，浆料导引混均装置设置在浆液收容体内，且靠近浆液收容体的底部，并与浆液收容体的底部固定连接，进料口与浆料导引混均装置相正对；气流输送及搅拌装置设置在浆液收容体中，气流输送及搅拌装置的外露在浆液收容体外的第一端与驱动装置连接，气流输送及搅拌装置与浆液收容体的侧壁固定，气流输送及搅拌装置的第二端与浆料导引混均装置相正对且靠近浆料导引混均装置，气流输送及搅拌装置的第二端在驱动装置带动下转动，气流输送及搅拌装置的第二端通过旋转及排气对从进料口进入的碳化硅微粉浆料进行分散；浆料导引混均装置引导气流输送及搅拌装置输出的气流，以使气流带动分散的碳化硅微粉浆料向浆料导引混均装置的四周扩散及与水充分接触，并利用气流及水的浮力将小比重的碳颗粒带至液面排出；浆料输送装置通过排料口将浆液收容体中的除碳后的碳化硅微粉浆料抽走，并输送给除磁性物装置。
上述碳化硅微粉除杂系统中，除碳装置的浆液收容体的底部开设有进料口、排料口，进料口、排料口分别通过对应管道与浆料输送装置连接，浆料导引混均装置设置在浆液收容体内，且靠近浆液收容体的底部，并与浆液收容体的底部固定连接，进料口与浆料导引混均装置相正对；气流输送及搅拌装置设置在浆液收容体中，气流输送及搅拌装置的外露在浆液收容体外的第一端与驱动装置连接，气流输送及搅拌装置与浆液收容体的侧壁固定，气流输送及搅拌装置的第二端与浆料导引混均装置相正对且靠近浆料导引混均装置，气流输送及搅拌装置的第二端在驱动装置带动下转动，气流输送及搅拌装置的第二端通过旋转及排气对从进料口进入的碳化硅微粉浆料进行分散，浆料导引混均装置引导气流输送及搅拌装置输出的气流，以使气流带动分散的碳化硅微粉浆料向浆料导引混均装置的四周扩散及与水快速充分的接触，并利用气流及水的浮力将小比重的碳颗粒带至液面排出，浆料输送装置通过排料口将浆液收容体中的除碳后的碳化硅微粉浆料抽走，并输送给除磁性物装置，除磁性物装置采用磁力吸引磁性物来实现碳化硅微粉浆料的磁性物去除。
附图说明
图1是一较佳实施方式的碳化硅微粉除杂系统的结构示意图。
图2是图1中碳化硅微粉除杂系统的另一角度的结构示意图。
图3是图1中碳化硅微粉除杂系统的除碳装置的结构示意图。
图4是导气管与浆液分散头的结构示意图。
图5是浆料导引混均装置的结构示意图。
图6是图1中碳化硅微粉除杂系统的除磁性物装置的结构示意图。
图7是图1中碳化硅微粉除杂系统的除磁性物装置的另一角度的结构示意图。
图8是磁性物吸附装置的结构示意图。
图中：碳化硅微粉除杂系统10、除碳装置20、浆液收容体21、进料口210、排料口211、浮碳收集槽212、驱动装置22、气流输送及搅拌装置23、气流分散套管230、导气管231、浆液分散头232、第一固定圆盘233、分散叶片234、穿过孔235、浆料导引混均装置24、支撑架240、第二固定圆盘241、引导叶片242、浆液通过孔243、除磁性物装置30、浆液收容箱31、导向装置310、行走装置32、承载架320、驱动电机321、主动转轴322、从动转轴323、传动装置324、限位卡槽325、搅拌装置33、驱动电机330、搅拌桨331、传动转轴332、磁性物吸附装置34、U型磁铁340、磁铁固定件342、施力件343、弧形挂钩344、U型磁铁穿入孔345、弹性层346、、浆料输送装置40第一输送泵41、第二输送泵42、第一管道43、第二管道44、水面浮碳吹送装置50、风机51、引风通道52、浮碳刮除装置60、旋转刮板61、驱动电机62。
