CN115155791A - 一种柴油卡车尾气净化器dpf专用滑石粉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，该方法是采用浮选提纯+分级机工艺，先将天然的滑石原料破碎至7mm以下作为母料投入浮选工艺；在浮选工艺中，先将母料研磨至120目～200目的粉体，进行提纯获取滑石含量为98wt％～100wt％的高纯度滑石粉；烘干将滑石粉中水分降至0.5wt％以下；将滑石粉输送到气流分级机进行分级处理，分离出粒径为D50在25+/‑3微米、D100≤100微米的成品粉体。本发明通过降低滑石杂质和获取适宜的粒径分布，使其能够有效改善DPF载体的热膨胀系数和提高挤出成型的生产运行性。
Description
技术领域
本发明属于合成堇青石材料所需的滑石加工技术领域，尤其涉及一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法。
背景技术
汽车尾气是空气污染的主要污染源，含有CO、NOX和碳氢化合物，具有强烈刺激性气味和致癌作用。机动车尾气净化器作为解决汽车尾气处理的主要措施，被全球广泛使用。机动车的尾气净化器，多为“合成堇青石”材料(2MgO.2Al2O3.5SiO2)，呈现多孔蜂窝状，从功能角度俗称三元催化剂载体，主要由DOC(柴油机氧化催化器)、DPF(碳烟颗粒捕捉器)、SCR(选择性催化还原转换器)三部分组成。DOC和SCR，负责将汽车尾气中CO、CH和NOX等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。DPF负责高效捕捉未燃烧完全的碳烟颗粒，能够减少柴油发动机尾气中颗粒物排放达90％以上，从而达到车排尾气的净化作用。
滑石，化学名称为水合偏硅酸镁，分子式为Mg3Si4O10(OH)2，氧化式为3MgO.4SiO2·H2O。滑石、高岭土和工业氧化铝，是合成堇青石材料的不可或缺的主原料，也就是说滑石是生产柴油卡车净化器DPF载体所需的重要原材料之一。那么，研究滑石对合成堇青石材料的“低膨胀系数”和“薄壁化”性能改善和优化，便成为技术攻关的重点。
滑石作为一种天然矿物，多以伴生矿种存在，自然界中的滑石含量基本在50％～98％。其中，伴生矿最常见的是菱镁石、绿泥石和白云石，也含有其他杂质矿物。滑石伴生着不同的矿物，其中含有的化学元素Ca、K、Na以及含量多少，对合成堇青石材料的热膨胀系数指标有着至关重要的影响，会使得烧结过程中堇青石材料出现玻璃晶相而发脆和较大的膨胀系数。同时，正走向薄壁化的DPF载体，又以600-4型号(600为孔数，每平方英寸；4为载体壁厚，单位-密耳)居多。该型号的DPF载体，在生产烧结过程中经常会出现热膨胀系数过高而开裂、挤出成型障碍等问题。
因此，对于柴油卡车DPF载体的所需滑石产品，如何降低杂质(CaO、K2O+Na2O)和获取适宜的粒径分布，制备出更佳功能特性的高性能专用滑石产品，是滑石粉体加工行业亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，本发明通过降低滑石杂质和获取适宜的粒径分布，使其能够有效改善DPF载体的热膨胀系数和提高挤出成型的生产运行性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，该方法是采用浮选提纯+分级机工艺，具体包括如下步骤：
1)先将天然的滑石原料经过初级破碎至7mm以下的渣料状态，作为浮选提纯工艺的母料投入浮选工艺；
2)在浮选工艺中，使用与滑石浮选工艺相配套的研磨设备-棒磨机，先将母料研磨至120目～200目的粉体，再经过连接的浮选槽对滑石粉体进行提纯，剔除掉伴生矿，来获取滑石含量为98wt％～100wt％的高纯度滑石粉；最后，经过浮选工艺后端的烘干环节，去除浮选工艺带入的水分，将滑石粉中水分降至0.5wt％以下；
3)将步骤2)获得的滑石粉输送到气流分级机进行分级处理，分离出粒径为D50在25+/-3微米、D100≤100微米的成品粉体。
所述滑石原料的滑石含量为60wt％～80wt％为宜，考虑经济效益。
上述步骤2)经过浮选工艺处理后的滑石粉满足以下化学指标要求：SiO2≥60％、CaO≤0.2％、K2O+Na2O≤0.1％。
一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，该方法是采用光选提纯+分级机工艺，具体包括如下步骤：
