CN1253372C - 人工晶体合成云母的制备方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工晶体合成云母的制备方法和装置，本发明提供的方法和装置给获得优质合成云母提供了可靠的保障。本发明提供的制备合成云母的原料中各组分除了用作合成云母之外，还有去除原料中的杂质等作用为形成合成云母奠定了良好的基础，得到高质量的合成云母。

Description

人工晶体合成云母的制备方法和装置

技术领域

本发明提供一种人工合成的晶体，尤其是一种人工晶体合成云母的制备方法。本发明还涉及所述人工晶体合成云母的制备装置。

背景技术

云母是一种晶体物质，其具有很好的绝缘性、耐腐蚀性和耐高温的特性，在各个领域应用中广泛使用。现有技术中常使用的天然云母存在一些不足，主要是在耐腐蚀性和耐高温方面渐渐不能满足使用中更高的要求。在耐高温上，天然白云母在400-500℃即熔融，金云母在600-800℃时也会熔融。现有技术中也有人工合成的云母，因配方不准确，加之生产工艺上的不合理，制备中控制的操作条件不适合，使合成的云母性能变差，如纯度较低，制出的产品夹有杂质，其结晶片也较小，这些都大大降低合成云母的综合利用价值。

传统的云母制造设备多采用直流两相电源为其供电，由于两相电源电压低，与电源相连的电极起弧小，产生的热量少，使得云母产量低，成本高；而且，流过电极的电流不稳定，功率因数低，对电网冲击大，造成传统的云母制造设备不适宜工业化大生产。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术中的不足，提供一种合成后其耐腐蚀性和耐高温性优异的人工晶体合成云母的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种实现上述制备方法的制备装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的人工晶体合成云母的制备方法，其制备原料基本组成中包括石英砂、镁砂、氧化铝粉、氟硅酸钾和碳酸钾，其含量(重量百分比)为：

石英砂(SiO₂)                40％～35％

镁砂(MgO)                    30％～29％

氧化铝粉(Al₂O₃)           10％～13％

氟硅酸钾(K₂SiF₆)          16％～20％

碳酸钾(K₂CO₃)             4％～3％

上述原料合成的人工晶体合成云母的分子式为：KMg₃(AlSi₃O₁₀)F₂。

上述各个组分均为粉末，这样在制备过程中可以得到充分混合以制得成分性质均匀的合成云母。各物质粉末的粒度最好也要有一个限制，否则会影响到原料的混合过程中的均匀性以及在后面的熔炼中的充分熔解继而影响制出云母的质量，因此，各组分的粒度最好为：

石英砂(SiO₂)           40目～100目

镁砂(MgO)               16目～30目

氧化铝粉(Al₂O₃)      120目～200目

氟硅酸钾(K₂SiF₆)     120目～200目

碳酸钾(K₂CO₃)        16目～40目。

在工业应用中上述各化合物往往没有纯单质，或多或少都存在一些杂质。如果原料中杂质的含量较大，则会影响到制出云母的性能，甚至无法制出合格云母。因此，如果原料含有杂质，其纯度最好为：

石英砂(SiO₂)           97％～99％

镁砂(MgO)               92％～99％

氧化铝粉(Al₂O₃)      98％～99％

氟硅酸钾(K₂SiF₆)     98％～99％

碳酸钾(K₂CO₃)        96％～99％。

在制备出来的KMg₃(AlSi₃O₁₀)F₂中，SiO₂的含量最好在38～42％，Al₂O₃的含量最好在10～14％，K₂O的含量最好在9～14％，MgO的含量最好在24～29％，F的含量最好在7～12％。而杂质Fe₂O₃的含量最好低于0.1～0.2％，TiO₂的含量最好低于0.5～1％，CaO的含量最好低于0.5～1％。

