專利名稱：人工晶體合成云母及其制備方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種人工合成的晶體，尤其是一種人工晶體合成云母。本發(fā)明還涉及所述人工晶體合成云母的制備方法和裝置。
背景技術(shù)：
云母是一種晶體物質(zhì)，其具有很好的絕緣性、耐腐蝕性和耐高溫的特性，在各個領(lǐng)域應(yīng)用中廣泛使用?，F(xiàn)有技術(shù)中常使用的天然云母存在一些不足，主要是在耐腐蝕性和耐高溫方面漸漸不能滿足使用中更高的要求。在耐高溫上，天然白云母在400-500℃即熔融，金云母在600-800℃時也會熔融?，F(xiàn)有技術(shù)中也有人工合成的云母，因配方不準(zhǔn)確，加之生產(chǎn)工藝上的不合理，制備中控制的操作條件不適合，使合成的云母性能變差，如純度較低，制出的產(chǎn)品夾有雜質(zhì)，其結(jié)晶片也較小，這些都大大降低合成云母的綜合利用價值。
傳統(tǒng)的云母制造設(shè)備多采用直流兩相電源為其供電，由于兩相電源電壓低，與電源相連的電極起弧小，產(chǎn)生的熱量少，使得云母產(chǎn)量低，成本高；而且，流過電極的電流不穩(wěn)定，功率因數(shù)低，對電網(wǎng)沖擊大，造成傳統(tǒng)的云母制造設(shè)備不適宜工業(yè)化大生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種合成后其耐腐蝕性和耐高溫性優(yōu)異的人工晶體合成云母。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種所述人工晶體合成云母的制備方法。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種實現(xiàn)上述制備方法的制備裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提供的人工晶體合成云母，其制備原料基本組成中包括石英砂、鎂砂、氧化鋁粉、氟硅酸鉀和碳酸鉀，其含量(重量百分比)為石 英 砂(SiO2) 40％～35％鎂砂(MgO) 30％～29％氧化鋁粉(Al2O3)10％～13％氟硅酸鉀(K2SiF6) 16％～20％碳 酸 鉀(K2CO3)4％～3％上述原料合成的人工晶體合成云母的分子式為KMg3(AlSi3O10)F2。
上述各個組分均為粉末，這樣在制備過程中可以得到充分混合以制得成分性質(zhì)均勻的合成云母。各物質(zhì)粉末的粒度最好也要有一個限制，否則會影響到原料的混合過程中的均勻性以及在后面的熔煉中的充分熔解繼而影響制出云母的質(zhì)量，因此，各組分的粒度最好為石 英 砂(SiO2) 40目～100目鎂砂(MgO) 16目～30目氧化鋁粉(Al2O3) 120目～200目氟硅酸鉀(K2SiF6) 120目～200目碳 酸 鉀(K2CO3) 16目～40目在工業(yè)應(yīng)用中上述各化合物往往沒有純單質(zhì)，或多或少都存在一些雜質(zhì)。如果原料中雜質(zhì)的含量較大，則會影響到制出云母的性能，甚至無法制出合格云母。因此，如果原料含有雜質(zhì)，其純度最好為石 英 砂(SiO2) 97％～99％鎂砂(MgO) 92％～99％氧化鋁粉(Al2O3) 98％～99％氟硅酸鉀(K2SiF6) 98％～99％碳 酸 鉀(K2CO3) 96％～99％在制備出來的KMg3(AlSi3O10)F2中，SiO2的含量最好在38～42％，Al2O3的含量最好在10～14％，K2O的含量最好在9～14％，MgO的含量最好在24～29％，F(xiàn)的含量最好在7～12％。而雜質(zhì)Fe2O3的含量最好低于0.1～0.2％，TiO的含量最好低于0.5～1％，CaO的含量最好低于0.5～1％。
