硅藻土阻燃剂及其生产方法技术

一种硅藻土阻燃剂及其生产方法，属化学领域的无机材料加工技术。采用了天然硅藻土为原料，通过粉碎、气流干燥、分选去杂质和添加隐蔽剂并在高温下焙烧，使硅藻土中的有机物完全氧化燃烧，碳酸盐矿物杂质消化分解，铁的化合物转化成白色，提高了产品的白度和化学稳定性。硅藻土烧成品的加工，采用了三级粉碎、四次分级和一次性分离回收的工艺流程；第三级粉碎采用了超音速气流粉碎。所制得的产品无毒无腐蚀性，可用于塑料、橡塑、油漆和涂料作高填加量的添加型阻燃剂；也可以用于造纸作填加剂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，属化学领域的无机材料加工技术。在塑料、橡塑、涂料和油漆行业广泛应用的添加型无机阻燃剂，主要有氢氧化镁、氢氧化铝和三聚磷酸铝等。其共同的缺点是在生产过程中均有强酸、强碱参与的化学反应，并形成“三废”，造成不同程度的环境污染。以氢氧化镁为例，通常采用盐酸溶解碳酸镁，再用氢氧化钠中和，生成氢氧化镁。化学反应方程式如下-------------------(1)--------------------(2)由反应(1)和反应(2)可以看出，所用原料是有腐蚀性的强酸强碱，排放的废气为二氧化碳，排放的碱性废水含盐；其生产过程会造成环境污染。本专利技术的目的是克服无机合成法上述不足，以无腐蚀性的天然硅藻土为原料，生产化学性质稳定的阻燃剂。本专利技术采用如下技术措施实现上述目的1、选用SiO2含量在85％以上的天然硅藻土为原料，通过粉碎、气流干燥和分选除去杂质，并按干精土重量添加3％-8％的纯碱作隐蔽剂，均匀混合后在回转窑中900-1000℃的高温下焙烧。2、烧成硅藻土的加工采用三级粉碎、四次气流分级和一次性分离回收的工艺流程；即由粉碎1、分级1和分离回收依次串联成一个主流程；在分级1粗料出口至分离回收除尘器进口之间并联由粉碎2、分级2和分级3依次连接的支流程；在分级3粗料出口至除尘器进口之间并联由粉碎3和分级4依次连接的支流程。3、分级1、分级3、分级4的临界粒径在5-15μm范围内调整，分级2临界粒径在50-150μm范围内调整。4、粉碎3采用超音速气流粉碎，载气为经过净化的压缩空气。5、采用复膜材料制作产品分离回收除尘器的滤袋。采取上述措施后，形成了一个由原料的粉碎、干燥、分选弃杂、分离、微细品回收、混合、焙烧、粉碎、产品分级和一次性分离回收工序组成的工艺流程。原土经一次粉碎后由电子皮带秤计量，并测定水份与铁含量，确定隐蔽剂的添加量。隐蔽剂经粉碎、分离回收和计量在精土分离前加入，加入量视原土含铁量在3％-8％范围内调节。在高温焙烧中，原料里的铁化合物与隐蔽剂纯碱反应生成稳定的白色铁酸钠盐，提高了产品的白度。硅藻土中的有机物完全氧化燃烧，不稳定的碳酸盐杂质消化分解成稳定的化合物，提高了产品的化学稳定性。回转窑以煤气或柴油为燃料，烧成区温度在900-1000℃。转窑尾气回收利用，作为气流干燥的热源。烧成熟料大部分经粉碎1、分级1和粉碎2、分级2、分级3两个通路分流加工进入分离回收，降低了第三级即气流粉碎系统的负荷量。由此降低了空气压缩、净化和气流粉碎设备的安装容量，动力消耗比只用一级气流粉碎的工艺显著降低；同时避免了重复粉碎与过粉碎，达到产品粒度分布适宜，生产成本较低的目的。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。以下结合实施例具体说明本专利技术的技术方案。原料的一次粉碎进料为含水30％的硅藻原土，SiO2含量88％，Fe2O3含量1.5％；粉碎后最大粒径3mm。一次粉碎后的湿料进入气流干燥1，其进气温度300-350℃。物料经第一次干燥后进入二次粉碎，粉碎后最大粒径150μm，再送入气流干燥2干燥。气流干燥2的进气温度250-300℃。干燥后物料进入精土分选，分选出的精土进入分离工序；粗料进入三次粉碎继续粉碎，再经杂质分选弃去杂质，可利用的物料送入分离工序。隐蔽剂采用纯碱，添加量为4％。精土分选临界粒径为100μm；杂质分选临界粒径为120μm；分离器临界粒径D100为10μm。粒径大于10μm的物料和大部分5-10μm之间的物料在分离器被分离下来。5μm以下的微细品在除尘器分离回收，然后与分离器分离的中粗物料混合，一并进入回转窑焙烧；水蒸汽和基本洁净的空气排入大气，其含尘量不高于30mg/m3，在国家规定标准以内。