CN113213497B - 一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工艺及其工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工艺及其工装，它包括原材料储存系统、配料系统、真空浓缩系统、冷却结晶系统、制粉系统、包装检斤系统和控制系统，原材料储存系统与配料系统之间设有送料管道一，配料系统与真空浓缩系统之间设有送料管道二，真空浓缩系统与冷却结晶系统之间设有送料管道三，冷却结晶系统与制粉系统之间设有送料管道四，送料管道四的直径大于送料管道一、送料管道二和送料管道三的直径，原材料储存系统包括储料箱体，储料箱体的下部设有支撑脚，送料管道一、送料管道三和送料管道四。本发明的有益效果是：提供一种替代传统母液循环法、连续造粒法的方法制备无水偏硅酸钠，提高了制备的效率，降低了成本。

Description

一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工艺及其工装

技术领域

本发明涉及五水偏硅酸钠的技术领域，特别是一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工艺及其工装。

背景技术

传统的五水偏硅酸钠主要由母液循环法、连续造粒法两种，母液循环法冷却水用量大，母液多次循环使用后产品发黄、发黑，而且产品晶粒表明吸附水多，包装一旦出现破损产品极易结块，与其他原材料混合后会产生盐桥效应，混合物会结为一体，研制影响使用。连续造粒需要通过焙烧的方式来完成产品的生产，能耗比较高，废气达标排放治理费用高，这两种工艺生产的五水偏硅酸钠，在陶瓷解胶剂行业使用性价比低，产品没有竞争力。

陶瓷添加剂行业对五水偏硅酸钠产品的外观没有很严格的要求，只要产品的性能能够达到要求，本发明就是基于此而研制的一种陶瓷解胶剂用结晶粉碎法低成本生产五水偏硅酸钠的工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种替代传统母液循环法、连续造粒法的方法制备无水偏硅酸钠，提高了制备的效率，降低了成本。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工装，它包括原材料储存系统、配料系统、真空浓缩系统、冷却结晶系统、制粉系统、包装检斤系统和控制系统，所述原材料储存系统与配料系统之间设有送料管道一，所述配料系统与真空浓缩系统之间设有送料管道二，所述真空浓缩系统与冷却结晶系统之间设有送料管道三，所述冷却结晶系统与制粉系统之间设有送料管道四，所述送料管道四的直径大于送料管道一、送料管道二和送料管道三的直径，所述原材料储存系统包括储料箱体，所述储料箱体的下部设有支撑脚，所述送料管道一、送料管道三和送料管道四，所述配料系统包括配料箱体，所述配料箱体的上部设有配料试管，所述配料箱体的内部设有搅拌系统；

所述送料管道二上设有泥浆泵，所述真空浓缩系统的内部设有进料打散机构，所述真空浓缩系统的底部设有加热水箱，所述加热水箱的内部设有加热电阻丝，所述加热水箱的侧壁上设有进料管，所述冷却结晶系统的内部设有制冷腔体，所述制粉系统包括制粉箱体，所述制粉箱体的内部设有粉碎系统和分料网板一，所述制粉箱体的外侧壁上设有粗料收集装置，所述粉碎系统包括落料板，所述落料板的下方设有落料管道，所述落料管道的正下方设有收集桶，所述落料管道上设有倾斜的筛选板，且筛选班的侧壁上设有开口，开口的下部设有倾斜落料管，所述倾斜落料管的下部设有粗料收集装置。

所述储料箱体的周围上设有环形进料斗，所述环形进料斗与储料箱体之间设有进料通孔，所述配料试管至少设有8根，且每根配料试管的底部设有出料通孔，所述出料通孔上设有盖帽，所述盖帽上设有手拉绳，且手拉绳的一端延伸至配料试管的外部，且上部设有手扣环。

所述搅拌系统包括搅拌电机、搅拌横杆一和搅拌横杆二，所述搅拌横杆一和搅拌横杆二上均设有搅拌竖杆，所述搅拌电机上设有电机输出轴一，所述搅拌横杆一和搅拌横杆二的中部固定在电机输出轴一上，所述配料试管上设有刻度线。

