CN215048693U - 一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，属于石英矿石除杂提纯和物理加工的技术领域，包括氩气混料机构、前端集束管水平直喷口、水平等离子体加热机构、球化釜、冷凝器、纯水清洗釜、粉浆收集装置、雾化干燥釜、压缩机构和氩气回用储罐，本实用新型优势微粉球形化程度高，球化过程中产生团聚的比例大幅降低，工艺过程中各种高速碰撞发生的机率降低、对球形微粉产生的破坏降低，几乎不存在微粉泄露，生产过程中几乎不带入新的杂质，环保效果好，几乎没有固体颗粒物排放，生产成本大幅降低。
Description
技术领域
本实用新型提供了一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，属于石英矿石除杂提纯和物理加工的技术领域。
背景技术
目前市面上的高纯二氧化硅球形微粉的制备装备有熔融雾化炉、等离子体直喷球化炉等，传统微粉的制备装置目前存在的问题有制备的球形微粉的粒度范围过大、球形度不均,球化过程中团聚副作用大,工艺过程中高速碰撞副作用较大且也会引入新的杂质,球化过程中微粉损耗过大且泄露的微粉会对环境造成风险, 整个过程的能耗也过大,针对上述问题，本实用新型提供了一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装备,本实用新型优势微粉球形化程度高，球化过程中产生团聚的比例大幅降低，工艺过程中各种高速碰撞发生的机率降低、对球形微粉产生的破坏降低，几乎不存在微粉泄露，生产过程中几乎不带入新的杂质，环保效果好，几乎没有固体颗粒物排放，生产成本大幅降低。
实用新型内容
为了解决传统微粉的制备装置的制备的球形微粉的粒度范围过大、球形度不均,球化过程中团聚副作用大,工艺过程中高速碰撞副作用较大且也会引入新的杂质,球化过程中微粉损耗过大且泄露的微粉会对环境造成风险,整个过程的能耗也过大等问题，针对上述问题，本实用新型提供了一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装备。
本实用新型是这样实现的：
一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，包括
氩气混料机构，所述氩气混料机构包括第一氩气入口、微粉入口和混料腔，所述氩气混料机构的一侧设置有所述第一氩气入口，所述第一氩气入口与所述混料腔连通，所述第一氩气入口下方设置有所述微粉入口，所述微粉入口与所述混料腔连通；
前端集束管水平直喷口，所述前端集束管水平直喷口的一端与所述混料腔一侧相连通，所述前端集束管水平直喷口的表面设置有水平等离子体加热机构，所述前端集束管水平直喷口的另一端与球化釜的表面一侧相连通；
球化釜，所述球化釜包括外壁、氩气出气管口、球形微粉出料口和螺旋冲缝、内壁和内腔室，所述外壁顶部设置有所述氩气出气管口，所述氩气出气管口贯穿所述内壁，所述外壁底部设置有所述球形微粉出料口，所述球形微粉出料口贯穿所述内壁，所述内壁表面设置有所述螺旋冲缝，所述外壁的一侧设置有冷凝器，所述氩气出气管口的另一端与纯水清洗釜相连通。
所述第一氩气入口和微粉入口的内壁设置有塑料内衬，所述混料腔内壁设置有塑料内衬。
所述前端集束管水平直喷口截面由均匀分布的水平直喷口组成。
所述内壁均布设置有多段螺旋冲缝，所述螺旋冲缝表面开设有通孔，所述螺旋冲缝截面为半圆形的割缝。
所述冷凝器包括第二氩气入口和低温氩气喷口，所述冷凝器的一侧设置有所述第二氩气入口，所述第二氩气入口与内壁的一侧相连通，所述冷凝器的一侧设置有所述低温氩气喷口。
所述纯水清洗釜的底部与粉浆收集装置的一侧相连通，所述粉浆收集装置的底部与雾化干燥釜顶部相连通，所述纯水清洗釜的一侧与压缩机构的顶部相连通，所述压缩机构的底部与氩气回用储罐的顶部相连通。
所述外壁表面均匀设置有三组所述冷凝器，所述前端集束管水平直喷口贯穿所述外壁并延伸至所述内腔室内。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的装备为封闭式，球形微粉的产生发送在球化釜内部，不存在微粉泄露，环保效果好，几乎没有固体颗粒物排放；
2.球化釜的内壁均布设置有多段螺旋冲缝，低温氩气出冲缝或割缝后在喷口内壁形成涡流，球形微粉与球化釜的内壁附近形成的低温氩气涡流会合，经过在离心作用、冷热压差和重力作用下，微粉球形化程度高，球化过程中产生团聚的比例大幅降低，各种高速碰撞发生的机率降低、对球形微粉产生的破坏降低；
3.本实用新型的装备设置有低温氩气回收装置，过量的氩气携少量球形微粉出球化釜经管道进入纯水清洗釜进行冷却、清洗，清洗干燥后的氩气压缩机构压缩后进入氩气回用储罐再进入氩气混料机构循环使用，这样可以使装备生产成本大幅降低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施方式提供的一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装备的主视图；