1)先将天然的滑石原料输送进光选工艺配套的振动筛进行筛分处理，经过两层振动筛获取粒度在7～50mm的原料；
2)将步骤1)得到的原料继续输送进入光选机，光选机自带的近红外光发射器对矿物进行识别，将滑石与其他杂质矿物进行分离，获取滑石含量为98wt％～100wt％的高纯度滑石粉；
3)然后步骤2)得到的高纯度滑石粉，干法研磨至200目粉体；
4)再将步骤3)的大的粉体进行分级处理，分离出粒径D50在25+/-3微米、D100≤100微米的成品粉体。
所述滑石原料的滑石含量为60wt％～80wt％。
上述步骤1)中的两层振动筛，第一层孔径为50mm，第二层孔径为7mm。
上述步骤2)经过光选工艺处理后的高纯度滑石粉满足以下化学指标要求：SiO2≥60％、CaO≤0.2％、K2O+Na2O≤0.1％。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过本发明的制备方法制备的滑石粉产品，白度≥88(仪器Minolta CR400)，其主要化学成分含量为SiO2≥60％、CaO≤0.2％、K2O+Na2O≤0.1％；明显的降低了滑石中的杂质含量(降幅高达50％)，不仅能有效改善DPF载体的热膨胀系数，也能提高下游客户产品的品质和合格率。
2)通过本发明的制备方法制备的滑石粉产品，粒径D50在25+/-3微米、D100≤100微米(仪器Malvern MS2000)；为了适用于600-4型号DPF载体的生产，本发明产品的滑石的最大粒径D100小于该型号载体的壁厚(4密耳＝101.6微米)，同时本发明滑石粉产品的平均粒径D50尽量做大，在25+/-3微米，从而使得滑石颗粒在堇青石合成过程中能够更好的有序排列，利于DPF载体的挤出成型。
3)本制备方法既适用于高纯度滑石作为母料进行投料生产，也适用于中低品位滑石作为母料的滑石制成品，让滑石资源得到有效利用，创造更多的经济效益。
附图说明
图1为本发明浮选工艺的流程图。
图2为本发明光选工艺的流程图。
具体实施方式
下面对本发明做详细说明，但本发明的实施范围不仅仅限于下述的实施方式。
实施例1：
如图1所示，选择滑石含量60％的片状结构滑石作为原料，首先将滑石原料经鄂式或锤式破碎机，破碎至直径小于7mm的渣料状态。然后输送到浮选工艺相配套的棒磨机进行机械研磨，研磨至120目～200目粉体；再经过连接的浮选槽对滑石粉体进行提纯，获取滑石含量为98wt％～100wt％的高纯度滑石粉。将浮选提纯后的粉体，再输送到气流分级机进行分级处理。
最后，将分离出满足粒径要求(D50在25+/-3微米、D100≤100微米)的粉体使用包装机进行包装。
对滑石产品样品进行测定，白度为88.5(仪器Minolta CR400)，粒径为D50为26.5微米、D100为98微米(仪器Malvern MS2000)，主要化学成分SiO2为60.5％、CaO为0.15％、K2O+Na2O为0.05％。
实施例2：
如图1所示，选择滑石含量70％的片状结构滑石作为原料，首先将滑石原料经鄂式或锤式破碎机，破碎至直径小于7mm的渣料状态。然后输送到浮选工艺相配套的棒磨机进行机械研磨，研磨至120目～200目粉体；再经过连接的浮选槽对滑石粉体进行提纯，获取滑石含量为98wt％～100wt％的高纯度滑石粉。将浮选提纯后的粉体再输送到气流分级机进行分级处理。
最后，将分离出满足粒径要求(D50在25+/-3微米、D100≤100微米)的粉体使用包装机进行包装。
对滑石产品样品进行测定，白度为89.2(仪器Minolta CR400)，粒径为D50为27.2微米、D100为95微米(仪器Malvern MS2000)，主要化学成分SiO2为60.8％、CaO为0.14％、K2O+Na2O为0.04％。
实施例3：
如图2所示，首先，将天然的滑石原料(滑石含量约80％)输送进光选工艺配套的振动筛进行筛分处理，经过两层振动筛(第一层孔径为50mm，第二层孔径为7mm)获取粒度在7～50mm的原料。将半成品原料(7～50mm)继续输送进入光选机，光选机自带的近红外光发射器对矿物进行识别，将滑石与其他杂质矿物进行分离，获取滑石含量98％～100％的高纯度滑石。然后将经过光选工艺处理之后的高纯度滑石，通过雷蒙机研磨，干法研磨至200目粉体。再继续输送到气流分级机进行分级处理。分离出粒径D50在25+/-3微米、D100≤100微米的成品粉体。