所述进料打散机构包括电机一，所述真空浓缩系统包括真空浓缩箱体，所述电机一固定在真空浓缩箱体的顶壁上，且电机一上的输出轴贯穿真空浓缩箱体并与底部的送料打散机构连接。

所述送料打散机构包括打散板一和打散板二，所述打散板一和打散板二上均设有三角形刮料板，所述打散板一和打散板二均为圆形结构，所述打散板一和打散板二的半径范围内位于送料管道一出口的下方。

所述制冷腔体的内部设有制冷机，所述制冷机上设有出水管，所述出水管的一端贯穿制冷腔体的侧壁，另一端贯穿冷却结晶系统的顶壁且连接有圆形喷管，所述圆形喷管的底部设有多个喷管。

所述粉碎系统包括电机二、竖向粉碎刀片和横向粉碎刀片，所述电机二上设有电机输出轴二，所述竖向粉碎刀片和横向粉碎刀片均固定在电机输出轴二上。

所述的一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的的工装及其生产工艺，它包括以下步骤：

S1、生产五水偏硅酸钠的原材料是水玻璃和烧碱，由于50%液碱的性价比最高，所以本工艺采用的原材料为50Be水玻璃和50%液碱，两者分别存放在200立方米的储罐中，罐体上安装有开关阀和泥浆泵，可通过送料管道一将其输送到配料系统：

S2、配料搅拌电机机的溶解为50m³，其下安装有重力传感器，配套液晶显示屏，对所添加的物料进行称重，50Be水玻璃和50%液碱的比例为72:28，材料添加的顺序不做规定，一次配料的重量为60吨；

S3、配料完成后取样检测，二氧化硅和氧化钠的含量分别为25%左右时，启动配料搅拌机下的泥浆泵，将混合液打入三效蒸发器对产品进行浓缩；

S4、蒸发所用蒸汽通过6吨燃气锅炉产生，当浓缩至二氧化硅和氧化钠的含量分别为28%左右时即可将料液放入冷却结晶系统；

S5、冷却结晶系统配有冷却风扇，对物料强制降温结晶；

S6、冷却结晶系统安装有自走式旋耕机，通过其往返行走，旋耕机刀片的圆周运动，会对料液进行搅动，加快降温，同时对结晶体进行切割和破坏，直到产品完全结晶，呈现粉状或者小块状；

S7、结晶好的产品利用送料管道四进行送料，然后进入粉碎系统，对大颗粒进行粉碎，粉碎后产品通过斗提被送入自动包装、码垛系统，产品检斤、封包后经由码垛机器人，码放在托板上，然后由叉车送入库房。

本发明具有以下优点：

1、本发明利用陶瓷添加剂，且陶瓷添加剂的添加相对于传统的母液循环法、连续造粒法而言，对于无水偏硅酸钠无需外观符合其严格的要求，只要产品的性能能够达到要求即可，在提升制造效率的同时，降低了制造成本。

2、本发明的原材料储存系统、配料系统、真空浓缩系统、冷却结晶系统、制粉系统、包装检斤系统和控制系统，且原材料储存系统、配料系统、真空浓缩系统、冷却结晶系统、制粉系统、包装检斤系统和控制系统之间均通过送料管道进行连通，在保证了工艺一体成型化的过程中，提高了各工序之间的衔接。

3、本发明的配料试管，并在配料试管的侧壁上设有刻度箱，每根配料试管的底部设有出料通孔，出料通孔上设有盖帽，盖帽上设有手拉绳，且手拉绳的一端延伸至配料试管的外部，且上部设有手扣环，确保了在配比的过程中将原料进行流出，相比传统的试管而言，该试管的生产极大的提高了配料比。

4、本发明的真空浓缩系统，并将真空浓缩系统的内部的进料口处设有进料打散机构，所述真空浓缩系统的底部设有加热水箱，所述加热水箱的内部设有加热电阻丝，加热水箱的侧壁上设有进料管，且真空浓缩系统的顶部设有抽气泵，抽气泵的设置使得能够保持真空浓缩系统内部真空的稳定性。

