摘要本文對(duì)國(guó)內(nèi)目前碳化硅磨料生產(chǎn)中堿洗、酸洗、脫水工序的工藝及設(shè)備進(jìn)行了分析，并針對(duì)存在的問題從工藝及設(shè)備方面提出了解決方法，為磨料的堿酸洗、脫水的連續(xù)生產(chǎn)開辟了新的途徑。
　　主題詞碳化硅磨料化學(xué)處理錐形桶連續(xù)堿酸洗螺旋洗滌器帶式真空脫水機(jī)在碳化硅磨料生產(chǎn)過程中為了提高碳化硅的含量，減少雜質(zhì)，需進(jìn)行化學(xué)處理，即進(jìn)行堿、酸洗。
　　堿洗的目的是除去顆粒表面的游離硅，二氧化硅和一部分氧化鋁。酸洗主要是去除掉砂中的金屬鐵，氧化鐵和一部分鈣、鎂、鋁等雜質(zhì)。
　　因受耐酸材料材質(zhì)差，價(jià)格貴和降低成本諸因素的影響，目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家只進(jìn)行堿洗或水洗，不進(jìn)行酸洗。只有少數(shù)廠家進(jìn)行堿洗和酸洗。國(guó)內(nèi)廠家進(jìn)行堿酸洗處理一般采用以下三種生產(chǎn)工藝：①帶攪拌器錐形桶的機(jī)械化工藝；②料池加機(jī)械攪拌的半機(jī)械化工藝；③陶瓷大缸人工攪拌工藝。以上三種工藝均為間斷式生產(chǎn)工藝，即需經(jīng)堿酸洗的物料按一定的批
　　量投放于容器(錐形桶、料池、陶瓷缸)內(nèi)，處理完一批后，取出再投入一批料進(jìn)行處理。而不是連續(xù)生產(chǎn)。堿酸洗工序后的脫水工序，常用的脫水方法有兩種，一是砂濾桶式的重力脫水，二是脫水罐式的氣壓脫水。這兩種方法也屬間斷式生產(chǎn)工藝。
　　常用帶攪拌器的錐形堿酸洗桶，它是一個(gè)敞開的帶溢流槽的錐形桶。其主要缺點(diǎn)有①眾所周知在堿酸洗過程中溫度愈高，雜質(zhì)的溶解就愈快，堿酸洗的效果就愈好。但由于錐形桶的上口是敞開的，當(dāng)溶液的溫度達(dá)到沸點(diǎn)(例如：10%的氫氧化鈉溶液的沸點(diǎn)為102.5℃)溶液就要飛濺，有礙操作且不安全。這樣溫度的提高就受到了限制，為使反應(yīng)充分只能靠延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，這樣勢(shì)必影響了生產(chǎn)效率。由于是敞開口，酸洗時(shí)使用的硫酸其揮發(fā)性較大，揮發(fā)出的有害氣體不僅對(duì)操作者有傷害，而且對(duì)廠房設(shè)備有嚴(yán)重的侵蝕，作業(yè)環(huán)境差。②堿酸液在處理過程中用于化學(xué)反應(yīng)而消耗掉的數(shù)量是有限的。但由于堿酸洗是在同一錐形桶內(nèi)進(jìn)行，造成堿液或酸液只有用清水沖淡后才能交替使用。故需消耗大量的水，同時(shí)也浪費(fèi)大量的堿和酸，相應(yīng)沉淀池的容積也很大。
　　在磨料整個(gè)生產(chǎn)過程中，堿酸洗工序前的粗碎、細(xì)碎、控制篩分各工序以及堿酸洗、脫水工序后干燥、篩分、磁選、精篩、稱量、包裝等工序均已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)。唯有堿酸洗脫水工序?yàn)殚g斷式生產(chǎn)，與前后工序連續(xù)生產(chǎn)脫節(jié)，從而影響了磨料生產(chǎn)過程機(jī)械化水平的提高，而且不利于現(xiàn)代化管理。
　　
　　從以上分析，反映出在碳化硅磨料生產(chǎn)中現(xiàn)行的不連續(xù)堿酸洗、脫水工藝以及所使用的帶攪拌器的錐形桶和脫水設(shè)備生產(chǎn)效率低，浪費(fèi)原材料、生產(chǎn)成本高等缺陷的同時(shí)，更主要是不利于全生產(chǎn)過程機(jī)械化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，針對(duì)以上情況現(xiàn)介紹一種新的碳化硅磨料連續(xù)進(jìn)行堿洗、酸洗、脫水工藝及設(shè)備。它是由電磁振動(dòng)給料機(jī)、螺旋洗滌器、帶式真空脫水機(jī)、斗式提升機(jī)組成。詳見磨料連續(xù)堿洗、酸洗設(shè)備流程圖。
　　
　　磨料連續(xù)堿洗酸洗設(shè)備流程圖