本发明提供的所述人工晶体合成云母的制备方法为三相电加热熔融法，其具体步骤为：

A、将上述各原料粉末按所述比例混合均匀，备用；

B、准备制备容器：在该容器中固设加热电极和引弧电极棒；

C、将步骤A准备好的混合原料加入步骤B准备的容器中，接通三相电源对所述原料进行电热熔融制成合成云母；电热熔融分成三个阶段：

(a)、加热混合原料为熔融状态；将粉末状原料逐渐加入容器中，前面加入的原料熔融使容器空出空间后再继续加入后续原料，直到整个容器的腔室中均充满熔融的原料，加料停止；在此阶段中，由于容器中的物料越来越多，且要使物料均变成熔融状态，因此，相应的电流值逐渐升高，最后的电流值为1200安；温度800-1000℃，电压值最后调整为80～120伏；该阶段所需时间根据容器的大小而异；

(b)、熔融原料保温反应；在此阶段中电流和电压保持基本恒定；保温时间在40～55小时；保温阶段的电流值为1300～1600安，电压值为70～100伏。

保温过程可以在几个电流值上分级进行：在几个次高温分别保温一段时间，然后再升到最高温度保温，各段的保温时间之和与总的保温时间对应；这样可以使熔融物料中的各组分的扩散更充分。所分级数可以是2～5级。具体地是：在低于最大电流值的一个数值范围内另外设定2～5个电流值，在这几个电流值上恒定一段时间，而不是连续地增大电流值到最大值保持恒定一段时间。这样的分级加热的好处是可以使物质离子或分子充分扩散，杂质的去除也更加彻底；一般所分各级对应的电流值在低于最大电流值的该数值范围在最大电流值以下的200～500安；

(c)、降温形成云母晶体；逐渐降低电流值和电压值，使容器中的物料冷却凝固，冷却的速度应为每一小时电流值降低100安为好。整个降温过程的降温速度应该适度，应在10～15小时之内完成，最后的电流值可以在600安，电压值可以在30～25伏；因为如果降温过快，生长的晶体去向杂乱，定向性差，生长的云母片小而无序。但降温过慢延长制备周期和增大成本，另外，晶体脱出容器的温度最好不低于45摄氏度，然后在晶体坨上打孔，在其中注入膨胀水泥以便使晶体坨裂开，有利于加工。如果温度过低，则不利于膨胀解离；

D、断电，常温下冷却生晶，直到整个容器内的物质的温度均降低到环境温度，制出合成云母；

E、将合成云母与容器分离。

然后，就是根据不同用途将该合成云母破碎加工成粒度规格不同产品，再经检验合格后入库保存。

本发明所用的装置包括用于热融原料的容器和为容器提供三相交流电源的控制柜；

所述容器是用耐火砖砌制而成，在容器内部均布有若干组加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒；该加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒的电源端分别与所述控制柜的三相交流电源的输出端相连；

所述控制柜分高压控制柜和低压控制柜；

所述高压控制柜包括高压开关柜和高压变压器箱；高压开关柜内的三相高压开关的一端与高压电源相连，另一端与高压变压器箱内的高压变压器的原边相连，高压变压器的副边与低压控制柜相连；

所述低压控制柜包括操作控制柜、晶闸管调压柜、低频调压器和大电流转换柜；操作控制柜的三相电源输入端与所述高压变压器三相电源输出端相连，其三相电源输出端与晶闸管调压柜的三相电源输入端相连；晶闸管调压柜的三相电源输出端通过低频调压器与大电流转换柜的三相电源输入端相连，大电流转换柜的三相电源输出端直接与容器内的电极相连；

所述高压控制柜的主要作用是利用高压变压器将10000V的高压降为380V的低压；低压控制柜的主要作用是通过晶闸管调压柜将380V的三相交流电压调整为0～250V的低压，再通过低频调压器为容器内的加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒提供10～170V的可调电压；大电流转换柜将低频调压器输出的0～250V低压电流调整为0～2000A。

所述大电流转换柜包括三个交流接触器1C、2C、3C和启动按钮、运转按钮、停止按钮；交流接触器1C和交流接触器2C的三个主接触器点串联构成主回路，使加载到所述加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒上的三相电源成“Y”型连接；交流接触器3C并联在交流接触器2C旁，通过交流接触器3C的三个主接触器点使加载到所述加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒上的三相电源成“△”型连接；