5.本发明的落料管道，落料管道上设有倾斜的筛选板，且筛选班的侧壁上设有开口，开口的下部设有倾斜落料管，倾斜落料管的下部设有粗料收集装置，从而使得能够将粗粒径的原料进行分离出来，进行二次的筛选，符合的从倾斜落料板上进行掉落，从而使得五水偏硅酸钠的制备更加的便捷。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为图1中A处的局部放大示意图；

图3 为图1的B处的局部放大示意图；

图4 为图1中C处的局部放大示意图；

图5 为图1中D处的局部放大示意图；

图6 为图1中E处的局部放大示意图；

图7 为图1中F处的局部放大示意图；

图中，原材料储存系统1、配料系统2、真空浓缩系统3、冷却结晶系统4、制粉系统5、送料管道一6、送料管道二7、送料管道三8、送料管道四9、储料箱体10、支撑脚11、配料箱体12、配料试管13、泥浆泵14、进料打散机构15、加热水箱16、加热电阻丝17、进料管18、制冷腔体19、制粉箱体20、分料网板一21、粗料收集装置22、落料板23、落料管道24、收集桶25、倾斜落料管26、环形进料斗27、出料通孔28、盖帽29、手扣环30、搅拌电机31、搅拌横杆一32、搅拌横杆二33、搅拌竖杆34、电机输出轴一35、刻度线36、电机一37、真空浓缩箱体38、打散板一39、打散板二40、三角形刮料板41、制冷机42、出水管43、圆形喷管44、喷管45、电机二46、竖向粉碎刀片47、横向粉碎刀片48、电机输出轴二49。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1~7所示，一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工装，它包括原材料储存系统1、配料系统2、真空浓缩系统3、冷却结晶系统4、制粉系统5、包装检斤系统和控制系统，所述原材料储存系统1与配料系统2之间设有送料管道一6，所述配料系统2与真空浓缩系统3之间设有送料管道二7，所述真空浓缩系统3与冷却结晶系统4之间设有送料管道三8，所述冷却结晶系统4与制粉系统5之间设有送料管道四9，所述送料管道四9的直径大于送料管道一6、送料管道二7和送料管道三8的直径，送料管道一6、送料管道二7、送料管道三8和送料管道四9的设置保证了无水偏硅酸钠全过程一体化的控制，所述原材料储存系统1包括储料箱体10，所述储料箱体10的下部设有支撑脚11，所述送料管道一6、送料管道三8和送料管道四9，所述配料系统2包括配料箱体12，所述配料箱体12的上部设有配料试管13，所述配料箱体12的内部设有搅拌系统；

所述送料管道二7上设有泥浆泵14，所述真空浓缩系统3的内部设有进料打散机构15，所述真空浓缩系统3的底部设有加热水箱16，所述加热水箱16的内部设有加热电阻丝17，所述加热水箱16的侧壁上设有进料管18，所述冷却结晶系统4的内部设有制冷腔体19，所述制粉系统包括制粉箱体20，所述制粉箱体20的内部设有粉碎系统和分料网板一21，所述制粉箱体20的外侧壁上设有粗料收集装置22，所述粉碎系统包括落料板23，所述落料板23的下方设有落料管道24，所述落料管道24的正下方设有收集桶25，所述落料管道24上设有倾斜的分料网板一21，且分料网板一21的侧壁上设有开口，开口的下部设有倾斜落料管26，倾斜落料管26的设置使得符合要求的粒径的粉末状无水偏硅酸钠能掉落至收集桶25内，所述倾斜落料管26的下部设有粗料收集装置22。

所述储料箱体10的周围上设有环形进料斗27，所述环形进料斗27与储料箱体10之间设有进料通孔（图中未标出），所述配料试管13至少设有8根，且每根配料试管13的底部设有出料通孔28，所述出料通孔28上设有盖帽29，所述盖帽29上设有手拉绳30，且手拉绳30的一端延伸至配料试管13的外部，且上部设有手扣环30。