回转窑以空气煤气为燃料，烧成区温度控制在950-1000℃。烧成物料最大块径200mm，采用锤式粉碎机粉碎，出料最大粒径5mm。粉碎后的物料经分级1分级，临界粒径为12μm。合格料流进入除尘器分离回收。不合格的料流经粉碎2粉碎后，由分级2分级，在100μm的临界粒径下弃渣；可利用的料流进入分级3分级。分级3的临界粒径为12μm，分出的合格料流进入除尘器分离回收；不合格料流进入粉碎3进行超音速气流粉碎，粉碎后进入分级4分级。分级4临界粒径为12μm，分出的合格料流进入除尘器分离回收；不合格料流返回粉碎3循环粉碎，直至合格为止。除尘器采用复膜材料，1μm粒径的粉尘除尘效率为99.99％。排放气体含尘量20mg/m3左右，低于国家规定的60mg/m3的标准。所制得的产品为无毒、无腐蚀性、无气味的白色固体粉末；堆积密度0.35/cm3；白度90；平均粒径10μm；pH值8；SiO2含量90.0％；AI2O3含量4.0％；盐酸可溶物1.0％；水可溶物0.2％。以此产品与氢氧化镁阻燃剂按相同比例添加在聚丙烯塑料中，本产品的阻燃聚丙烯氧指数为34，拉伸强度420kg/cm2；添加氢氧化镁阻燃剂的氧指数为32，拉伸强度为392kg/cm2。产品技术指标不低于氢氧化镁阻燃剂。而在生产过程中却无含盐的碱性废水排放，排放气体含尘及二氧化碳指标在国家规定范围之内，不会造成环境的污染。本专利技术可以在规定的范围内改变原料和制备工艺条件，获得指标不同的产品，其物理化学指标如下颜色及外观白色固体粉末白度 85-95堆积密度 0.35-0.45g/cm3平均粒径 5-15μmpH值 8.0-9.5SiO288％-93％AI2O32％-6％盐酸可溶物≤2％水可溶物 ≤0.5％毒性 无腐蚀性无本产品可用于塑料、橡塑、油漆、涂料中，作为高填充量的添加型阻燃剂，也可以作为造纸添加剂。权利要求1.一种硅藻土阻燃剂，外观为白色固体粉末，其特征在于物化指标如下堆积密度0.35-0.45g/cm3；白度85-95；平均粒径5-15μm；pH值8.0-9.5；SiO2含量88％-93％；Al2O3含量2％-6％；盐酸可溶物≤2％；水可溶物≤0.5％；无毒性；无腐蚀性。2.权利要求1所述的硅藻土阻燃剂适用于塑料、橡塑、油漆和涂料中作添加型阻燃剂，也可以作造纸填加剂。3.一种硅藻土阻燃剂的生产方法，抛弃了无机合成的工艺路线，其特征是采用了天然硅藻土为原料和添加纯碱作隐蔽剂在回转窑中900-1000℃的高温下焙烧，以及烧成品加工采用了三级粉碎、四次分级和一次性分离回收的工艺方法。4.权利要求3所述的硅藻土阻燃剂的生产方法，其特征还在于所采用的硅藻土SiO2含量在85％以上，隐蔽剂的添加量视硅藻土中Fe2O3的含量在3％-8％范围内调整。5.权利要求3所述的硅藻土阻燃剂的生产方法，其特征还在于烧成品加工的工艺流程由粉碎1、分级1和分离回收依次串联成的主流程和在分级1粗料出口与分离回收除尘器进口之间并联的由粉碎2、分级2和分级3依次连接的支流程以及在分级3粗料出口与除尘器进口之间并联的粉碎3和分级4依次连接的支流程构成。6.权利要求3、5所述的硅藻土阻燃剂的生产方法，其特征还在于分级1、分级3和分级4的临界粒径在5-15μm范围内调整；分级2临界粒径在50-150μm范围内调整。7.权利要求3、5所述的硅藻土阻燃剂的生产方法，其特征还在于粉碎3采用超音速气流粉碎，载气为经过净化的空气。全文摘要一种，属化学领域的无机材料加工技术。采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅藻土阻燃剂，外观为白色固体粉末，其特征在于物化指标如下：堆积密度０．３５－０．４５ｇ／ｃｍ↑［３］；白度８５－９５；平均粒径５－１５μｍ；ｐＨ值８．０－９．５；ＳｉＯ↓［２］含量８８％－９３％；Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］含量２％－ ６％；盐酸可溶物≤２％；水可溶物≤０．５％；无毒性；无腐蚀性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹兴伊，
申请(专利权)人：尹兴伊，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]