本發(fā)明提供的所述人工晶體合成云母的制備方法為三相電加熱熔融法，其具體步驟為A、將上述各原料粉末按所述比例混合均勻，備用；B、準(zhǔn)備制備容器在該容器中固設(shè)加熱電極和引弧電極棒；C、將步驟A準(zhǔn)備好的混合原料加入步驟B準(zhǔn)備的容器中，接通三相電源對所述原料進(jìn)行電熱熔融制成合成云母；電熱熔融可分成三個階段(a)、加熱混合原料為熔融狀態(tài)；將粉末狀原料逐漸加入容器中，前面加入的原料熔融使容器空出空間后再繼續(xù)加入后續(xù)原料，直到整個容器的腔室中均充滿熔融的原料，加料停止；在此階段中，由于容器中的物料越來越多，且要使物料均變成熔融狀態(tài)，因此，相應(yīng)的電流值逐漸升高，最后的電流值為1200安；溫度800-1000℃，電壓值最后調(diào)整為80～120伏；該階段所需時間根據(jù)容器的大小而異；(b)、熔融原料保溫反應(yīng)；在此階段中電流和電壓保持基本恒定；保溫時間在40～55小時；保溫階段的電流值為1300～1600安，電壓值為70～100伏。
保溫過程可以在幾個電流值上分級進(jìn)行在幾個次高溫分別保溫一段時間，然后再升到最高溫度保溫，各段的保溫時間之和與總的保溫時間對應(yīng)；這樣可以使熔融物料中的各組分的擴(kuò)散更充分。所分級數(shù)可以是2～5級。具體地是在低于最大電流值的一個數(shù)值范圍內(nèi)另外設(shè)定2～5個電流值，在這幾個電流值上恒定一段時間，而不是連續(xù)地增大電流值到最大值保持恒定一段時間。這樣的分級加熱的好處是可以使物質(zhì)離子或分子充分?jǐn)U散，雜質(zhì)的去除也更加徹底；一般所分各級對應(yīng)的電流值在低于最大電流值的該數(shù)值范圍在最大電流值以下的200～500安；(c)、降溫形成云母晶體；逐漸降低電流值和電壓值，使容器中的物料冷卻凝固，冷卻的速度應(yīng)為每一小時電流值降低100安為好。整個降溫過程的降溫速度應(yīng)該適度，應(yīng)在10～15小時之內(nèi)完成，最后的電流值可以在600安，電壓值可以在30～25伏；因為如果降溫過快，生長的晶體去向雜亂，定向性差，生長的云母片小而無序。但降溫過慢延長制備周期和增大成本，另外，晶體脫出容器的溫度最好不低于45攝食度，然后在晶體坨上打孔，在其中注入膨脹水泥，以便使晶體坨裂開，有利于加工。如果溫度過低，則不利于膨脹解離。
D、斷電，常溫下冷卻生晶，直到整個容器內(nèi)的物質(zhì)的溫度均降低到環(huán)境溫度，制出合成云母。
E、將合成云母與容器分離。
然后，就是根據(jù)不同用途將該合成云母破碎加工成粒度規(guī)格不同產(chǎn)品，再經(jīng)檢驗合格后入庫保存。
本發(fā)明所用的裝置包括用于熱融原料的容器和為容器提供三相交流電源的控制柜；所述容器是用耐火磚砌制而成，在容器內(nèi)部均布有若干組加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒；該加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒的電源端分別與所述控制柜的三相交流電源的輸出端相連；所述控制柜分高壓控制柜和低壓控制柜；所述高壓控制柜包括高壓開關(guān)柜和高壓變壓器箱；高壓開關(guān)柜內(nèi)的三相高壓開關(guān)的一端與高壓電源相連，另一端與高壓變壓器箱內(nèi)的高壓變壓器的原邊相連，高壓變壓器的副邊與低壓控制柜相連；所述低壓控制柜包括操作控制柜、晶閘管調(diào)壓柜、低頻調(diào)壓器和大電流轉(zhuǎn)換柜；操作控制柜的三相電源輸入端與所述高壓變壓器三相電源輸出端相連，其三相電源輸出端與晶閘管調(diào)壓柜的三相電源輸入端相連；晶閘管調(diào)壓柜的三相電源輸出端通過低頻調(diào)壓器與大電流轉(zhuǎn)換柜的三相電源輸入端相連，大電流轉(zhuǎn)換柜的三相電源輸出端直接與容器內(nèi)的電極相連；所述高壓控制柜的主要作用是利用高壓變壓器將10000V的高壓降為380V的低壓；低壓控制柜的主要作用是通過晶閘管調(diào)壓柜將380V的三相交流電壓調(diào)整為0～250V的低壓，再通過低頻調(diào)壓器為容器內(nèi)的加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒提供10～170V的可調(diào)電壓；大電流轉(zhuǎn)換柜將低頻調(diào)壓器輸出的0～250V低壓電流調(diào)整為0～2000A。