所述搅拌系统包括搅拌电机31、搅拌横杆一32和搅拌横杆二33，所述搅拌横杆一32和搅拌横杆二33上均设有搅拌竖杆34，所述搅拌电机31上设有电机输出轴一35，所述搅拌横杆一32和搅拌横杆二33的中部固定在电机输出轴一35上，所述配料试管13上设有刻度线36。

所述进料打散机构15包括电机一37，所述真空浓缩系统3包括真空浓缩箱体38，所述电机一37固定在真空浓缩箱体38的顶壁上，且电机一37上的输出轴贯穿真空浓缩箱体38并与底部的送料打散机构15连接。

所述送料打散机构15包括打散板一39和打散板二40，打散板一39和打散板二40的设置保证了无水偏硅酸钠能够进行初步的切碎，所述打散板一39和打散板二40上均设有三角形刮料板41，所述打散板一39和打散板二40均为圆形结构，所述打散板一39和打散板二40的半径范围内位于送料管道一6出口的下方。

所述制冷腔体19的内部设有制冷机42，所述制冷机42上设有出水管43，所述出水管43的一端贯穿制冷腔体19的侧壁，另一端贯穿冷却结晶系统4的顶壁且连接有圆形喷管44，所述圆形喷管44的底部设有多个喷管45。

所述粉碎系统包括电机二46、竖向粉碎刀片47和横向粉碎刀片48，所述电机二46上设有电机输出轴二49，所述竖向粉碎刀片47和横向粉碎刀片48均固定在电机输出轴二49上。

所述的一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的的工装的生产工艺，它包括以下步骤：

S1、生产五水偏硅酸钠的原材料是水玻璃和烧碱，由于50%液碱的性价比最高，所以本工艺采用的原材料为50Be水玻璃和50%液碱，两者分别存放在200立方米的储罐中，罐体上安装有开关阀和泥浆泵14，可通过送料管道一6将其输送到配料系统2：

S2、配料搅拌电机机的溶解为50m³，其下安装有重力传感器，配套液晶显示屏，对所添加的物料进行称重，50Be水玻璃和50%液碱的比例为72:28，材料添加的顺序不做规定，一次配料的重量为60吨；

S3、配料完成后取样检测，二氧化硅和氧化钠的含量分别为25%左右时，启动配料搅拌机下的泥浆泵14，将混合液打入三效蒸发器对产品进行浓缩；

S4、蒸发所用蒸汽通过6吨燃气锅炉产生，当浓缩至二氧化硅和氧化钠的含量分别为28%左右时即可将料液放入冷却结晶系统4；

S5、冷却结晶系统4配有冷却风扇，对物料强制降温结晶；

S6、冷却结晶系统4安装有自走式旋耕机（图中未画出），通过其往返行走，旋耕机刀片的圆周运动，会对料液进行搅动，加快降温，同时对结晶体进行切割和破坏，直到产品完全结晶，呈现粉状或者小块状；

S7、结晶好的产品利用送料管道四9进行送料，然后进入粉碎系统，对大颗粒进行粉碎，粉碎后产品通过斗提被送入自动包装、码垛系统，产品检斤、封包后经由码垛机器人，码放在托板上，然后由叉车送入库房。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工装，其特征在于：它包括原材料储存系统、配料系统、真空浓缩系统、冷却结晶系统、制粉系统、包装检斤系统和控制系统，所述原材料储存系统与配料系统之间设有送料管道一，所述配料系统与真空浓缩系统之间设有送料管道二，所述真空浓缩系统与冷却结晶系统之间设有送料管道三，所述冷却结晶系统与制粉系统之间设有送料管道四，所述送料管道四的直径大于送料管道一、送料管道二和送料管道三的直径，所述原材料储存系统包括储料箱体，所述储料箱体的下部设有支撑脚，所述送料管道一、送料管道三和送料管道四，所述配料系统包括配料箱体，所述配料箱体的上部设有配料试管，所述配料箱体的内部设有搅拌系统；所述送料管道二上设有泥浆泵，所述真空浓缩系统的内部设有进料打散机构，所述真空浓缩系统的底部设有加热水箱，所述加热水箱的内部设有加热电阻丝，所述加热水箱的侧壁上设有进料管，所述冷却结晶系统的内部设有制冷腔体，所述制粉系统包括制粉箱体，所述制粉箱体的内部设有粉碎系统和分料网板一，所述制粉箱体的外侧壁上设有粗料收集装置，所述粉碎系统包括落料板，所述落料板的下方设有落料管道，所述落料管道的正下方设有收集桶，所述落料管道上设有倾斜的筛选板，且筛选板的侧壁上设有开口，开口的下部设有倾斜落料管，所述倾斜落料管的下部设有粗料收集装置；