图2为本实用新型实施方式提供的球化釜的剖面视图；
图3为本实用新型实施方式提供的前端集束管水平直喷口的剖面视图；
图中：1-氩气混料机构；101-第一氩气入口；102-微粉入口；103-混料腔； 2-前端集束管水平直喷口；3-水平等离子体加热机构；4-球化釜；401-外壁；402- 氩气出气管口；403-球形微粉出料口；404-螺旋冲缝；405-内壁；406-内腔室； 5-冷凝器；501-第二氩气入口；502-低温氩气喷口；6-纯水清洗釜；7-粉浆收集装置；8-雾化干燥釜；9-压缩机构；10-氩气回用储罐。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
请参阅图1，本实用新型提供了一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，属于石英矿石除杂提纯和物理加工的技术领域，包括氩气混料机构1、前端集束管水平直喷口2、水平等离子体加热机构3、球化釜4、冷凝器5、纯水清洗釜6、粉浆收集装置7、雾化干燥釜8、压缩机构9和氩气回用储罐10，氩气混料机构1包括第一氩气入口101、微粉入口102和混料腔103，氩气混料机构1的一侧设置有第一氩气入口101，第一氩气入口101与混料腔103连通，第一氩气入口 101下方设置有微粉入口102，微粉入口102与混料腔103连通，前端集束管水平直喷口2的一端与混料腔103一侧相连通，第一氩气入口101和微粉入口102 的内壁设置有塑料内衬，混料腔103内壁设置有塑料内衬，前端集束管水平直喷口2的表面设置有水平等离子体加热机构3，前端集束管水平直喷口2的另一端与球化釜4的表面一侧相连通，球化釜4包括外壁401、氩气出气管口402、球形微粉出料口403和螺旋冲缝404、内壁405和内腔室406，外壁401顶部设置有氩气出气管口402，氩气出气管口402贯穿内壁405，外壁401底部设置有球形微粉出料口403，球形微粉出料口403贯穿内壁405，内壁405表面设置有螺旋冲缝404，内壁405均布设置有多段螺旋冲缝404，螺旋冲缝404表面开设有通孔，螺旋冲缝404截面为半圆形的割缝，外壁401的一侧设置有冷凝器5，冷凝器5包括第二氩气入口501和低温氩气喷口502，冷凝器5的一侧设置有第二氩气入口501，第二氩气入口501与内壁405的一侧相连通，冷凝器5的一侧设置有低温氩气喷口502，氩气出气管口402的另一端与纯水清洗釜6相连通。
在本实施例中，在氩气密闭情况下，高纯石英微粉与氩气在氩气混料机构1 充分混合均匀成气固混相混合物顺着前端集束管水平直喷口2经过水平等离子体加热机构3的加温区段，微粉表面液化、球化后进入球化釜4，通过螺旋冲缝 404微粉在内壁405进行表面冷却固化为球形微粉，球形微粉与内壁405附近低温氩气喷口502形成的低温氩气涡流会合，在离心作用、冷热压差和重力作用下，球形微粉沿球化釜4的内壁405附近螺旋沉降到釜底存料处，通过球形微粉出料口403取出球形微粉。
请参阅图1，纯水清洗釜6的底部与粉浆收集装置7的一侧相连通，粉浆收集装置7的底部与雾化干燥釜8顶部相连通，纯水清洗釜6的一侧与压缩机构9 的顶部相连通，压缩机构9的底部与氩气回用储罐10的顶部相连通。
在本实施例中，球化釜4中过量的氩气在压差的作用下沿内壁405上行，随着球形微粉的自由沉降，过量的氩气出球化釜4经氩气出气管口402进入纯水清洗釜6进行冷却、清洗，清洗干燥后的氩气经压缩机构9压缩后进入氩气回用储罐10再进入氩气混料机构1循环使用，纯水清洗釜6底部流出的粉浆收集在粉浆收集装置7中，粉浆收集装置7中球形微粉达到一定浓度后，加热、加压并泵入雾化干燥釜8干燥成粉。
请参阅图2和3，球化釜4由带螺旋冲缝404的内壁405和封闭的外壁401 焊接而成，内壁405与外壁401间形成一个内腔室406，外壁401表面均匀设置有三组冷凝器5，前端集束管水平直喷口2贯穿外壁401并延伸至内腔室406内，前端集束管水平直喷口2截面由均匀分布的水平直喷口组成；
在本实施例中，球化釜4可知是一个封闭式结构，球形微粉的产生在球化釜 4的内部发生，不存在微粉泄露，环保效果好，几乎没有固体颗粒物排放；
具体的，该一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置的工作原理：
在氩气密闭情况下，高纯石英微粉与氩气在氩气混料机构1充分混合均匀成气固混相混合物顺着前端集束管水平直喷口2经过水平等离子体加热机构3的加温区段，微粉表面液化、球化后进入球化釜4，通过螺旋冲缝404微粉在内壁405 进行表面冷却固化为球形微粉，球形微粉与内壁405附近低温氩气喷口502形成的低温氩气涡流会合，在离心作用、冷热压差和重力作用下，球形微粉沿球化釜 4的内壁405附近螺旋沉降到球化釜4的釜底存料处，通过球形微粉出料口403 取出球形微粉，球化釜4中过量的氩气夹杂着少量微粉在压差的作用下沿内壁 405上行，随着球形微粉的自由沉降，过量的氩气出球化釜4经氩气出气管口402 进入纯水清洗釜6进行冷却、清洗，清洗干燥后的氩气经压缩机构9压缩后进入氩气回用储罐10再进入氩气混料机构1循环使用，纯水清洗釜6底部流出的粉浆收集在粉浆收集装置7中，粉浆收集装置7中球形微粉达到一定浓度后，加热、加压并泵入雾化干燥釜8干燥成粉。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，其特征在于，包括
