PTC磨片廢漿料的回收再利用的工藝研究

王智源 濮義達(dá)

摘? 要? 本文通過采用傳統(tǒng)PTC工藝路線和實(shí)驗(yàn)方法，研究解決生產(chǎn)過程中廢漿料回收利用的相關(guān)問題，通過調(diào)整二次配料小料加入量和廢漿料使用比例，大大降低了廢漿料處理成本。

關(guān)鍵詞? PTC陶瓷;廢漿料;回收利用

0? 前? 言

PTC陶瓷是一種鐵電半導(dǎo)體材料，是近年來發(fā)展迅速的新型電子材料之一，有溫敏、直控、節(jié)能、無明火和安全等優(yōu)點(diǎn)，以及其特有的熱敏、限流、延時(shí)等自動(dòng)“開關(guān)”功能，已廣泛應(yīng)用于電子通訊、航空航天、汽車工業(yè)、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。

為了滿足用戶對基片的尺寸要求，燒成后的PTC陶瓷基片都需要經(jīng)過磨削處理，工廠的磨削過程會產(chǎn)生大量廢漿料，由于PTC陶瓷基片生產(chǎn)過程中使用一些重金屬原料，所以其廢漿料中會含有大量重金屬，對環(huán)境會造成大量污染，為減少環(huán)境污染，實(shí)施綠色生產(chǎn)，需對這些廢漿料進(jìn)行處理。目前對于廢漿料的處理主要有兩種方法：一種是物理方法，另一種是化學(xué)方法。這兩種方法中，化學(xué)方法需要使用各種化學(xué)物質(zhì)來處理廢漿料，用量大，需購置大量設(shè)備，消耗大量化學(xué)原料，成本高，易產(chǎn)生二次污染，不適用于大規(guī)模處理;而物理方法則主要通過物理沉降的形式將廢漿料沉降為固體，其成本較化學(xué)方法較低廉，無需購買大量設(shè)備，適合大規(guī)模處理，且沉降后的廢料為固體，可以將其重返回生產(chǎn)流程進(jìn)行回收利用，在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上還可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。但物理方法的關(guān)鍵就在于如何讓回收的廢漿料成為可用的原料。

本文通過分析完善技術(shù)配方，使通過物理沉降成為固體的廢漿料能部分替代已有原料，探索一條廢漿料回收處理的新方法。

1? 試? 驗(yàn)

1.1試驗(yàn)技術(shù)原理

PTC陶瓷的制備目前是通過在BaTiO3固溶體中摻入少量施主雜質(zhì)（如La、Nb等）使之形成半導(dǎo)性，而廢漿料本身是由生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，其本身就含有生產(chǎn)所必需的各類化學(xué)物質(zhì)且具有一定的半導(dǎo)性，所以能夠?qū)⑵渲苯优c生產(chǎn)原料直接混合進(jìn)行再利用，但由于PTC陶瓷的半導(dǎo)化是施主摻雜半導(dǎo)化，且施主雜質(zhì)加入量的多少影響材料的半導(dǎo)性和阻值大小，廢漿料本身的施主雜質(zhì)含量已發(fā)生改變，若直接與生產(chǎn)原料混合會影響產(chǎn)品性能，因此需在二次配料時(shí)進(jìn)行小料加入量的調(diào)節(jié)來進(jìn)行產(chǎn)品性能調(diào)節(jié)以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

1.2試驗(yàn)方法

現(xiàn)有的PTC陶瓷基片生產(chǎn)流程依次為原料→一次配料→混料球磨→脫水干燥→預(yù)燒→二次配料→混料球磨→造?！蓧撼尚汀鸁伞庸つテ想姌O→檢測。而PTC生產(chǎn)中廢漿料是由加工磨片工序中產(chǎn)生的，其本身就含有Pb、Ba、Ti等元素，且經(jīng)沉降后本身已為泥狀固體，故本實(shí)驗(yàn)選擇在二次配料這一階段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)分為兩部分：（1）二次配料小料加入量的確定;（2）確定合適的廢漿料加入比例。每一部分實(shí)驗(yàn)均按照傳統(tǒng)PTC工藝路線和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行操作，在實(shí)驗(yàn)中需加入相應(yīng)質(zhì)量的T288預(yù)燒料，相應(yīng)比重回收的廢漿料和二次配料時(shí)的小料（SiO2、Bi2O3、MnO2 、BN），經(jīng)精確稱量后放入球磨罐內(nèi)，在球磨機(jī)上球磨20 h，球磨完成后用烘箱烘干，烘干后在研缽中加入膠水手工研磨造粒，造粒完成后用壓機(jī)干壓成型，成型完成后放入窯爐燒成得到實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品，對其分別使用電阻表和耐壓機(jī)檢測其電阻和耐壓性能。