所述大電流轉(zhuǎn)換柜包括三個交流接觸器1C、2C、3C和啟動按鈕、運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕、停止按鈕；交流接觸器1C和交流接觸器2C的三個主接觸器點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成主回路，使加載到所述加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒上的三相電源成“Y”型連接；交流接觸器3C并聯(lián)在交流接觸器2C旁，通過交流接觸器3C的三個主接觸器點(diǎn)使加載到所述加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒上的三相電源成“△”型連接；所述啟動按鈕、停止按鈕和交流接觸器1C、2C、3C的線圈構(gòu)成控制回路，使交流接觸器1C、2C和3C交替吸合、動作。
為了提高控制設(shè)備的有功功率，減小設(shè)備對電網(wǎng)的諧波污染，所述裝置還包括電力補(bǔ)償柜；該電力補(bǔ)償柜的三相電源輸入端與低壓380V交流電源相連，其三相電源輸出端與所述低頻變壓器的電源輸入端相連；它主要包括交流接觸器1C、2C、三組電感器、三組電容、啟動按鈕、停止按鈕；交流接觸器2C的三個主接觸器點(diǎn)構(gòu)成三相主回路，接觸器1C的三個主接觸器點(diǎn)和三組電感器、三組電容串聯(lián)與接觸器2C的三個主接觸器點(diǎn)并聯(lián)；啟動按鈕、停止按鈕和接觸器1C、2C的線圈構(gòu)成控制回路，使接觸器1C、2C交替吸合、動作。
本發(fā)明提供的制備合成云母的原料中各組分除了用作合成云母之外，還有一些作用例如氟元素的加入還可以使原料中的雜質(zhì)鈣形成氟化物，其為易揮發(fā)物，可以在熔煉中揮發(fā)而除掉。而鉀元素量如果不足，則會生成一些雜質(zhì)晶體。而采用碳酸鉀和氟硅酸鉀，是因為這些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，比較容易進(jìn)行成分置換，為形成合成云母奠定了良好的基礎(chǔ)。如果前述的配方有較大的變化，尤其改變了碳酸鉀和氟硅酸鉀及其比例，制出的云母將會不再透明而出現(xiàn)黃色、粉色以至于黑色，結(jié)晶體很小，甚至于不會產(chǎn)生合成云母。
本發(fā)明提供的制備方法，在與前述的原料配方結(jié)合的基礎(chǔ)上可更好、更高效高質(zhì)地制備出合成云母。
通過本發(fā)明提供的配方及工藝制備的人工晶體合成云母具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、很強(qiáng)的透光性能。本合成云母平整、光滑，透明度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過天然云母。
2、機(jī)械性能高。本合成云母在常溫下要比天然云母稍硬而且易剝離成片。
3、熱性能好。本合成云母在加熱溫度為1200℃以內(nèi)基本不發(fā)生變形；天然云母從450-650℃便開始分解，膨脹變厚、失重嚴(yán)重，而本合成云母的熔點(diǎn)或析晶溫度為1350℃，其不含水分子，故其高溫?zé)岱€(wěn)定性比天然云母要高得多。
4、電解性能穩(wěn)定。本合成云母由于純度高，測試的性能較為穩(wěn)定，而天然云母在高溫測試下，波動比較大。
5、真空下的放氣率小。由于本合成云母中沒有水分子，因此，在真空高溫下放氣量極低，這對于其用作制作真空絕緣器件是極有利的，可以大大提高器件的使用壽命。
6、耐腐蝕性高。本合成云母具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在常溫下的各種濃度的酸堿溶液中，均不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；由于其純度高，在常溫高壓水的沖刷下，不發(fā)生水化反應(yīng)，能夠基本保持原來的清晰度和透明度。