所述启动按钮、停止按钮和交流接触器1C、2C、3C的线圈构成控制回路，使交流接触器1C、2C和3C交替吸合、动作。

为了提高控制设备的有功功率，减小设备对电网的谐波污染，所述装置还包括电力补偿柜；该电力补偿柜的三相电源输入端与低压380V交流电源相连，其三相电源输出端与所述低频变压器的电源输入端相连；它主要包括交流接触器1C、2C、三组电感器、三组电容、启动按钮、停止按钮；交流接触器2C的三个主接触器点构成三相主回路，接触器1C的三个主接触器点和三组电感器、三组电容串联与接触器2C的三个主接触器点并联；启动按钮、停止按钮和接触器1C、2C的线圈构成控制回路，使接触器1C、2C交替吸合、动作。

本发明提供的制备合成云母的原料中各组分除了用作合成云母之外，还有一些作用：例如氟元素的加入还可以使原料中的杂质钙形成氟化物，其为易挥发物，可以在熔炼中挥发而除掉。而钾元素量如果不足，则会生成一些杂质晶体。而采用碳酸钾和氟硅酸钾，是因为这些物质的化学性质比较活泼，比较容易进行成分置换，为形成合成云母奠定了良好的基础。如果前述的配方有较大的变化，尤其改变了碳酸钾和氟硅酸钾及其比例，制出的云母将会不再透明而出现黄色、粉色以至于黑色，结晶体很小，甚至于不会产生合成云母。

本发明提供的制备方法，在与前述的原料配方结合的基础上可更好、更高效高质地制备出合成云母。

通过本发明提供的配方及工艺制备的人工晶体合成云母具有如下的优点：

1、很强的透光性能。本合成云母平整、光滑，透明度远远超过天然云母。

2、机械性能高。本合成云母在常温下要比天然云母稍硬而且易剥离成片。

3、热性能好。本合成云母在加热温度为1200℃以内基本不发生变形；天然云母从450-650℃便开始分解，膨胀变厚、失重严重，而本合成云母的熔点或析晶温度为1350℃，其不含水分子，故其高温热稳定性比天然云母要高得多。

4、电解性能稳定。本合成云母由于纯度高，测试的性能较为稳定，而天然云母在高温测试下，波动比较大。

5、真空下的放气率小。由于本合成云母中没有水分子，因此，在真空高温下放气量极低，这对于其用作制作真空绝缘器件是极有利的，可以大大提高器件的使用寿命。

6、耐腐蚀性高。本合成云母具有良好的化学稳定性，在常温下的各种浓度的酸碱溶液中，均不发生化学反应；由于其纯度高，在常温高压水的冲刷下，不发生水化反应，能够基本保持原来的清晰度和透明度。

由于本合成云母具有上述优点，其可在电器、机械、油漆、化工、冶金、化妆品以及航空航天等领域得到广泛推广应用。其还可以满足一些生产高科技领域的需求，在油漆行业作掺和剂，在焊条中作辅料，在化妆品中作脱粉中的填料，作各种绝缘件和电路板，特别是在航空航天领域上，用作各种插接元件替代有机硅塑料等。

由于本发明制备装置中的控制柜不仅可以为容器内的加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒提供电压为0～250V、电流为0～2000A的三相交流电源，使其可以持续地产生大电弧，热量高，从而增大电解量，大大提高云母的产量，本发明云母产量是传统设备的1～2倍，降低了生产成本；而且本发明还通过电力补偿装置减小对电网的冲击，改善电网功率因数，提高设备的有功功率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明制备装置的组成及连接关系示意图

