[发明专利]同步除碳化硅微粉中游离碳的装置及工艺

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种碳化硅微粉的制备和除碳装置及工艺，特别是一种同步除碳化硅微粉中游离碳的装置及工艺。

背景技术

碳化硅具有很高的硬度、化学稳定性和一定的韧性，被广泛的应用于密封件、防弹片、高温喷嘴、磨介、太阳能电池等。随着科学技术的进步，碳化硅粉的需求量在不断的加大，纯度要求和粒度大小也越来越高。纯度高、粒度细、粒型好、粒群精的碳化硅亚微米粉更是供不应求。

碳化硅中的游离碳不仅会对碳化硅烧结制品产生斑点、花印，而且碳化硅中的游离碳活性不足，在碳化硅制品的烧结中起不到碳源的作用，反而影响碳化硅制品的密度等质量要求,所以碳化硅微粉在制备的过程中需要去除游离碳。

目前除去碳化硅微粉中的游离碳采用的主要方法是，利用去离子水和碳化硅微粉混合、搅拌，对碳化硅微粉进行分级，同时除去碳化硅微粉中的游离碳。如中国专利局2009年12月30日公开的名为“一种碳化硅微粉中除去游离碳的方法”，专利申请号：200910065419.4，该方法是利用在分级容器内加聚集液，将浮在聚集液表面的少量的游离碳除去，然后沉淀、排料，通过排料过程中出料口的颜色进行除碳。该方法对操作人员的要求很高、工艺繁琐、劳动强度大，处理周期长。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种将碳化硅微粉的细化和除去游离碳有机结合，除碳效果好、工艺简单的同步除碳化硅微粉中游离碳的装置及工艺。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：一种同步除碳化硅微粉中游离碳的装置，包括带搅拌装置和带水夹套的容器，在容器上安装有进料口和排料口，其特征在于上述容器中的排料口通过排料管路与碳化硅砂磨机的进料口相连通，在排料管路上安装有排料泵，上述容器中的进料口通过进料管路与碳化硅砂磨机的排料口相连通，在进料管路上安装有进料泵。

安装在上述容器上的搅拌装置是由与电机相连的竖直轴和安装在竖直轴上、下端的两个搅拌桨组成，容器中的水夹套的上、下端安装有冷却水进、出水管，在容器的底部安装有排料口，在容器上部的侧壁上开有游离碳排出口。

上述安装在竖直轴上端的搅拌桨为直板式搅拌桨，其高度位置与游离碳排出口相对应；安装在竖直轴下端的搅拌桨为推进式搅拌桨。

一种同步除碳化硅微粉中游离碳的工艺，该工艺包括以下步骤：

1）细化、循环：将碳化硅砂磨机研磨后的碳化硅微粉通过进料管路和安装在进料管路上的进料泵，由碳化硅砂磨机排料口打入除碳化硅微粉中游离碳的装置中的容器内，在容器内加入纯水，使容器内的碳化硅微粉形成固含量为25—60%的浆料，搅拌均匀后，在容器内加入浮选油，同时启动排料管路上的排料泵，将容器内的碳化硅微粉由容器中的排料口打入碳化硅砂磨机的进料口，进行循环；

2）除碳：碳化硅微粉通过安装在竖直轴上端的搅拌桨，将容器中浆料上层的游离碳由容器上部的侧壁上开的游离碳排出口排容器内； 

3）酸洗提纯：当碳化硅微粉达到要求粒度后，对碳化硅砂磨机和容器内的碳化硅微粉浆料进行酸洗提纯；

4）水洗：对上述步骤的酸洗提纯后的浆料，利用石英砂和活性炭过滤后的自来水进行水洗至PH=4-5后，用去离子水水洗至PH=6-7；

5）喷雾干燥：将上述PH=6-7的浆料通过喷雾干燥塔进行喷雾干燥，干燥后的物料即为成品亚微米碳化硅微粉。

上述浮选油的加入量为每吨碳化硅原粉加入0.2L—2.0L。

上述浮选油为松油醇、煤油、柴油、二硫代碳酸钠、油酸、酚酸混合脂肪醇、有机硅玻璃憎水剂、异构己醇中的一种或至少2种的复配。

上述砂磨机为卧式多盘研磨机，研磨介质为2-5mm碳化硅颗粒或者碳化硅球。

上述喷雾干燥塔的进口温度120-450℃，出口温度80-200℃。

上述去离子水的标准为电阻率为≧1MΩ·CM。

本发明的技术方案具有以下特点：

1、工艺简单、生产周期短：本发明将碳化硅砂磨机与除碳装置有机结合，在碳化硅细化过程的同时，就可将碳化硅中的游离碳通过除碳装置自动除去，可有效缩短生产周期30—50%；

2、处理效果好：本发明处理后的型碳化硅中游离碳的含量小于0.1%；

3、除碳效率高：本发明只需要在碳化硅微粉的细化的过程中，加入适量的浮选油，上浮的游离碳即可通过游离碳清除装置上的溢流槽口刮至游离碳清除装置外，除碳效率高；

4、成本低廉：本发明采用的浮选油，每生产1吨α型碳化硅微粉，成本只增加5-20元人民币,成本低廉。

附图说明