1、什么是废碳料
在碳化硅加工过程中,常采用浮选法来降低碳化硅中的碳含量,但由于碳化硅微粉粒度较小,在游离碳富集于浆料表面时会裹挟碳化硅颗粒,故会产生一定量的废碳料,且废碳料中碳化硅微粉质量分数高达45%-60%。
将废碳料中的碳化硅微粉进行回收,不仅能够实现对资源的有效利用,产生较大的经济效益,同时还能够减少对环境的危害。水力旋流器和气流分级机作为一种常见的分级分离设备,具有处理时间短、设备体积小等特点,可很好的应用于废碳料的处理中。
2、水力旋流器分离回收碳化硅
(1)工艺流程
图1 水力旋流器回收碳化硅流程
(2)检测结果
分别在图1中编号处取样检测碳化硅质量分数,检测结果见下表1。
(3)结果分析
①在不同的工艺条件下,溢流口浆料中的碳化硅质量分数随着分离级数的增加而不断下降。经过3级旋流分离后碳化硅质量分数由58.77%降低到了45%左右,而前两级分离的降低幅度是9%-12%,第3级的最大降低幅度则只有2.61%,这说明旋流分离溢流口浆料从第3级开始分离效果减弱。
②随着温度的升高,分离效果增强。这是因为低质量分数和高温度的浆料中碳颗粒与碳化硅颗粒粘附的程度低利于分离,这说明浆料中碳与碳化硅颗粒的分散性对旋流分离有重要影响。
③进料压力在0.2-0.32MPa范围内的分离效果相差不大。
④旋流分离在废碳料的初步分离阶段能够达到良好分离效果,但分离极限的存在使旋流分离不能获得高纯度的碳化硅微粉。随着浆料质量分数的增加,分离效果降低。
3、气流分级回收碳化硅
(1)工艺流程
图2 气流分级回收碳化硅
(2)检测结果
废碳料经过干燥筛松后以一定的下料量进人气流分级机,分别在1 #、2 #、3#下料口取样测量其碳化硅质量分数。
废碳料在引风量为4000 m3/h、下料量为15kg/min,2级分级轮转速为1416 r/min,1级分级轮转速不同的情况下所得微粉碳化硅质量分数变化如表3。
(3)结果分析
①通过气流分级机可一步将回收的碳化硅微粉中碳质量分数提高到76%左右。随着1#分级轮转速的降低,1#料中的碳化硅质量分数升高。当其碳化硅质量分数升高到76%左右时,分级轮转速降低不但不能提高回收微粉中的碳化硅质量分数,还造成1#口料的产率减少。
②与水力旋流的原理相类似,由于相同质量的碳颗粒与碳化硅的惯性力也相同,因而气流分级对回收碳化硅微粉的纯度也存在着极限值。
4、结论
(1)水力旋流器和气流分级机在废碳料的初步分离阶段具有良好的分离效果。同样的分离效果下,气流分级机的工作效率高于水力旋流。
(2)经5级水力旋流分离后,可将碳化硅质量分数提高至87%左右。
(3)气流分级一次分离即可将碳化硅质量分数提高至76%左右。
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