图2为本发明操作控制柜的组成及连接关系示意图

图3为本发明大电流转换柜的组成及连接关系示意图

图4为本发明电力补偿柜的组成及连接关系示意图

具体实施方式

本发明提供的人工晶体合成云母，其制备原料基本组成中包括石英砂、镁砂、氧化铝粉、氟硅酸钾和碳酸钾，其含量(重量百分比)纯度和粒度为：

石英砂(SiO₂)        40％～35％    97％～99％    40目～100目

镁砂(MgO)            30％～29％    92％～99％    16目～30目

氧化铝粉(Al₂O₃)   10％～13％    98％～99％    120目～200目

氟硅酸钾(K₂SiF₆)  16％～20％    98％～99％    120目～200目

碳酸钾(K₂CO₃)     4％～3％      96％～99％    16目～40目

上述原料合成的人工晶体合成云母的分子式为：KMg₃(AlSi₃O₁₀)F₂。

在制备出来的KMg₃(AlSi₃O₁₀)F₂中，SiO₂的含量在38～42％，Al₂O₃的含量在10～14％，K₂O的含量在9～14％，MgO的含量在24～29％，F的含量在7～12％。而杂质Fe₂O₃的含量低于0.1～0.2％，TiO₂的含量低于0.5～1％，CaO的含量低于0.5～1％。

本发明提供的所述人工晶体合成云母的制备方法为三相电加热熔融法，其具体步骤为：

A、将上述各原料粉末按所述比例混合均匀，备用；

B、准备制备容器：用耐火砖砌出该容器，这种容器成本低，容易拿取和摆放，更易于破坨装料，同时保温性能好；也可以采用其他容器，如坩埚或铁锅等；在该容器中固设加热电极横板三块，竖棒三根和引弧电极棒三根，其均布在该容器中；

C、将步骤A准备好的混合原料加入步骤B制成的容器中，接通三相电源对所述原料进行电热熔融制成合成云母；电热熔融可分成三个阶段：

(a)、加热混合原料成为熔融状态；将粉末状原料逐渐加入容器中，前面加入的原料熔融使容器空出空间后再继续加入后续原料，直到整个容器的腔室中均充满熔融的原料，加料停止；在此阶段中，由于容器中的物料越来越多，且要使物料均变成熔融状态，因此，相应的电流值逐渐升高，最后的电流值为1200安；温度800-1000℃，电压值最后调整为80～120伏；该阶段所需时间根据容器的大小而异；

(b)、熔融原料保温反应；在此阶段中电流和电压保持基本恒定；保温时间在40～55小时；保温阶段的电流值为1300～1600安，电压值为70～100伏。

保温过程可以在几个电流值上分级进行：在几个次高温分别保温一段时间，然后再升到最高温度保温，各段的保温时间之和与总的保温时间对应；这样可以使熔融物料中的各组分的扩散更充分。所分级数可以是3级。具体地是：在低于最大电流值的一个数值范围内另外设定3个电流值，在这几个电流值上恒定一段时间，而不是连续地增大电流值到最大值保持恒定一段时间。这样的分级加热的好处是可以使物质离子或分子充分扩散，杂质的去除也更加彻底；一般所分各级对应的电流值在低于最大电流值的该数值范围在最大电流值以下的200～500安；

(c)、降温形成云母晶体；逐渐降低电流值和电压值，使容器中的物料冷却凝固，冷却是速度应为每一小时电流值降低100安为好。整个降温过程的降温速度应该适度，应在10～15小时之内完成，最后的电流值可以在600安，电压值可以在30～25伏；