对滑石产品样品进行测定，白度为89.5(仪器Minolta CR400)，粒径为D50为27.4微米、D100为93微米(仪器Malvern MS2000)，主要化学成分SiO2为61.3％、CaO为0.10％、K2O+Na2O为0.03％。
表1是实施例1、2、3的滑石主要技术特征及应用效果：
表1
从表1的滑石产品技术特征和应用效果，表明随着滑石纯度的提高，通过降低滑石杂质和获取适宜的粒径分布，使其能够有效改善DPF载体的热膨胀系数和提高挤出成型的生产运行性。
Claims (7)
1.一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，其特征在于，该方法是采用浮选提纯+分级机工艺，具体包括如下步骤：
1)先将天然的滑石原料经过初级破碎至7mm以下的渣料状态，作为浮选提纯工艺的母料投入浮选工艺；
2)在浮选工艺中，先将母料研磨至120目～200目的粉体，再经过连接的浮选槽对滑石粉体进行提纯，获取滑石含量为98wt％～100wt％的高纯度滑石粉；最后，经过浮选工艺后端的烘干环节，去除浮选工艺带入的水分，将滑石粉中水分降至0.5wt％以下；
3)将步骤2)获得的滑石粉输送到气流分级机进行分级处理，分离出粒径为D50在25+/-3微米、D100≤100微米的成品粉体。
2.根据权利要求1所述的一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，其特征在于，所述滑石原料的滑石含量为60wt％～80wt％。
3.根据权利要求1所述的一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，其特征在于，上述步骤2)经过浮选工艺处理后的滑石粉满足以下化学指标要求：SiO2≥60％、CaO≤0.2％、K2O+Na2O≤0.1％。
4.一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，其特征在于，该方法是采用光选提纯+分级机工艺，具体包括如下步骤：
1)先将天然的滑石原料输送进光选工艺配套的振动筛进行筛分处理，经过两层振动筛获取粒度在7～50mm的原料；
2)将步骤1)得到的原料继续输送进入光选机，光选机自带的近红外光发射器对矿物进行识别，将滑石与其他杂质矿物进行分离，获取滑石含量为98wt％～100wt％的高纯度滑石粉；
3)然后步骤2)得到的高纯度滑石粉，干法研磨至200目粉体；
4)再将步骤3)的大的粉体进行分级处理，分离出粒径D50在25+/-3微米、D100≤100微米的成品粉体。
5.根据权利要求4所述的一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，其特征在于，所述滑石原料的滑石含量为60wt％～80wt％。
6.根据权利要求4所述的一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，其特征在于，上述步骤1)中的两层振动筛，第一层孔径为50mm，第二层孔径为7mm。
7.根据权利要求4所述的一种柴油卡车尾气净化器DPF专用滑石粉的制备方法，其特征在于，上述步骤2)经过光选工艺处理后的高纯度滑石粉满足以下化学指标要求：SiO2≥60％、CaO≤0.2％、K2O+Na2O≤0.1％。
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| CN212916040U (zh) * | 2020-06-17 | 2021-04-09 | 辽宁艾海滑石有限公司 | 一种耐高温涂料用改性滑石的制备系统 |
| CN113000199A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-22 | 营口金盛安耐火材料有限公司 | 一种提取滑石、菱镁石两种精矿粉的方法 |
-
2022
- 2022-07-11 CN CN202210807438.5A patent/CN115155791B/zh active Active
Patent Citations (5)
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