ทรายเซรามิกบ๊อกไซต์ผลิตได้อย่างไร?

การผลิตทรายเซรามิกบอกไซต์ (ทรายเซรามิกสำหรับวัสดุค้ำยันการแตกหักของน้ำมัน) เป็นกระบวนการที่พิถีพิถันซึ่งมีหลายขั้นตอน ได้แก่ การบด การบดละเอียด การทำเม็ด และการเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง กระบวนการแกนกลางคือการเผาที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจะเปลี่ยนบอกไซต์ให้เป็นอนุภาคเซรามิกที่มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อน ต่อไปนี้คือขั้นตอนการผลิตโดยละเอียดและไฮไลท์ทางเทคนิคที่สำคัญ:

1. การเตรียมวัตถุดิบ

การปรับปรุงคุณภาพบ็อกไซต์

ใช้บ็อกไซต์ที่มีอะลูมินาสูง (เกรดหนึ่งหรือเกรดพิเศษ) ที่มีปริมาณ Al₂O₃ ≥75% สิ่งเจือปน เช่น Fe₂O₃ ต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด (โดยปกติ <1.5%)

วัตถุดิบมีขนาด 300-500 มม. และถูกบดหยาบในเครื่องบดขากรรไกร จากนั้นบดละเอียดในเครื่องบดแบบกระแทกจนได้อนุภาคที่มีขนาด ≤20 มม.

การอบแห้งและการขาดน้ำ

การอบแห้งจะดำเนินการในเตาเผาแบบฟลูอิไดซ์เบด (อุณหภูมิลมร้อน 800-900°C) จนมีความชื้นน้อยกว่า 1.5% เพื่อป้องกันไม่ให้ติดกับผนังในระหว่างการบด

II. ระบบบดและส่วนผสม
แบบวงจรปิด

ผสมบ็อกไซต์แห้งกับสารเติมแต่ง (ผงแมงกานีส แมกนีเซียมออกไซด์ ฯลฯ) ในสัดส่วนที่เหมาะสม จากนั้นจึงหมุนเวียนผ่านเครื่องบดลูกบอลและเครื่องจำแนกจนมีขนาด 500 เมชหรือใหญ่กว่า (ขนาดอนุภาค ≤30μm)

ฟังก์ชัน: ปรับปรุงปฏิกิริยาของวัตถุดิบและรับรองการเผาผนึกที่สม่ำเสมอ

การปรับสูตร

สูตรทั่วไป: บอกไซต์ 85-90% + ผงแมงกานีส 5-8% + สารยึดเกาะ 2-3% (เช่น คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส)

ฟังก์ชันการเติมแต่ง: ลดอุณหภูมิการเผา (จาก 1,500°C เป็น 1,150-1,250°C) และเพิ่มความแข็งแรงของเม็ดพลาสติก

III.
วิธีการทำเม็ดแบบแผ่นแกร นูเลชั่น

ผงจะถูกเติมน้ำ (8-10%) แล้วกลิ้งบนจานหมุนเอียงเพื่อสร้างเม็ด ขนาดของอนุภาคจะถูกควบคุมโดยอัตราการพ่นน้ำและความเร็วของจาน (เป้าหมาย 0.5-1.2 มม.)

ข้อดี: เม็ดมีความกลมดี เหมาะสำหรับการผลิตขนาดเล็กและขนาดกลาง

การพ่นเม็ด (เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม)

ผงจะถูกผสมกับน้ำและสารช่วยกระจายตัวจนกลายเป็นสารละลาย เมื่อฉีดพ่นผ่านหัวฉีดแรงดันสูง ส่วนผสมจะถูกทำให้เป็นเม็ดในหออบแห้งทันที (เพื่อการกระจายขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้น)

พารามิเตอร์: อุณหภูมิอากาศร้อนขาเข้า 400-500°C อุณหภูมิขาออก 100-120°C

IV. การเผาที่อุณหภูมิสูง (กระบวนการแกนกลาง)

การเผาผนึกด้วยเตาหมุน

โปรไฟล์อุณหภูมิ:

การอุ่นล่วงหน้า (200-600°C): กำจัดความชื้นและสารอินทรีย์ที่เหลืออยู่

อุณหภูมิปานกลาง (600-1000°C): การดีไฮดรอกซิเลชันของบ็อกไซต์ (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O → Al₂O₃+2SiO₂+H₂O↑)