由于本合成云母具有上述優(yōu)點(diǎn)，其可在電器、機(jī)械、油漆、化工、冶金、化妝品以及航空航天等領(lǐng)域得到廣泛推廣應(yīng)用。其還可以滿足一些生產(chǎn)高科技領(lǐng)域的需求，在油漆行業(yè)作摻和劑，在焊條中作輔料，在化妝品中作脫粉中的填料，作各種絕緣件和電路板，特別是在航空航天領(lǐng)域上，用作各種插接元件替代有機(jī)硅塑料等。
由于本發(fā)明制備裝置中的控制柜不僅可以為容器內(nèi)的加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒提供電壓為0～250V、電流為0～2000A的三相交流電源，使其可以持續(xù)地產(chǎn)生大電弧，熱量高，從而增大電解量，大大提高云母的產(chǎn)量，本發(fā)明云母產(chǎn)量是傳統(tǒng)設(shè)備的1～2倍，降低了生產(chǎn)成本；而且本發(fā)明還通過電力補(bǔ)償裝置減小對電網(wǎng)的沖擊，改善電網(wǎng)功率因數(shù)，提高設(shè)備的有功功率。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1為本發(fā)明制備設(shè)備的組成及連接關(guān)系示意2為本發(fā)明操作控制柜的組成及連接關(guān)系示意3為本發(fā)明大電流轉(zhuǎn)換柜的組成及連接關(guān)系示意4為本發(fā)明電力補(bǔ)償柜的組成及連接關(guān)系示意圖具體實施方式
本發(fā)明提供的人工晶體合成云母，其制備原料基本組成中包括石英砂、鎂砂、氧化鋁粉、氟硅酸鉀和碳酸鉀，其含量(重量百分比)純度和粒度為石英砂(SiO2) 40％～35％97％～99％40目～100目鎂 砂(MgO) 30％～29％92％～99％16目～30目氧化鋁粉(Al2O3) 10％～13％ 98％～99％120目～200目氟硅酸鉀(K2SiF6) 16％～20％ 98％～99％120目～200目碳 酸 鉀(K2CO3) 4％～3％96％～99％16目～40目上述原料合成的人工晶體合成云母的分子式為KMg3(AlSi3O10)F2。
在制備出來的KMg3(AlSi3O10)F2中，SiO2的含量在38～42％，Al2O3的含量在10～14％，K2O的含量在9～14％，MgO的含量在24～29％，F(xiàn)的含量在7～12％。而雜質(zhì)Fe2O3的含量低于0.1～0.2％，TiO的含量低于0.5～1％，CaO的含量低于0.5～1％。
本發(fā)明提供的所述人工晶體合成云母的制備方法為三相電加熱熔融法，其具體步驟為A、將上述各原料粉末按所述比例混合均勻，備用；B、準(zhǔn)備制備容器用耐火磚砌出該容器，這種容器成本低，容易拿取和擺放，更易于破坨裝料，同時保溫性能好；也可以采用其他容器，如坩堝＝鐵鍋等；在該容器中固設(shè)加熱電極橫板三塊，豎棒三根和引弧電極棒三根，其均布在該容器中；C、將步驟A準(zhǔn)備好的混合原料加入步驟B制成的容器中，接通三相電源對所述原料進(jìn)行電熱熔融制成合成云母；電熱熔融可分成三個階段(a)、加熱混合原料成為熔融狀態(tài)；將粉末狀原料逐漸加入容器中，前面加入的原料熔融使容器空出空間后再繼續(xù)加入后續(xù)原料，直到整個容器的腔室中均充滿熔融的原料，加料停止；在此階段中，由于容器中的物料越來越多，且要使物料均變成熔融狀態(tài)，因此，相應(yīng)的電流值逐漸升高，最后的電流值為1200安；溫度800-1000℃，電壓值最后調(diào)整為80～120伏；該階段所需時間根據(jù)容器的大小而異；(b)、熔融原料保溫反應(yīng)；在此階段中電流和電壓保持基本恒定；保溫時間在40～55小時；保溫階段的電流值為1300～1600安，電壓值為70～100伏。
保溫過程可以在幾個電流值上分級進(jìn)行在幾個次高溫分別保溫一段時間，然后再升到最高溫度保溫，各段的保溫時間之和與總的保溫時間對應(yīng)；這樣可以使熔融物料中的各組分的擴(kuò)散更充分。所分級數(shù)可以是3級。具體地是在低于最大電流值的一個數(shù)值范圍內(nèi)另外設(shè)定3個電流值，在這幾個電流值上恒定一段時間，而不是連續(xù)地增大電流值到最大值保持恒定一段時間。這樣的分級加熱的好處是可以使物質(zhì)離子或分子充分?jǐn)U散，雜質(zhì)的去除也更加徹底；一般所分各級對應(yīng)的電流值在低于最大電流值的該數(shù)值范圍在最大電流值以下的200～500安；(c)、降溫形成云母晶體；逐漸降低電流值和電壓值，使容器中的物料冷卻凝固，冷卻是速度應(yīng)為每一小時電流值降低100安為好。整個降溫過程的降溫速度應(yīng)該適度，應(yīng)在10～15小時之內(nèi)完成，最后的電流值可以在600安，電壓值可以在30～25伏；D、斷電，常溫下冷卻生晶，直到整個容器內(nèi)的物質(zhì)的溫度均降低到環(huán)境溫度，制出合成云母。