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　　a 進(jìn)料口b 進(jìn)水管c 進(jìn)液管d 排液管e 蒸汽進(jìn)管f 抽氣管h 蒸汽出管g 出料口
　　
　　其工藝過程如下：來料經(jīng)電磁振動(dòng)給料機(jī)喂入螺旋洗滌器進(jìn)料口入螺旋洗滌器進(jìn)行一次堿洗(堿洗時(shí)間按工藝要求)。一次堿洗后，再進(jìn)行二次堿洗。堿洗后的物料直接流入帶式真空脫水機(jī)，進(jìn)行脫水、沖中后，物料(濾餅)入斗式提升機(jī)提升后進(jìn)入酸洗螺旋洗滌器進(jìn)料口，酸洗過程同堿洗過程，脫水后的物料經(jīng)斗式提升機(jī)提升至干燥機(jī)料斗進(jìn)入干燥工序。
　　螺旋洗滌器除機(jī)身外設(shè)有進(jìn)料口、進(jìn)水管、進(jìn)液管、蒸汽進(jìn)出管、排液管、抽氣管和出料口。它不同于通用的螺旋輸送機(jī)：1、其旋螺葉片不是一般的實(shí)體面型或葉片面型，而是采用實(shí)體面型和葉片面型兩者相結(jié)合的葉片形式。這樣在輸送過程中增加了葉片表面與物料的接觸面積，使碳化硅砂較充分地與堿酸液相接觸。增大了雜質(zhì)在堿酸中的擴(kuò)散能力，從而提高了堿洗酸洗去除雜質(zhì)的能力，有利于碳化硅含量的提高。2、螺旋洗器其機(jī)殼為雙層，層與層之間為蒸汽加熱腔，蒸汽通過內(nèi)層傳遞熱量加熱物料和溶液。3、由于螺旋洗滌器為全密封結(jié)構(gòu)加熱溫度不受限制，更有利于反應(yīng)。4、螺旋洗滌器的前端設(shè)有抽氣管、排液管。 抽氣管可將酸洗時(shí)揮發(fā)的有害氣體抽出，不污染工作環(huán)境，克服了錐形桶敞開揮發(fā)氣體之蔽病，使操作者的身心健康不受侵害。排液管可將生產(chǎn)過程中溢出的堿液、酸液分別回收并可循環(huán)使用，與錐形桶相比可節(jié)省大量的水、堿、酸，從而降低了成本。5、堿洗與酸洗分別在不同螺旋洗滌器內(nèi)進(jìn)行，與錐形桶相比螺旋洗滌器使用年限長(zhǎng)。螺旋洗滌器用于堿洗時(shí)其材質(zhì)為鋼質(zhì)，用于酸洗時(shí)其材質(zhì)為不銹鋼。螺旋輸送機(jī)早已用于磨料輸送，該螺旋洗滌器的轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于螺旋輸送機(jī)，所以不必?fù)?dān)心螺旋洗滌器的磨損。 帶式真空脫水機(jī)，是一種適用于固——液物料分離，能夠迅速脫水、洗滌的專用過濾設(shè)備。
　　其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是高強(qiáng)度的聚脂合成纖維濾布既作濾帶、又作傳遞帶、過濾、洗滌及濾布清洗均能連續(xù)進(jìn)行。其機(jī)身為水平框架鋼性結(jié)構(gòu)，槽形濾盤在氣缸的作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。出液口處抽氣液兩相，由真空膠管和集液管聯(lián)接。集液管上裝有若干個(gè)真空切換閥，并與氣液分離器連接，濾液從分離器排液口排出，濾餅在頭輪處由刮刀剝離。
　　由于物料是在螺旋洗滌器內(nèi)進(jìn)行堿洗酸洗，從螺旋洗滌器出料口排出的物料大部分是碳化硅粒度砂，只有少量的堿酸液被帶出。故物料進(jìn)入帶式真空脫水機(jī)，易進(jìn)行脫水、洗滌、沖中，運(yùn)行可靠、效果良好。該脫水機(jī)已在棕剛玉磨粉生產(chǎn)中得到應(yīng)用，其脫水效果符合工藝要求，得到了使用廠的認(rèn)可與好評(píng)。 綜上所述，碳化硅磨料連續(xù)堿洗酸洗，脫水工藝及設(shè)備完全能滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。并且
　　能提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低成本，改善工作環(huán)境。可實(shí)現(xiàn)碳化硅磨料生產(chǎn)全過程的機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)和管理。