具体实施方式
请同时参看图1及图2，碳化硅微粉除杂系统10包括除碳装置20、除磁性物装置30、浆料输送装置40，浆料输送装置40与除碳装置20、除磁性物装置30连接，浆料输送装置40将碳化硅微粉浆料输送至除碳装置20中，除碳装置20将外界的供水装置提供的水及浆料输送装置40提供的碳化硅微粉浆料混合，并利用碳化硅微粉与碳颗粒的比重差将碳颗粒从除碳装置20的液面排出，以完成碳化硅微粉浆料的除碳；浆料输送装置40将除碳装置20除碳后的碳化硅微粉浆料输送给除磁性物装置30，除磁性物装置30利用磁铁将除碳后的碳化硅微粉浆料中的磁性物去除。
其中，请同时参看图3至图5，除碳装置20包括顶部开口的浆液收容体21、驱动装置22、气流输送及搅拌装置23、浆料导引混均装置24，驱动装置22与浆液收容体21的外壁固定连接，浆液收容体21的底部开设有进料口210、排料口211，进料口210、排料口211分别通过对应管道与浆料输送装置40连接，浆料导引混均装置24设置在浆液收容体21内，且靠近浆液收容体21的底部，并与浆液收容体21的底部固定连接，进料口210与浆料导引混均装置24相正对；气流输送及搅拌装置23设置在浆液收容体21中，气流输送及搅拌装置23的外露在浆液收容体21外的第一端与驱动装置22连接，气流输送及搅拌装置23与浆液收容体21的侧壁固定，气流输送及搅拌装置23的第二端与浆料导引混均装置24相正对且靠近浆料导引混均装置24，气流输送及搅拌装置23的第二端在驱动装置22的带动下转动，气流输送及搅拌装置23的第二端通过旋转及排气对从进料口210进入的碳化硅微粉浆料进行分散。浆料导引混均装置24引导气流输送及搅拌装置23输出的气流，以使气流带动分散的碳化硅微粉浆料向浆料导引混均装置24的四周扩散及与水充分接触，并利用气流及水的浮力将小比重的碳颗粒带至液面排出，亦即，由于碳颗粒的比重小于碳化硅微粉的比重，碳颗粒随气流上升快于碳化硅微粉，且碳化硅微粉的沉降速度快于碳颗粒的沉降速度，进而促使碳颗粒汇聚至液面；浆料输送装置40通过排料口211将浆液收容体21中的除碳后的碳化硅微粉浆料抽走，并输送给除磁性物装置30。
进一步的，气流输送及搅拌装置23包括气流分散套管230、导气管231、浆液分散头232，气流分散套管230与浆液收容体21固定连接，气流分散套管230的侧壁开设有气流连接孔，具有压力的气流从气流连接孔进入到气流分散套管230中，导气管231穿过气流分散套管230，导气管231与气流分散套管230之间通过轴承相对固定，气流分散套管230的两端与导气管231之间密封连接，例如在轴承的上下部分安装密封圈及在气流分散套管230的两端加装密封端盖，来实现密封，另外，也可以采用机械密封来实现气流分散套管230的两端与导气管231之间密封。导气管231的第一端与驱动装置22连接且导气管231的第一端密封，导气管231的第二端与浆液分散头232固定连接，浆液分散头232包括第一固定圆盘233、分散叶片234，分散叶片234具有两条相互垂直相交的直线边以及与两条直线边的自由端连接的弧形边，第一固定圆盘233的中间开设有穿过孔235，导气管231的第二端穿过第一固定圆盘233的穿过孔235并与第一固定圆盘233相对固定，分散叶片234的两个直线边对应的与导气管231的外管壁、第一固定圆盘233的表面固定连接，分散叶片234位于第一固定圆盘233与浆料导引混均装置24之间，导气管的位于气流分散套管230中的部分开设有气流导入孔，气流从气流导入孔进入导气管231，并从导气管231的第二端排出。