E、將合成云母與容器分離。
然后，就是根據(jù)不同用途將該合成云母破碎加工成粒度規(guī)格不同產(chǎn)品，再經(jīng)檢驗合格后入庫保存。
下面是一個具體的實例。
容器的高度為2.2米，中間的最大橫截面直徑為2.5米，上端和下端的橫截面直徑為2米，一爐的物料量為15噸。
原料配方及各物料的純度和粒度分別為石 英 砂(SiO2) 35.31％ 97％～99％ 40目～100目鎂砂(MgO) 29.40％ 92％～99％ 16目～30目氧化鋁粉(Al2O3)11.97％ 98％～99％ 120目～200目氟硅酸鉀(K2SiF6) 19.70％ 98％～99％ 120目～200目碳 酸 鉀(K2CO3)3.62％96％～99％ 16目～40目將上述原料充分混合加入容器中，接通三相電源對所述原料進(jìn)行電熱熔融制成合成云母；電熱熔融的時間、電流值、電壓值見下表


如圖1所示，制備該人工晶體合成云母的裝置包括容器1和為容器1提供三相交流電源的控制柜2。容器1是用耐火磚砌制而成，在容器1內(nèi)部均布有三組加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒11。加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒11的電源端分別與控制柜2的三相交流電源的輸出端相連，產(chǎn)生電弧，熱溶原材料，生成合成云母。
在晶體溫度降低到46-45攝食度時使晶體脫出容器，在晶體上開若干孔，在空孔中填膨脹水泥。待水泥膨脹后，晶體坨即可解離。
如圖所示，控制柜2分高壓控制柜21和低壓控制柜22。高壓控制柜21包括高壓開關(guān)柜211和高壓變壓器箱212。高壓開關(guān)柜211內(nèi)的三相高壓開關(guān)的一端與高壓電網(wǎng)相連，另一端與高壓變壓器箱212內(nèi)的高壓變壓器的原邊相連，高壓變壓器的副邊與低壓控制柜22相連。高壓控制柜21的主要作用是利用高壓變壓器將10000V的高壓降為380V的低壓。
低壓控制柜22包括操作控制柜221、晶閘管調(diào)壓柜222、低頻調(diào)壓器223和大電流轉(zhuǎn)換柜224。操作控制柜221的三相電源輸入端與高壓控制柜21的三相電源輸出端相連，其三相電源輸出端與晶閘管調(diào)壓柜222的三相電源輸入端相連；晶閘管調(diào)壓柜222的三相電源輸出端通過低頻調(diào)壓器223與大電流轉(zhuǎn)換柜224的三相電源輸入端相連，大電流轉(zhuǎn)換柜224的三相電源輸出端直接與容器1內(nèi)的電極11相連。
低壓控制柜22主要是通過晶閘管調(diào)壓柜222內(nèi)的六組可控硅將380V的電壓調(diào)整為0～250V的低壓，然后通過低頻調(diào)壓器223為容器1內(nèi)的加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒11提供10～170V的可調(diào)電壓。同時，利用大電流轉(zhuǎn)換柜224將低頻調(diào)壓器223輸出的0～250V低壓電流調(diào)整為0～2000A。固設(shè)在容器1內(nèi)的加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒11的電源輸入端直接與大電流轉(zhuǎn)換柜224輸出的電壓為0～250V、電流為0～2000A的三相交流電源相連，產(chǎn)生電弧，熱溶原材料，產(chǎn)生云母。