ระยะอุณหภูมิสูง (1,150-1,500°C): การก่อตัวของเฟสคอรันดัม (α-Al₂O₃) และมัลไลต์ (3Al₂O₃·2SiO₂) ทำให้มีความแข็งแรงสูง

บรรยากาศเตาเผา: ออกซิไดซ์อ่อนๆ (ค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกิน 1.05-1.10)

เทคโนโลยีประหยัดพลังงาน

ก๊าซไอเสียจากเตาเผาจะถูกใช้เพื่ออุ่นเม็ดไม้สีเขียวล่วงหน้า (เพิ่มประสิทธิภาพความร้อนมากกว่า 20%)

การใช้ก๊าซธรรมชาติ/มีเทนจากชั้นถ่านหินแทนถ่านหินบดจะช่วยลดการปล่อย SO₂

V. การทำความเย็นและการจำแนกประเภท
กระบวนการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว

เซรามไซต์ที่ออกจากเตาเผาจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วจนต่ำกว่า 80°C ในเครื่องทำความเย็นแบบหมุน (หรือการดับด้วยอากาศ) เพื่อป้องกันการเจริญเติบโตและความเปราะของเมล็ดพืชที่มากเกินไป

การคัดกรองและการจำแนกประเภท

เครื่องสั่นแบบหลายชั้นจำแนกตามมาตรฐานอุตสาหกรรมปิโตรเลียม:

ตาข่าย 20/40 (0.45-0.9 มม.)

ตาข่าย 30/50 (0.3-0.6 มม.)

ผลิตภัณฑ์ที่ถูกปฏิเสธ (<5%) จะถูกส่งกลับไปยังกระบวนการบด

VI. การทดสอบประสิทธิภาพและ
การทดสอบประสิทธิภาพหลัก ของบรรจุภัณฑ์

ความแข็งแรงในการบีบอัด: ≥86 MPa (อัตราการบด <5% ที่แรงดันปิด 52 MPa)

ความสามารถในการละลายของกรด: <5% (ส่วนผสม HCl 4% + HF 3% แช่ที่ 90°C เป็นเวลา 30 นาที)

ความหนาแน่นรวม: 1.65-1.85 g/cm³ (ตรงตามมาตรฐาน API/ISO)

บรรจุภัณฑ์ป้องกันฝุ่น

บรรจุในถุงขนาดตัน (500-1,000 กก.) หรือถุงขนาดเล็ก (25 กก.) พร้อมติดฉลากระบุพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ขนาดอนุภาค ความหนาแน่น และความสามารถในการละลายในกรด

ความยากลำบากของกระบวนการและวิธีแก้ไข
ปัญหา สาเหตุ วิธีแก้ไข
วงแหวนยึดเกาะของอนุภาค
อุณหภูมิการเผาที่มากเกินไปหรือความร้อนเฉพาะที่มากเกินไป
ปรับความเร็วเตาให้เหมาะสม (0.5-1.5 รอบต่อนาที)
ความแข็งแรงต่ำกว่า
มาตรฐาน ปริมาณ Al₂O₃ ไม่เพียงพอหรือการเผาที่ไม่เพียงพอ
เพิ่มอุณหภูมิการเผาให้สูงกว่า 1,400°C
มลพิษฝุ่น
การปล่อยจากกระบวนการบด/คัดกรอง
ติดตั้งตัวกรองถุงพัลส์ (ประสิทธิภาพ >99%)
การใช้งาน
การแตกหักของน้ำมัน: คิดเป็นมากกว่า 80% ของการใช้งานทั่วโลก ทำให้เกิดการแตกหัก และเพิ่มการซึมผ่านของน้ำมันและก๊าซ

การหล่อแบบแม่นยำ: ทดแทนทรายเซอร์โคเนียเป็นทรายหล่อ ทนทานต่ออุณหภูมิสูงถึง 1,600°C

วัสดุกรองที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: ใช้เป็นตัวพาไบโอฟิล์มในการบำบัดน้ำเสีย

กระบวนการนี้ควบคุมองค์ประกอบของบ็อกไซต์ อุณหภูมิการเผา และอัตราการเย็นตัวได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์มีความแข็งแรงสูง ความหนาแน่นต่ำ และทนต่อการกัดกร่อน ทำให้เป็นวัสดุหลักที่ไม่สามารถทดแทนได้ในอุตสาหกรรมการสกัดน้ำมัน