进一步的，浆料导引混均装置24包括支撑架240、第二固定圆盘241、引导叶片242，支撑架240与浆液收容体21的底部固定连接，且浆液收容体21的进料口210位于支撑架240的下方，第二固定圆盘241固定在支撑架240上，且第二固定圆盘241上开设浆液通过孔243，浆液通过孔243与浆液收容体21的进料口210、导气管231的第二端相正对，引导叶片242等间距的固定在第二固定圆盘241上，引导叶片242围城一个收容空间，浆液分散头232位于引导叶片242所围城的所述收容空间中。
请同时参看图6至图8，除磁性物装置30包括浆液收容箱31、行走装置32、搅拌装置33及磁性物吸附装置34，浆液收容箱31的开口上设置有导向装置310，行走装置32设置在浆液收容箱31的开口上，且在导向装置310的引导下进行往复运动；搅拌装置33及磁性物吸附装置34设置在行走装置32上，且搅拌装置33及磁性物吸附装置34位于浆液收容箱31内，搅拌装置33及磁性物吸附装置34与行走装置32一起移动，搅拌装置33搅动浆液收容箱31中的碳化硅微粉浆料，磁性物吸附装置34吸引碳化硅微粉浆料中的磁性物。其中，行走装置32包括承载架320、驱动电机321、主动转轴322、从动转轴323、传动装置324，主动转轴322、从动转轴323平行的设置在承载架320下方，且主动转轴322、从动转轴323与承载架320能够相对转动；主动转轴322、从动转轴323对应的嵌入在浆液收容箱31的导向装置310中，驱动电机321、传动装置324设置在承载架320上，传动装置324的输入端与驱动电机321的输出端连接，传动装置324的输出端与主动转轴322连接，传动装置324带动主动转轴322转动，以使行走装置32沿浆液收容箱31的导向装置310的引导方向移动；搅拌装置33包括驱动电机330、搅拌桨331、传动转轴332，驱动电机330固定在行走装置32的承载架320上，传动转轴332的一端与驱动电机330的输出端连接，传动转轴332的另一端与搅拌桨332固定连接，传动转轴332与浆液收容箱31的底部垂直。其中，磁性物吸附装置34包括U型磁铁340、磁铁固定件342及施力件343，磁铁固定件342的一端设置有弧形挂钩344，磁铁固定件342的另一端开设有U型磁铁穿入孔345，U型磁铁穿入孔345的孔壁上设置有弹性层346，以通过弹性层346来固定U型磁铁340；施力件343设置在磁铁固定件342上，且施力件343靠近弧形挂钩344，以利用施力件343来提起磁性物吸附装置34；承载架320的相互平行的横梁上对应设置有限位卡槽325，磁性物吸附装置34的弧形挂钩344卡扣在限位卡槽325中。
进一步的，浆料输送装置40包括第一输送泵41、第二输送泵42、第一管道43、第二管道44，第一输送泵41的排料口与第一管道43的一端连接，第一管道43的另一端与浆液收容体21的进料口210连接，第一输送泵41将磨粉后的碳化硅微粉浆料输送至浆液收容体21中，第二输送泵42的进料口与第二管道44的一端连接，第二管道44的另一端与浆液收容体21的排料口211连接，第二输送泵42将除碳后的碳化硅微粉浆料输送除磁性物装置30中。