上述操作控制柜221主要是為晶閘管調(diào)壓柜222、低頻調(diào)壓器223和大電流轉(zhuǎn)換柜224提供380V交流電，如圖2所示，它由空氣開關(guān)GK、串聯(lián)在三相主回路中的快融RD和用于實時監(jiān)測三相回路電流、電壓的電流表A、電壓表V構(gòu)成。
上述大電流轉(zhuǎn)換柜224的作用主要是根據(jù)云母產(chǎn)量調(diào)節(jié)加載在電極11上的電流大小，如圖3所示，它包括交流接觸器1C、2C、3C和啟動按鈕1QA、運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕2QA、停止按鈕TA。交流接觸器1C和交流接觸器2C的三個主接觸器點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成主回路，使加載到加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒11上的三相電源成“Y”型連接。交流接觸器3C并聯(lián)在交流接觸器2C旁，通過交流接觸器3C的三個主接觸器點(diǎn)使加載到加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒上的三相電源成“△”型連接。啟動按鈕1QA、停止按鈕TA和交流接觸器1C的線圈串聯(lián)構(gòu)成回路。交流接觸器2C和3C的線圈通過復(fù)合運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕2QA互鎖，使交流接觸器2C和3C交替吸合、動作。
當(dāng)按下啟動按鈕1QA時，接觸器1C、2C線圈得電、同時吸合并自鎖，加載在熔爐內(nèi)加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒上的三相電源為“Y”型連接，電流在50-700A之間。待熔爐需要700A以上電流時，按下運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕2QA。由于按鈕2QA為復(fù)合按鈕，按下2QA首先把接觸器2C斷電釋放后，接觸器3C線圈才得電吸合。又由于接觸器3C的三個主接觸器點(diǎn)使加載到加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒上的三相電源成“△”型連接，所以，使得加載到加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒上的電流超過700A。當(dāng)需要停爐時，按下按鈕TA，使接觸器1C、2C、3C的線圈斷電，1C、2C、3C的主接觸器點(diǎn)斷開。本發(fā)明就是通過改變加載到電極11上的電壓的大小來改變電流的大小。
為了提高控制設(shè)備的有功功率，減小設(shè)備對電網(wǎng)的諧波污染，如圖1所示，本發(fā)明控制柜2還包括低壓開關(guān)柜225和電力補(bǔ)償柜226。低壓開關(guān)柜223主要是為電力補(bǔ)償柜226提供380V交流電源。如圖4所示，電力補(bǔ)償柜226的三相電源輸入端與低壓開關(guān)柜225的三相電源輸出端相連，其三相電源輸出端與低頻變壓器223的電源輸入端相連。它主要包括交流接觸器1C、2C、三組電感器ZOB、三組電容C1、C2、C3、啟動按鈕RA、停止按鈕TA等；交流接觸器2C的三個主接觸器點(diǎn)構(gòu)成三相主回路，接觸器1C的三個主接觸器點(diǎn)和三組電感器ZOB、三組電容C1、C2、C3串聯(lián)與接觸器2C的三個主接觸器點(diǎn)并聯(lián)；啟動按鈕RA、停止按鈕TA和接觸器1C、2C的線圈構(gòu)成控制回路，使接觸器1C、2C交替吸合、動作。當(dāng)需要在主回路中串聯(lián)電感器ZOB和電容C1、C2、C3消除諧波時，按下啟動按鈕RA，使接觸器1C吸合；當(dāng)不需要串聯(lián)電感器ZOB時，按下停止按鈕TA，使接觸器1C端開，接觸器2C吸合。本發(fā)明就是利用三組電感器ZOB和三組電容C1、C2、C3消除諧波污染，改善電網(wǎng)功率因數(shù)，提高設(shè)備的有功功率。