D、断电，常温下冷却生晶，直到整个容器内的物质的温度均降低到环境温度，制出合成云母；

E、将合成云母与容器分离。

然后，就是根据不同用途将该合成云母破碎加工成粒度规格不同产品，再经检验合格后入库保存。

下面是一个具体的实例。

容器的高度为2.2米，中间的最大横截面直径为2.5米，上端和下端的横截面直径为2米，一炉的物料量为15吨。

原料配方及各物料的纯度和粒度分别为：

石英砂(SiO₂)        35.31％     97％～99％    40目～100目

镁砂(MgO)            29.40％     92％～99％    16目～30目

氧化铝粉(Al₂O₃)   11.97％     98％～99％    120目～200目

氟硅酸钾(K₂SiF₆)  19.70％     98％～99％    120目～200目

碳酸钾(K₂CO₃)     3.62％      96％～99％    16目～40目

将上述原料充分混合加入容器中，接通三相电源对所述原料进行电热熔融制成合成云母；电热熔融的时间、电流值、电压值见下表：

时间	电流值(安)	电压值(伏)
			5分钟	50	10
5分钟	100	15
			20分钟	200	30
30分钟	300	170
			1小时	400	150～120
1小时	500	120～110
			1小时	600	100
1小时	700	100
			1小时	800	100～110
1小时	900	110
			1小时	1000	110～100
1小时	1100	100
			1小时	1200	100
13小时	1300	100～80
			6小时	1400	80
6小时	1500	80～70
			24小时	1600	70～55

1小时	1500	55～50
			1小时	1400	50
1小时	1300	50
			1小时	1200	50
1小时	1100	50～40
			1小时	1000	40
1小时	900	40～35
			1小时	800	30
1小时	700	30
			1小时	600	30～25

如图1所示，制备该人工晶体合成云母的装置包括容器1和为容器1提供三相交流电源的控制柜2。容器1是用耐火砖砌制而成，在容器1内部均布有三组加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒11。加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒11的电源端分别与控制柜2的三相交流电源的输出端相连，产生电弧，热溶原材料，生成合成云母。

在晶体温度降低到46-45摄氏度时使晶体脱出容器，在晶体上开若干孔，在空孔中填膨胀水泥。待水泥膨胀后，晶体坨即可解离。

如图所示，控制柜2分高压控制柜21和低压控制柜22。高压控制柜21包括高压开关柜211和高压变压器箱212。高压开关柜211内的三相高压开关的一端与高压电网相连，另一端与高压变压器箱212内的高压变压器的原边相连，高压变压器的副边与低压控制柜22相连。高压控制柜21的主要作用是利用高压变压器将10000V的高压降为380V的低压。

低压控制柜22包括操作控制柜221、晶闸管调压柜222、低频调压器223和大电流转换柜224。操作控制柜221的三相电源输入端与高压控制柜21的三相电源输出端相连，其三相电源输出端与晶闸管调压柜222的三相电源输入端相连；晶闸管调压柜222的三相电源输出端通过低频调压器223与大电流转换柜224的三相电源输入端相连，大电流转换柜224的三相电源输出端直接与容器1内的电极11相连。

低压控制柜22主要是通过晶闸管调压柜222内的六组可控硅将380V的电压0调整为0～250V的低压，然后通过低频调压器223为容器1内的加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒11提供10～170V的可调电压。同时，利用大电流转换柜224将低频调压器223输出的0～250V低压电流调整为0～2000A。固设在容器1内的加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒11的电源输入端直接与大电流转换柜224输出的电压为0～250V、电流为0～2000A的三相交流电源相连，产生电弧，热溶原材料，产生云母。

上述操作控制柜221主要是为晶闸管调压柜222、低频调压器223和大电流转换柜224提供380V交流电，如图2所示，它由空气开关GK、串联在三相主回路中的快融RD和用于实时监测三相回路电流、电压的电流表A、电压表V构成。

上述大电流转换柜224的作用主要是根据云母产量调节加载在电极11上的电流大小，如图3所示，它包括交流接触器1C、2C、3C和启动按钮1QA、运转按钮2QA、停止按钮TA。交流接触器1C和交流接触器2C的三个主接触器点串联构成主回路，使加载到加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒11上的三相电源成“Y”型连接。交流接触器3C并联在交流接触器2C旁，通过交流接触器3C的三个主接触器点使加载到加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒上的三相电源成“△”型连接。启动按钮1QA、停止按钮TA和交流接触器1C的线圈串联构成回路。交流接触器2C和3C的线圈通过复合运转按钮2QA互锁，使交流接触器2C和3C交替吸合、动作。