2? 結(jié)果與分析

2.1二次配料小料加入量的確定

按下表分別取相應(yīng)質(zhì)量的T288預(yù)燒料、相應(yīng)比重回收的廢漿料和小料，按上述實(shí)驗(yàn)步驟得到實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品，并對其進(jìn)行電學(xué)性能檢測，其預(yù)燒料、廢漿料、小料的加入量如表1所示，其電學(xué)性能如表2所示。

由表1、表2數(shù)據(jù)可得知，隨著二次料中SiO2和MnO2的增加，產(chǎn)品的電阻和耐壓均在增加，數(shù)據(jù)顯示當(dāng)廢漿料加入比例為8%時(shí)，二次料中SiO2加入量為0.3%（2.4 g）、MnO2為0.02%（0.16 g）時(shí)，其電阻為0.2～0.3 kΩ，耐壓強(qiáng)度為500 V，其電阻和耐壓值都偏小，而當(dāng)二次料中SiO2加入量為0.35%（2.8 g）、MnO2 為0.03%（0.24 g）時(shí)，其電阻為0.23～1.27 kΩ，耐壓強(qiáng)度為650 V，可見其電阻的最大值為1.27 kΩ，耐壓值為650 V，已滿足實(shí)驗(yàn)的最低要求，如若繼續(xù)增加二次料中SiO2和MnO2的加入量，雖然也能滿足實(shí)驗(yàn)要求，但會增加成本，故選擇二次料加入量為SiO2為0.35%（2.8 g）、Bi2O3為0.02%（0.16 g）、MnO2為0.03%（0.24 g）、BN為0.12%（0.96 g）。

可以發(fā)現(xiàn)隨著廢漿料加入比重的增加，產(chǎn)品的電阻也在增加，所以第二部分實(shí)驗(yàn)將以該二次配料小料加入量為基礎(chǔ)，探究出其最大的廢漿料加入比例，以便更多地回收利用廢漿料，并且使得產(chǎn)品的電學(xué)性能更大限度地達(dá)到技術(shù)要求。

2.2確定合適的廢漿料加入比例

按下表取相對應(yīng)量的T288預(yù)燒料、廢漿料和小料，同樣按上述實(shí)驗(yàn)步驟得到實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品并對其進(jìn)行電學(xué)性能檢測，其預(yù)燒料、廢漿料、小料加入量如表3所示，其電子性能如表4所示。

由表3和表4所示，在小料加入量基本固定的情況下，隨著廢漿料加入比例為14%、16%、18%、20%時(shí)，其電阻分別為2.00～2.23 kΩ、2.77～3.81 kΩ、6～7 kΩ、>100 kΩ，耐壓值分別為650 V、700 V、650 V等，可見隨著廢漿料加入比例的逐步增加，其成品的電阻也會增加，而耐壓也會隨之增加，當(dāng)廢漿料加入比例為18%時(shí)，電阻就已達(dá)到6～7 kΩ，而廢漿料加入比例為20%時(shí)，其電阻大于100 kΩ，這樣的產(chǎn)品是不能滿足客戶需求的，而當(dāng)廢漿料加入比例分別為14%、16%時(shí)，其電阻為2.00～2.23 kΩ、2.77～3.81 kΩ，耐壓值分別為650 V、700 V，這兩個(gè)加入比例雖然都能滿足客戶需求，但當(dāng)廢漿料加入比例為16%時(shí)，其電阻在滿足生產(chǎn)上的技術(shù)要求的同時(shí)，其耐壓值更高，所以從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知當(dāng)廢漿料加入比例為16%，其燒成出的產(chǎn)品能夠更好地滿足生產(chǎn)需求。

3? 結(jié)? 論

（1）本實(shí)驗(yàn)采用傳統(tǒng)PTC工藝路線和實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證了通過選擇合理的廢漿料使用率，合適的二次配料小料加入比例，可以在生產(chǎn)過程中回收使用廢漿料，并提高了該類產(chǎn)品的電學(xué)性能，同時(shí)降低了廢漿料處理成本，減少直接經(jīng)濟(jì)損失。

（2）當(dāng)廢漿料加入量越多，二次料加入不變的情況下，產(chǎn)品的電阻和耐壓值會不斷增加，如果不進(jìn)行控制，加入過多極易造成產(chǎn)品不符合要求，從而造成損失。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]周東祥，龔樹萍.PTC材料及應(yīng)用[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社.1989.

[2]祝柄和，姚堯，趙梅瑜，等.PTC陶瓷制造工藝與性質(zhì)[M].上海：上海大學(xué)出版社.2001.