Порошок полевого шпата: основные области применения в производстве стекла и керамики

В природе чистый полевой шпат встречается крайне редко. Даже минералы, обычно называемые «калиевым полевым шпатом», могут сосуществовать или смешиваться с натриевым полевым шпатом. Эти природные полевой шпат Минералы являются основным сырьем для производства порошок полевого шпата. Минералы полевого шпата, которые содержат как калиевый полевой шпат, так и натриевый полевой шпат, называются щелочными полевыми шпатами. Минералы, полученные из натриевого полевого шпата и кальциевого полевого шпата, называются плагиоклазами. Когда минералы полевого шпата состоят из кальциевого полевого шпата и бариевого полевого шпата, мы называем их щелочноземельными полевыми шпатами. Калиевый микроклин — это разновидность калиевого полевого шпата с триклинной кристаллической структурой. Если натриевый полевой шпат расположен в нем в регулярном порядке, образуется полосатый полевой шпат. После обработки этот минерал можно преобразовать в порошок полевого шпата со специфическими свойствами.

Полевой шпат является одним из самых распространенных минералов в земной коре. Он широко распространен в определенных осадочных слоях и почти во всех магматических породах. Кроме того, месторождения полевого шпата, пригодные для переработки в порошок полевого шпата, находятся в большинстве регионов мира. В результате потенциал для полезных ископаемых огромен. Это обеспечивает надежную поставку сырья для крупномасштабного производства порошка полевого шпата.

Приготовление порошка полевого шпата

Природные полевые шпаты (такие как калиевый полевой шпат, натриевый полевой шпат и кальциевый полевой шпат) являются основным сырьем для приготовления порошка полевого шпата. Этот метод экономически эффективен, масштабируем и подходит для промышленных нужд в порошке. Основной процесс включает предварительную обработку руды → дробление → измельчение → очистку → сушку → сверхтонкое измельчение (опционально) → классификацию.

Отбор и предварительная обработка руды

• Операция: Вручную или механически сортировать руды с содержанием полевого шпата ≥80% (примеси в основном включают кварц, слюду, минералы железа, минералы титана и т. д.). Используйте чистую воду для промывания прилипшей грязи и песка.
• Цель: Выберите высокочистые полевые шпаты и удалите поверхностные примеси, такие как почва и растительность.

Дробление

• Мелкое дробление: Используйте ударную дробилку для измельчения до размера 1–5 мм (подготовка к измельчению).
• Цель: Разбейте крупные куски руды на более мелкие частицы для облегчения измельчения.
• Оборудование и процесс:
• Крупное дробление: Используйте щековую дробилку для дробления руды до размера 50–100 мм.
• Среднее дробление: Используйте конусную или ударную дробилку для дальнейшего дробления до 5–20 мм.

Измельчение (первичное дробление)

Цель: Измельчить мелкодисперсные частицы в порошок микронного уровня (обычно 10-100 мкм) и предварительно диспергировать частицы.

Общее оборудование:

• Рэймонд Милл (подходит для средней тонкости помола, размер частиц продукта 10-74 мкм).
• Шаровая Мельница (сухое или мокрое измельчение, для ударного измельчения используются стальные или керамические шары, размер продукта может достигать 5-50 мкм).
• Вибрационная мельница (высокая эффективность, подходит для хрупких минералов, позволяет получать более мелкий первичный порошок).

Очищение (ключевой шаг, удаление примесей)

Руды полевого шпата естественным образом содержат примеси, такие как кварц (SiO₂), слюда (содержащая K, Al, Si и воду), минералы железа (Fe₂O₃, Fe₃O₄) и минералы титана (TiO₂), которые влияют на свойства порошка (например, изменение цвета после обжига керамики, снижение прозрачности стекла). Эти примеси должны быть удалены следующими методами: магнитное разделение (удаление железа), флотационное разделение, кислотное выщелачивание (удаление примесей) и тяжелое разделение (гравитационное разделение)

Сушка

Температура сушки обычно составляет 100–150 °C, до тех пор, пока содержание влаги не достигнет ≤1%.