当按下启动按钮1QA时，接触器1C、2C线圈得电、同时吸合并自锁，加载在熔炉内加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒上的三相电源为“Y”型连接，电流在50-700A之间。待熔炉需要700A以上电流时，按下运转按钮2QA。由于按钮2QA为复合按钮，按下2QA首先把接触器2C断电释放后，接触器3C线圈才得电吸合。又由于接触器3C的三个主接触器点使加载到加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒上的三相电源成“△”型连接，所以，使得加载到加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒上的电流超过700A。当需要停炉时，按下按钮TA，使接触器1C、2C、3C的线圈断电，1C、2C、3C的主接触器点断开。本发明就是通过改变加载到电极11上的电压的大小来改变电流的大小。

为了提高控制设备的有功功率，减小设备对电网的谐波污染，如图1所示，本发明控制柜2还包括低压开关柜225和电力补偿柜226。低压开关柜223主要是为电力补偿柜226提供380V交流电源。如图4所示，电力补偿柜226的三相电源输入端与低压开关柜225的三相电源输出端相连，其三相电源输出端与低频变压器223的电源输入端相连。它主要包括交流接触器1C、2C、三组电感器ZOB、三组电容C1、C2、C3、启动按钮RA、停止按钮TA等；交流接触器2C的三个主接触器点构成三相主回路，接触器1C的三个主接触器点和三组电感器ZOB、三组电容C1、C2、C3串联与接触器2C的三个主接触器点并联；启动按钮RA、停止按钮TA和接触器1C、2C的线圈构成控制回路，使接触器1C、2C交替吸合、动作。当需要在主回路中串联电感器ZOB和电容C1、C2、C3消除谐波时，按下启动按钮RA，使接触器1C吸合；当不需要串联电感器ZOB时，按下停止按钮TA，使接触器1C端开，接触器2C吸合。本发明就是利用三组电感器ZOB和三组电容C1、C2、C3消除谐波污染，改善电网功率因数，提高设备的有功功率。

由于本发明控制柜2可以为容器1内的加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒11提供电压为0～250V、电流为0～2000A的三相交流电源，使其可以持续地产生大电弧，热量高，从而增大电解量，大大提高云母的产量，且本发明云母产量是传统设备的1～2倍，降低了生产成本。另外，本发明还通过电力补偿装置减小对电网的冲击，改善电网功率因数，提高设备的有功功率。

Claims (11)

1、一种制备人工晶体合成云母的装置，其特征在于：它包括用于热融原料的容器和为容器提供三相交流电源的控制柜；

所述容器是用耐火砖砌制而成，在容器内部均布有若干组加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒；该加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒的电源端分别与所述控制柜的三相交流电源的输出端相连；

所述控制柜分高压控制柜和低压控制柜；

所述高压控制柜包括高压开关柜和高压变压器箱；高压开关柜内的三相高压开关的一端与高压电源相连，另一端与高压变压器箱内的高压变压器的原边相连，高压变压器的副边与低压控制柜相连；

所述低压控制柜包括：操作控制柜、晶闸管调压柜、低频调压器和大电流转换柜；操作控制柜的三相电源输入端与所述高压变压器的三相电源输出端相连，其三相电源输出端与晶闸管调压柜的三相电源输入端相连；晶闸管调压柜的三相电源输出端通过低频调压器与大电流转换柜的三相电源输入端相连，大电流转换柜的三相电源输出端直接与容器内的电极相连；

所述高压控制柜的主要作用是利用高压变压器将10000V的高压降为380V的低压；低压控制柜的主要作用是通过晶闸管调压柜将380V的三相交流电压调整为0～250V的低压，再通过低频调压器为容器内的加热电极横板、加热竖棒和引弧电极棒提供10～170V的可调电压；大电流转换柜将低频调压器输出的0～250V低压电流调整为0～2000A。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述大电流转换柜包括三个交流接触器1C、2C、3C和启动按钮、运转按钮、停止按钮；交流接触器1C和交流接触器2C的三个主接触器点串联构成主回路，使加载到所述加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒上的三相电源成“Y”型连接；交流接触器3C并联在交流接触器2C旁，通过交流接触器3C的三个主接触器点使加载到所述加热电极横板、加热竖棒、引弧电极棒上的三相电源成“Δ”型连接；所述启动按钮、停止按钮和交流接触器1C、2C、3C的线圈构成控制回路，使交流接触器1C、2C和3C交替吸合、动作。