所述储料箱体的周围上设有环形进料斗，所述环形进料斗与储料箱体之间设有进料通孔，所述配料试管至少设有8根，且每根配料试管的底部设有出料通孔，所述出料通孔上设有盖帽，所述盖帽上设有手拉绳，且手拉绳的一端延伸至配料试管的外部，且上部设有手扣环。

2.根据权利要求1所述的一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工装，其特征在于：所述搅拌系统包括搅拌电机、搅拌横杆一和搅拌横杆二，所述搅拌横杆一和搅拌横杆二上均设有搅拌竖杆，所述搅拌电机上设有电机输出轴一，所述搅拌横杆一和搅拌横杆二的中部固定在电机输出轴一上，所述配料试管上设有刻度线。

3.根据权利要求1所述的一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工装，其特征在于：所述进料打散机构包括电机一，所述真空浓缩系统包括真空浓缩箱体，所述电机一固定在真空浓缩箱体的顶壁上，且电机一上的输出轴贯穿真空浓缩箱体并与底部的送料打散机构连接。

4.根据权利要求3所述的一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工装，其特征在于：所述送料打散机构包括打散板一和打散板二，所述打散板一和打散板二上均设有三角形刮料板，所述打散板一和打散板二均为圆形结构，所述打散板一和打散板二的半径范围内位于送料管道一出口的下方。

5.根据权利要求1所述的一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工装，其特征在于：所述制冷腔体的内部设有制冷机，所述制冷机上设有出水管，所述出水管的一端贯穿制冷腔体的侧壁，另一端贯穿冷却结晶系统的顶壁且连接有圆形喷管，所述圆形喷管的底部设有多个喷管。

6.根据权利要求1所述的一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工装，其特征在于：所述粉碎系统包括电机二、竖向粉碎刀片和横向粉碎刀片，所述电机二上设有电机输出轴二，所述竖向粉碎刀片和横向粉碎刀片均固定在电机输出轴二上。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种利用结晶粉碎法制备五水偏硅酸钠的工装的生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括以下步骤及方法：

S1、生产五水偏硅酸钠的原材料是水玻璃和烧碱，由于50％液碱的性价比最高，所以本工艺采用的原材料为50Be水玻璃和50％液碱，两者分别存放在200立方米的储罐中，罐体上安装有开关阀和泥浆泵，通过送料管道一将其输送到配料系统：

S2、配料搅拌电机的溶解为50m3，其下安装有重力传感器，配套液晶显示屏，对所添加的物料进行称重，50Be水玻璃和50％液碱的比例为72:28，材料添加的顺序不做规定，一次配料的重量为60吨；

S3、配料完成后取样检测，二氧化硅和氧化钠的含量分别为25％时，启动配料搅拌机下的泥浆泵，将混合液打入三效蒸发器对产品进行浓缩；

S4、蒸发所用蒸汽通过6吨燃气锅炉产生，当浓缩至二氧化硅和氧化钠的含量分别为28％时即将料液放入冷却结晶系统；

S5、冷却结晶系统配有冷却风扇，对物料强制降温结晶；

S6、冷却结晶系统安装有自走式旋耕机，通过其往返行走，旋耕机刀片的圆周运动，会对料液进行搅动，加快降温，同时对结晶体进行切割和破坏，直到产品完全结晶，呈现粉状或者小块状；

S7、结晶好的产品利用送料管道四进行送料，然后进入粉碎系统，对大颗粒进行粉碎，粉碎后产品通过斗提被送入自动包装、码垛系统，产品检斤、封包后经由码垛机器人，码放在托板上，然后由叉车送入库房。

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