由于本發(fā)明控制柜2可以為容器1內(nèi)的加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒11提供電壓為0～250V、電流為0～2000A的三相交流電源，使其可以持續(xù)地產(chǎn)生大電弧，熱量高，從而增大電解量，大大提高云母的產(chǎn)量，且本發(fā)明云母產(chǎn)量是傳統(tǒng)設(shè)備的1～2倍，降低了生產(chǎn)成本。另外，本發(fā)明還通過電力補(bǔ)償裝置減小對電網(wǎng)的沖擊，改善電網(wǎng)功率因數(shù)，提高設(shè)備的有功功率。
權(quán)利要求
1.一種人工晶體合成云母，其特征在于制備原料基本組成中包括石英砂、鎂砂、氧化鋁粉、氟硅酸鉀和碳酸鉀，其含量(重量百分比)為石 英 砂(SiO2) 40％～35％鎂砂(MgO) 30％～29％氧化鋁粉(Al2O3) 10％～13％氟硅酸鉀(K2SiF6) 16％～20％碳酸鉀(K2CO3) 4％～3％。上述原料合成的人工晶體合成云母的分子式為KMg3(AlSi3O10)F2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成云母，其特征在于所述各個組分均為粉末，各組分的粒度為石 英 砂(SiO2)40目～100目鎂砂(MgO) 16目～30目氧化鋁粉(Al2O3) 120目～200目氟硅酸鉀(K2SiF6)120目～200目碳酸鉀(K2CO3) 16目～40目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合成云母，其特征在于所述各個組分其純度為石 英 砂(SiO2) 97％～99％鎂砂(MgO) 92％～99％氧化鋁粉(Al2O3) 98％～99％氟硅酸鉀(K2SiF6)98％～99％碳酸鉀(K2CO3) 96％～99％
4.一種制備如權(quán)利要求1所述的合成云母的方法，其特征在于其具體步驟為A、將上述各原料粉末按所述比例混合均勻，備用；B、準(zhǔn)備制備容器在該容器中固設(shè)加熱電極和引弧電極棒；C、將步驟A準(zhǔn)備好的混合原料加入步驟B制成的容器中，接通三相電源對所述原料進(jìn)行電熱熔融制成合成云母；電熱熔融可分成三個階段(a)、加熱混合原料為熔融狀態(tài)；將粉末狀原料逐漸加入容器中，前面加入的原料熔融使容器空出空間后再繼續(xù)加入后續(xù)原料，直到整個容器的腔室中均充滿熔融的原料，加料停止；在此階段中，由于容器中的物料越來越多，且要使物料均變成熔融狀態(tài)，因此，相應(yīng)的電流值逐漸升高，最后的電流值為1200安；電壓值最后調(diào)整為80～120伏；該階段所需時間根據(jù)容器的大小而異；(b)、熔融原料保溫反應(yīng)；在此階段中電流和電壓保持基本恒定；保溫時間在40～55小時；保溫階段的電流值為1300～1600安，電壓值為70～100伏。(c)、降溫形成云母晶體；逐漸降低電流值和電壓值，使容器中的物料冷卻凝固，D、斷電，常溫下冷卻生晶，直到整個容器內(nèi)的物質(zhì)的溫度均降低到環(huán)境溫度，制出合成云母。E、將合成云母與容器分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述保溫過程在若干個電流值上分級進(jìn)行在幾個次高溫分別保溫一段時間，然后再升到最高溫度保溫，各段的保溫時間之和與總的保溫時間對應(yīng)，所分級數(shù)可以是2～5級。具體地是在低于最大電流值的一個數(shù)值范圍內(nèi)另外設(shè)定2～5個電流值，在這幾個電流值上恒定一段時間，所分各級對應(yīng)的電流值在低于最大電流值的該數(shù)值范圍在最大電流值以下的200～500安。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述冷卻的速度為每一小時電流值降低100安，在10～15小時之內(nèi)完成，最后的電流值在600安，電壓值在30～25伏。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于晶體脫出容器的溫度不低于45攝食度，然后在晶體坨上打孔，在其中注入膨脹水泥，待水泥膨脹后晶體解離。