3、根据权利要求1或2所述的装置，所述装置还包括电力补偿柜；

该电力补偿柜的三相电源输入端与低压380V交流电源相连，其三相电流输出端与所述低频变压器的电源输入端相连；它主要包括交流接触器1C、2C、三组电感器、三组电容、启动按钮、停止按钮；交流接触器2C的三个主接触器点构成三相主回路，接触器1C的三个主接触器点和三组电感器、三组电容串联与接触器2C的三个主接触器点并联；启动按钮、停止按钮和接触器1C、2C的线圈构成控制回路，使接触器1C、2C交替吸合、动作。

4、一种使用如权利要求1所述的装置生产合成云母的方法，其特征在于：其具体步骤为：

A、将原料包括：石英砂、镁砂、氧化铝粉、氟硅酸钾、碳酸钾各种粉末按下述比例(重量百分比)：石英砂40％～35％、镁砂30％～29％、氧化铝粉10％～13％、氟硅酸钾16％～20％、碳酸钾4％～3％混合均匀，备用；

B、准备制备容器：在该容器中固设加热电极和引弧电极棒；

C、将步骤A准备好的混合原料加入步骤B制成的容器中，接通三相电源对所述原料进行电热熔融制成合成云母；电热熔融分成三个阶段：

(a)、加热混合原料为熔融状态；将粉末状原料逐渐加入容器中，前面加入的原料熔融使容器空出空间后再继续加入后续原料，直到整个容器的腔室中均充满熔融的原料，加料停止；在此阶段中，由于容器中的物料越来越多，且要使物料均变成熔融状态，因此，相应的电流值逐渐升高，最后的电流值为1200安；电压值最后调整为80～120伏；该阶段所需时间根据容器的大小而异；

(b)、熔融原料保温反应；在此阶段中电流和电压保持基本恒定；保温时间在40～55小时；保温阶段的电流值为1300～1600安，电压值为70～100伏；

(c)、降温形成云母晶体；逐渐降低电流值和电压值，使容器中的物料冷却凝固；

D、断电，常温下冷却生晶，直到整个容器内的物质的温度均降低到环境温度，制出合成云母；

E、将合成云母与容器分离。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述保温过程在若干个电流值上分级进行：在几个次高温分别保温一段时间，然后再升到最高温度保温，各段的保温时间之和与总的保温时间对应，所分级数是2～5级；具体地是：在低于最大电流值的一个数值范围内另外设定2～5个电流值，在这几个电流值上恒定一段时间，所分各级对应的电流值在低于最大电流值的该数值范围，在最大电流值以下的200～500安。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述冷却的速度为每一小时电流值降低100安，在10～15小时之内完成，最后的电流值在600安，电压值在30～25伏。

7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：晶体脱出容器的温度不低于45摄氏度，然后在晶体坨上打孔，在其中注入膨胀水泥，水泥膨胀后晶体解离。

8、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：原料各组分的粒度为：

石英砂               40目～100目

镁砂                 16目～30目

氧化铝粉             120目～200目

氟硅酸钾             120目～200目

碳酸钾               16目～40目。

9、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：原料各个组分纯度为：

石英砂               97％～99％

镁砂                 92％～99％

氧化铝粉             98％～99％

氟硅酸钾             98％～99％

碳酸钾               96％～99％。

10、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在生成物KMg₃(AlSi₃O₁₀)F₂中，各组分含量为：SiO₂的含量在38～42％，Al₂O₃的含量在10～14％，K₂O的含量在9～14％，MgO的含量在24～29％，F的含量在7～12％。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于：其中所述生成物中杂质Fe₂O₃的含量低于0.1～0.2％，TiO₂的含量低于0.5～1％，CaO的含量低于0.5～1％。

Images