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百吨级硼酸镁晶须生产线

应用技术:   
申报单位: 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所
所属单位: 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所
推荐部门:
案例地区: 天津

项目概况

该项目作为“十一五”国家科技支撑计划项目子课题“增强材料硼酸镁晶须百吨级中试技术研究”的示范工程,于2008 年完成选址、勘察和施工设计,2009年底完成生产线建设,并于2011 年通过了科技部组织的专家验收,专家一致认为,该项目成果达到国际先进水平,形成的具有自主知识产权的硼酸镁晶须制备成套技术,为海水镁资源的高值化利用提供了技术支撑。

工艺简介

硼酸镁晶须原料经净化除杂、混合、匀浆,制备出成分均匀的浆状物料;浆状物料经喷雾干燥器干燥制备出硼酸镁晶须中间物料;中间物料于专用制备匣钵中,经特制连续化结晶生长窑炉,通过连续控温生长,制备出硼酸镁晶须烧结体;连续化高温结晶程控炉的前部设置尾气排出管路,尾气经排出管排出后经两级碱液吸收,吸收液采用水冷却;烧结体经粉碎、洗涤、分离、干燥,制备出形貌规整、具备高长径比的硼酸镁晶须产品。工艺流程见图4.6.1 所示。

该项目制备的硼酸镁晶须纯度高于99%,产品貌规整(见图4.6.2),平均直径在0.5~2μm 之间,长度10~50μm,无杂晶;研制的硼酸镁晶须连续生长炉,与普通窑炉相比能耗降低10%以上。 增强实验表明:该晶须以20%(质量分数)的配比添加到复合材料中,使铝基复合材料弹性模量增加了50%,拉伸强度增加了12%;使镁基复合材料的弹性模量增加了10~20%;以25%(质量分数)的配比添加到尼龙—6 中,其热变形温度由75℃提高到200℃,拉伸强度由72.13MPa 提高到116.02MPa;弯曲强度由124.25MPa 提高到215.3MPa,弯曲模量由2.66GPa 提高到70.9Gpa。

经济环境效益

百吨级硼酸镁晶须生产线运行成本包括化学药品消耗、水电消耗、人工工资、福利及管理费用、维修费用、设备折旧费用等。在进行成本分析时,工程的折旧年限以10 年计,根据工程运行实际计算,硼酸镁晶须生产成本为5.48 万元/m³。