8.一種制備如權(quán)利要求1所述的合成云母的設(shè)備，其特征在于它包括用于熱融原料的容器和為容器提供三相交流電源的控制柜；所述容器是用耐火磚砌制而成，在容器內(nèi)部均布有若干組加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒；該加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒的電源端分別與所述控制柜的三相交流電源的輸出端相連；所述控制柜分高壓控制柜和低壓控制柜；所述高壓控制柜包括高壓開關(guān)柜和高壓變壓器箱；高壓開關(guān)柜內(nèi)的三相高壓開關(guān)的一端與高壓電源相連，另一端與高壓變壓器箱內(nèi)的高壓變壓器的原邊相連，高壓變壓器的副邊與低壓控制柜相連；所述低壓控制柜包括操作控制柜、晶閘管調(diào)壓柜、低頻調(diào)壓器和大電流轉(zhuǎn)換柜；操作控制柜的三相電源輸入端與所述高壓控制柜的三相電源輸出端相連，其三相電源輸出端與晶閘管調(diào)壓柜的三相電源輸入端相連；晶閘管調(diào)壓柜的三相電源輸出端通過低頻調(diào)壓器與大電流轉(zhuǎn)換柜的三相電源輸入端相連，大電流轉(zhuǎn)換柜的三相電源輸出端直接與容器內(nèi)的電極相連；所述高壓控制柜的主要作用是利用高壓變壓器將10000V的高壓降為380V的低壓；低壓控制柜的主要作用是通過晶閘管調(diào)壓柜將380V的三相交流電壓調(diào)整為0～250V的低壓，再通過低頻調(diào)壓器為容器內(nèi)的加熱電極橫板、加熱豎棒和引弧電極棒提供10～170V的可調(diào)電壓；大電流轉(zhuǎn)換柜將低頻調(diào)壓器輸出的0～250V低壓電流調(diào)整為0～2000A。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述大電流轉(zhuǎn)換柜包括三個交流接觸器1C、2C、3C和啟動按鈕、運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕、停止按鈕；交流接觸器1C和交流接觸器2C的三個主接觸器點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成主回路，使加載到所述加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒上的三相電源成“Y”型連接交流接觸器3C并聯(lián)在交流接觸器2C旁，通過交流接觸器3C的三個主接觸器點(diǎn)使加載到所述加熱電極橫板、加熱豎棒、引弧電極棒上的三相電源成“Δ”型連接；所述啟動按鈕、停止按鈕和交流接觸器1C、2C、3C的線圈構(gòu)成控制回路，使交流接觸器1C、2C和3C交替吸合、動作。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括電力補(bǔ)償柜；該電力補(bǔ)償柜的三相電源輸入端與低壓380V交流電源相連，其三相電源輸出端與所述低頻變壓器的電源輸入端相連；它主要包括交流接觸器1C、2C、三組電感器、三組電容、啟動按鈕、停止按鈕；交流接觸器2C的三個主接觸器點(diǎn)構(gòu)成三相主回路，接觸器1C的三個主接觸器點(diǎn)和三組電感器、三組電容串聯(lián)與接觸器2C的三個主接觸器點(diǎn)并聯(lián)；啟動按鈕、停止按鈕和接觸器1C、2C的線圈構(gòu)成控制回路，使接觸器1C、2C交替吸合、動作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種人工晶體合成云母，同時還提供制作該合成云母的方法和裝置，本發(fā)明提供的制備合成云母的原料中各組分除了用作合成云母之外，還有去除原料中的雜質(zhì)等作用為形成合成云母奠定了良好的基礎(chǔ)，得到高質(zhì)量的合成云母。本發(fā)明提供的方法和設(shè)備給獲得優(yōu)質(zhì)合成云母提供了可靠的保障。
文檔編號C01B33/00GK1552622SQ03135050
公開日2004年12月8日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者孫海英 申請人:孫海英