进一步的，碳化硅微粉除杂系统10还包括水面浮碳吹送装置50、浮碳刮除装置60，水面浮碳吹送装置50、浮碳刮除装置60设置在浆液收容体21上，且水面浮碳吹送装置50与浮碳刮除装置60相对；浆液收容体21的侧壁上设置有浮碳收集槽212，浮碳收集槽212位于浮碳刮除装置60的下方，水面浮碳吹送装置50与浮碳刮除装置212的高度相对应，水面浮碳吹送装置50吹动水面上的浮起的碳颗粒向浮碳刮除装置60靠近，浮碳刮除装置60通过旋转方式将靠近的碳颗粒引导至浮碳收集槽212中，然后浮碳收集槽212中的喷水装置将碳颗粒引流至碳颗粒收集箱。其中，水面浮碳吹送装置50包括风机51及引风通道52，风机51固定在浆液收容体21上，引风通道52的进风口与风机51连接，引风通道52的排风口穿过浆液收容体21的侧壁后与浮碳刮除装置60相对；浮碳刮除装置60包括旋转刮板61、驱动电机62，驱动电机62固定在浆液收容体21上，驱动电机62的输出端与旋转刮板61的一端连接，旋转刮板61与浮碳收集槽212平行，且浮碳收集槽212与旋转刮板61相对。
Claims (8)
1.一种碳化硅微粉除杂系统，其特征在于：包括除碳装置、除磁性物装置、浆料输送装置、供水装置，供水装置与除碳装置连接，浆料输送装置与除碳装置、除磁性物装置连接，浆料输送装置将碳化硅微粉浆料输送至除碳装置中，除碳装置将供水装置提供的水及浆料输送装置提供的碳化硅微粉浆料混合，并利用碳化硅微粉与碳颗粒的比重差将碳颗粒从除碳装置的液面排出，以完成碳化硅微粉浆料的除碳；浆料输送装置将除碳装置除碳后的碳化硅微粉浆料输送给除磁性物装置，除磁性物装置利用磁铁将除碳后的碳化硅微粉浆料中的磁性物去除；除碳装置包括顶部开口的浆液收容体、驱动装置、气流输送及搅拌装置、浆料导引混均装置，驱动装置与浆液收容体的外壁固定连接，浆液收容体的底部开设有进料口、排料口，进料口、排料口分别通过对应管道与浆料输送装置连接，浆料导引混均装置设置在浆液收容体内，且靠近浆液收容体的底部，并与浆液收容体的底部固定连接，进料口与浆料导引混均装置相正对；气流输送及搅拌装置设置在浆液收容体中，气流输送及搅拌装置的外露在浆液收容体外的第一端与驱动装置连接，气流输送及搅拌装置与浆液收容体的侧壁固定，气流输送及搅拌装置的第二端与浆料导引混均装置相正对且靠近浆料导引混均装置，气流输送及搅拌装置的第二端在驱动装置带动下转动，气流输送及搅拌装置的第二端通过旋转及排气对从进料口进入的碳化硅微粉浆料进行分散；浆料导引混均装置引导气流输送及搅拌装置输出的气流，以使气流带动分散的碳化硅微粉浆料向浆料导引混均装置的四周扩散及与水充分接触，并利用气流及水的浮力将小比重的碳颗粒带至液面排出；浆料输送装置通过排料口将浆液收容体中的除碳后的碳化硅微粉浆料抽走，并输送给除磁性物装置。
2.如权利要求1所述的碳化硅微粉除杂系统，其特征在于：气流输送及搅拌装置包括气流分散套管、导气管、浆液分散头，气流分散套管与浆液收容体固定连接，气流分散套管的侧壁开设有气流连接孔，具有压力的气流从气流连接孔进入到气流分散套管中，导气管穿过气流分散套管，导气管与气流分散套管之间通过轴承相对固定，气流分散套管的两端与导气管之间密封连接，导气管的第一端与驱动装置连接且导气管的第一端密封，导气管的第二端与浆液分散头固定连接，浆液分散头包括第一固定圆盘、分散叶片，分散叶片具有两条相互垂直相交的直线边以及与两条直线边的自由端连接的弧形边，第一固定圆盘的中间开设有穿过孔，导气管的第二端穿过第一固定圆盘的穿过孔并与第一固定圆盘相对固定，分散叶片的两个直线边对应的与导气管的外管壁、第一固定圆盘的表面固定连接，分散叶片位于第一固定圆盘与浆料导引混均装置之间，导气管的位于气流分散套管中的部分开设有气流导入孔，气流从气流导入孔进入导气管，并从导气管的第二端排出。