• Цель: Удалите влагу из очищенного порошка (особенно после мокрого измельчения или кислотного выщелачивания).
• Оборудование:
• Сушилка для белья (малый масштаб).
• Барабанная сушилка (средний масштаб).
• Распылительная сушилка (крупногабаритный, может сушить и гранулировать одновременно).

Сверхтонкое измельчение (опционально, для субмикронного/нанометрового порошка)

Если требуется более тонкий порошок (например, D50 ≤ 5 мкм для высококачественной керамики или покрытий), необходимо сверхтонкое измельчение:

Оборудование:

• Воздушно-струйная мельница (использует высокоскоростной поток воздуха для воздействия на частицы, размер продукта 1-10 мкм, высокая чистота).
• Мельница с перемешиванием (мокрое измельчение, позволяет достичь субмикронного размера частиц).
• Планетарная шаровая мельница (сухое или мокрое измельчение, подходит для лабораторного или мелкосерийного производства).

Классификация

Цель: Контролируйте распределение размеров частиц порошка (например, удаляйте крупные или сверхмелкие частицы) для удовлетворения различных потребностей в применении.

Оборудование:

• Воздушный классификатор (используется с воздухоструйными мельницами).
• Просеивающие машины (для грубого порошка, например, 200 меш, 325 меш).

Основные области применения порошка полевого шпата

Помимо того, что полевой шпат является ключевым сырьем для стекольной промышленности (примерно 50-60% от общего использования), он также широко используется в керамической промышленности, на долю которой приходится около 30%. Оставшаяся часть используется в таких отраслях, как химическая, абразивная, стекловолоконная и электродная.

Стеклянный флюс

Порошок полевого шпата является одним из основных компонентов в стеклянных смесях. Он содержит высокий уровень Al₂O₃ и низкий уровень железа. Его температура плавления ниже, чем у оксида алюминия, что облегчает его плавление. Полевой шпат не только снижает температуру плавления стекла, но и расширяет диапазон плавления. Он в основном используется для увеличения содержания глинозема в стеклянных составах, снижения температур плавления при производстве стекла и увеличения содержания щелочи. Это снижает количество используемой щелочи. Кроме того, полевой шпат медленно плавится в стекло и имеет низкий потенциал кристаллизации. Это предотвращает образование кристаллов в процессе производства стекла и позволяет избежать повреждения продукта. Он также помогает регулировать вязкость стекла. Обычно в стеклянных смесях используется калиевый полевой шпат или натриевый полевой шпат.

Состав керамического корпуса

Перед обжигом полевой шпат действует как флюс. Он уменьшает усадку и деформацию при высыхании, улучшает производительность сушки и сокращает время сушки. Во время обжига полевой шпат действует как флюс для снижения температуры обжига. Он способствует плавлению кварца и каолина. Стекло полевого шпата, образующееся в расплавленном состоянии, диффундирует и проникает в жидкую фазу. Это ускоряет образование муллита. Стекло полевого шпата, заполняющее зерна муллита, уплотняет тело. Это снижает пористость и улучшает механическую прочность и диэлектрические свойства. Кроме того, образование стекла полевого шпата улучшает прозрачность тела. Количество полевого шпата, добавляемого в керамические тела, варьируется в зависимости от сырья и требований к продукту.

Керамические глазури

Керамические глазури в основном состоят из полевого шпата, кварца и глинистых материалов. Содержание полевого шпата колеблется в пределах 10-35%. В керамической промышленности (как для массы, так и для глазури) в основном используется калиевый полевой шпат.

Сырье для эмали

Полевой шпат смешивают с другим минеральным сырьем для производства эмали. В целом, типичное содержание полевого шпата в этой смеси колеблется в пределах 20-30%.

Абразивы

Полевой шпат часто используется в качестве керамического связующего при производстве шлифовальных кругов. Его содержание колеблется в пределах 28-45%.

Другие применения

Калийный полевой шпат также может использоваться в качестве сырья для получения калийных удобрений.

Эпический порошок

Epic Powder, более 20 лет опыта работы в отрасли сверхтонких порошков. Активно продвигаем будущее развитие сверхтонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации сверхтонких порошков. Поэтому свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимизации ценности вашей обработки порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!