氩气混料机构(1)，所述氩气混料机构包括第一氩气入口(101)、微粉入口(102)和混料腔(103)，所述氩气混料机构(1)的一侧设置有所述第一氩气入口(101)，所述第一氩气入口(101)与所述混料腔(103)连通，所述第一氩气入口(101)下方设置有所述微粉入口(102)，所述微粉入口(102)与所述混料腔(103)连通；
前端集束管水平直喷口(2)，所述前端集束管水平直喷口(2)的一端与所述混料腔(103)一侧相连通，所述前端集束管水平直喷口(2)的表面设置有水平等离子体加热机构(3)，所述前端集束管水平直喷口(2)的另一端与球化釜(4)的表面一侧相连通；
球化釜(4)，所述球化釜(4)包括外壁(401)、氩气出气管口(402)、球形微粉出料口(403)和螺旋冲缝(404)、内壁(405)和内腔室(406)，所述外壁(401)顶部设置有所述氩气出气管口(402)，所述氩气出气管口(402)贯穿所述内壁(405)，所述外壁(401)底部设置有所述球形微粉出料口(403)，所述球形微粉出料口(403)贯穿所述内壁(405)，所述内壁(405)表面设置有所述螺旋冲缝(404)，所述外壁(401)的一侧设置有冷凝器(5)，所述氩气出气管口(402)的另一端与纯水清洗釜(6)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，其特征在于，所述第一氩气入口(101)和微粉入口(102)的内壁设置有塑料内衬，所述混料腔(103)内壁设置有塑料内衬。
3.根据权利要求1所述的一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，其特征在于，所述前端集束管水平直喷口(2)截面由均匀分布的水平直喷口组成。
4.根据权利要求1所述的一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，其特征在于，所述内壁(405)均布设置有多段螺旋冲缝(404)，所述螺旋冲缝(404)表面开设有通孔，所述螺旋冲缝(404)截面为半圆形的割缝。
5.根据权利要求1所述的一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，其特征在于，所述冷凝器(5)包括第二氩气入口(501)和低温氩气喷口(502)，所述冷凝器(5)的一侧设置有所述第二氩气入口(501)，所述第二氩气入口(501)与内壁(405)的一侧相连通，所述冷凝器(5)的一侧设置有所述低温氩气喷口(502)。
6.根据权利要求1所述的一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，其特征在于，所述纯水清洗釜(6)的底部与粉浆收集装置(7)的一侧相连通，所述粉浆收集装置(7)的底部与雾化干燥釜(8)顶部相连通，所述纯水清洗釜(6)的一侧与压缩机构(9)的顶部相连通，所述压缩机构(9)的底部与氩气回用储罐(10)的顶部相连通。
7.根据权利要求1所述的一种高纯二氧化硅球形超微粉的制备装置，其特征在于，所述外壁(401)表面均匀设置有三组所述冷凝器(5)，所述前端集束管水平直喷口(2)贯穿所述外壁(401)并延伸至所述内腔室(406)内。
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|---|---|---|---|---|
| CN115724433A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-03-03 | 湖北冶金地质研究所(中南冶金地质研究所) | 一种石英砂等离子体气固反应提纯装置及提纯方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A preparation device for high-purity silica spherical ultrafine powder Granted publication date: 20211207 Pledgee: Shandong Shouguang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Shandong Amos New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980000975 |