3.如权利要求2所述的碳化硅微粉除杂系统，其特征在于：浆料导引混均装置包括支撑架、第二固定圆盘、引导叶片，支撑架与浆液收容体的底部固定连接，且浆液收容体的进料口位于支撑架的下方，第二固定圆盘固定在支撑架上，且第二固定圆盘上开设浆液通过孔，浆液通过孔与浆液收容体的进料口、导气管的第二端相正对，引导叶片等间距的固定在第二固定圆盘上，引导叶片围城一个收容空间，浆液分散头位于引导叶片所围城的所述收容空间中。
4.如权利要求1或3所述的碳化硅微粉除杂系统，其特征在于：除磁性物装置包括浆液收容箱、行走装置、搅拌装置及磁性物吸附装置，浆液收容箱的开口上设置有导向装置，行走装置设置在浆液收容箱的开口上，且在导向装置的引导下进行往复运动；搅拌装置及磁性物吸附装置设置在行走装置上，且搅拌装置及磁性物吸附装置位于浆液收容箱内，搅拌装置及磁性物吸附装置与行走装置一起移动，搅拌装置搅动浆液收容箱中的碳化硅微粉浆料，磁性物吸附装置吸引碳化硅微粉浆料中的磁性物。
5.如权利要求4所述的碳化硅微粉除杂系统，其特征在于：行走装置包括承载架、驱动电机、主动转轴、从动转轴、传动装置，主动转轴、从动转轴平行的设置在承载架下方，且主动转轴、从动转轴与承载架能够相对转动；主动转轴、从动转轴对应的嵌入在浆液收容箱的导向装置中，驱动电机、传动装置设置在承载架上，传动装置的输入端与驱动电机的输出端连接，传动装置的输出端与主动转轴连接，传动装置带动主动转轴转动，以使行走装置沿浆液收容箱的导向装置的引导方向移动；搅拌装置包括驱动电机、搅拌桨、传动转轴，驱动电机固定在行走装置的承载架上，传动转轴的一端与驱动电机的输出端连接，传动转轴的另一端与搅拌桨固定连接，传动转轴与浆液收容箱的底部垂直。
6.如权利要求4所述的碳化硅微粉除杂系统，其特征在于：磁性物吸附装置包括U型磁铁、磁铁固定件及施力件，磁铁固定件的一端设置有弧形挂钩，磁铁固定件的另一端开设有U型磁铁穿入孔，U型磁铁穿入孔的孔壁上设置有弹性层，以通过弹性层来固定U型磁铁；施力件设置在磁铁固定件上，且施力件靠近弧形挂钩，以利用施力件来提起磁性物吸附装置；承载架的相互平行的横梁上对应设置有限位卡槽，磁性物吸附装置的弧形挂钩卡扣在限位卡槽中。
7.如权利要求4所述的碳化硅微粉除杂系统，其特征在于：浆料输送装置包括第一输送泵、第二输送泵、第一管道、第二管道，第一输送泵的排料口与第一管道的一端连接，第一管道的另一端与浆液收容体的进料口连接，第一输送泵将磨粉后的碳化硅微粉浆料输送至浆液收容体中，第二输送泵的进料口与第二管道的一端连接，第二管道的另一端与浆液收容体的排料口连接，第二输送泵将除碳后的碳化硅微粉浆料输送除磁性物装置中。
8.如权利要求4所述的碳化硅微粉除杂系统，其特征在于：碳化硅微粉除杂系统还包括水面浮碳吹送装置、浮碳刮除装置，水面浮碳吹送装置、浮碳刮除装置设置在浆液收容体上，且水面浮碳吹送装置与浮碳刮除装置相对；浆液收容体的侧壁上设置有浮碳收集槽，浮碳收集槽位于浮碳刮除装置的下方，水面浮碳吹送装置与浮碳刮除装置的高度相对应，水面浮碳吹送装置吹动水面上的浮碳向浮碳刮除装置靠近，浮碳刮除装置通过旋转方式将靠近的浮碳引导至浮碳收集槽中。
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