非金屬礦粉的溼法研磨系統及其研磨方法
2023-10-08 06:10:44 2
專利名稱：非金屬礦粉的溼法研磨系統及其研磨方法
技術領域：
本發明涉及礦物粉碎領域，特別地，涉及ー種非金屬礦粉的溼法研磨系統，本發明的另一方面還提供了一種溼法研磨產品的研磨方法。
背景技術：
水鎂石、重晶石、石英和絹雲母等礦石經初步粉碎後粒度達到325目。為進一歩降低粒度，現有技術中主要採用幹法氣流粉碎機進行粉碎。在該粉碎機中高速氣流或過熱蒸汽的能量使漿料顆粒相互間產生衝擊、碰撞、摩擦而實現超細粉碎或解聚。在粉碎過程中， 隨著漿料的粒徑減小其表面能増加，粒子易團聚或附著於設備壁上，形成ー個粉體緩衝層， 致使粉碎時能量無法集中在單個粒子上，而妨礙漿料粒徑的進ー步降低。所以，氣流粉碎生產的水鎂石和重晶石一般只能達到3000目。若用該設備生產粒度更細的產品則產量低，生產成本高。為解決上述問題現有技術中常用用溼法球磨進行超細粉碎，具體採用砂磨機和剝片機進行，但該エ藝需採用多臺砂磨機或剝片機串聯生產。而且所得超細粉產品常出現過磨，產品粒度分布不好，能耗高，成本高。砂磨機(或剝片機)又稱為高速攪拌磨機，該設備轉速雖高，但粉碎能量密度在設備的筒體內分布不均。而且該類設備內部為盤式攪拌器， 研磨介質如玻璃珠或陶瓷珠等，在圓盤上所受カ為摩擦力，能量損失大，攪拌器能量利用率低，研磨細度不高。採用該設備處理漿料吋，エ藝流程是混合漿料粉體、水和分散劑，配成漿料。將漿料輸送到砂磨機或剝片機中，此時所得漿料粒徑為3000目。即使再將該漿料泵送到後續的多臺串聯的砂磨機中繼續研磨，漿料漿料也僅能達到5000目。該法エ藝流程長，產品細度差，操作複雜，生產單次處理量有限。水鎂石、重晶石、石英和絹雲母等礦石粉碎後，還需進行改性。現有的改性方法為採用捏合機進行間歇性改性生產。捏合機裡存在攪拌死角，使得粉料改性不均，產品活化度僅為50%，且產品中存在大量結塊。
發明內容
本發明目的在於提供ー種非金屬礦粉的溼法研磨系統及其研磨方法，以解決現有技術中生產流程長，操作複雜，粒徑大的技術問題。為實現上述目的，根據本發明的ー個方面，提供了一種溼法研磨非金屬礦粉的系統，包括葉片式攪拌磨、連續改性機和乾燥機；非金屬礦粉配成第一漿料後進入葉片式攪拌磨內研磨後進入乾燥機，在乾燥機中乾燥後進入連續改性機中改性。進ー步地，葉片式攪拌磨包括電機、與電機的輸出端相連的主軸、固定連接於主軸的側壁上的葉片和筒體；主軸及葉片均容納在筒體內；多個處於同一水平面的葉片圍成研磨層，多個研磨層均勻間隔排布於主軸的側壁上；筒體內還放置有若干磨介。進ー步地，磨介的直徑為0. 1 10mm，磨介的體積為筒體體積的50 90%。進ー步地，還包括打散機，乾燥機的出料ロ與打散機相連。
進ー步地，非金屬礦粉為水鎂石、重晶石、石英或絹雲母中的任一。根據本發明的另一方面還提供了一種溼法研磨非金屬礦粉的方法，包括以下步驟1)將粒徑小於100目的非金屬礦粉體，與水、分散劑混合配漿，得到第一漿料；2)將第一漿料送入葉片攪拌磨內研磨，得到第二漿料；3)將第二漿料乾燥，得到中間產品；4)將中間產品進行改性得到產品的步驟。進ー步地，第一漿料的固含量為30 80%，分散劑的加入量為非金屬礦粉體質量的 0. 2 2. 5%。進ー步地，第一漿料的固含量為40 75%，分散劑的加入量為非金屬礦粉體質量的0. 5 1 %。進ー步地，改性條件為溫度100 150°C，改性時間小於300秒，改性劑的加入質量
小於所處理的產品質量的10%。進ー步地，改性條件為改性時間小於60秒，溫度為100 120°C，改性劑的加入質
量為所處理的產品質量的1 3%。本發明具有以下有益效果本發明提供的系統通過採用葉片式研磨機對非金屬粉料進行處理，使得所得產品粒度細，水鎂石粒度可達8000目，重晶石的粒度可達10000目，粒徑分布窄。生產過程中無需循環研磨，無需串聯多臺研磨設備，能耗低。避免粉體過磨的情況。本發明意外的發現，由於粒徑更細，產品反應活性大為提升，與改性劑的反應更為容易，只需少量的改性劑既可達到非常好的改性效果。本發明提供的系統得到的改性產品無結塊，活化度高，所得產品活化度高達 100%。能實現連續化生產，產量高。除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。 下面將參照圖，對本發明作進ー步詳細的說明。
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進ー步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1是本發明優選實施例的設備連接示意圖；圖2是本發明優選實施例的葉片式攪拌磨局部剖視示意圖；圖3是本發明優選實施例的設備連接示意圖；以及圖4是本發明優選實施例的エ藝流程示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本文中非金屬礦粉僅限於水鎂石、重晶石、石英和絹雲母，粒徑小於100目。參見圖1，本發明提供的系統溼法研磨系統包括配漿槽300、原料倉210、分散劑儲倉220、葉片式攪拌磨100、乾燥機400、連續改性機600和產品儲罐700。非金屬礦粉存於原料倉210中。分散劑置於分散劑儲倉220中。原料倉210、分散劑儲倉220的底部設置出料ロ，該出料ロ分別與配漿槽300相連，以便於向配漿槽300內輸送原料和分散劑。原料和分散劑加入配漿槽300中後，再向配漿槽300中注水，攪勻製得第一漿料。顯然的，在其他實施方式中分散劑儲倉220也可以直接連接葉片式攪拌磨100，使得分散劑在研磨的過程中加入。這杆，只需讓分散劑參與研磨的過程即可，其具體參與研磨過程的時間長度不限。配漿槽300中製得的第一漿料通過壓カ泵，泵送入葉片式攪拌磨100。葉片式攪拌磨100結構參見圖2，葉片式攪拌磨100包括電機150、主軸130、葉片140和筒體110。筒體110的截面可以為圓形也可以為多邊形。當筒體110的截面為多邊形吋，還能增加磨介與筒壁碰撞後產生的反作用力，從而增強研磨力。主軸130與電機150的輸出端相連，並容於筒體110內。葉片140垂直地固定於主軸130上。處於主軸130同一水平面內的葉片 140圍成研磨層。多層研磨層均勻間隔排布於主軸130的側壁上。此處所用的葉片140可以但不限於片狀結構，葉片140還可以為棒狀，該棒狀的截面可以但不限於圓形。靠近筒體 110底端的側壁上開設進料ロ 121，筒體110的側壁的與進料ロ 121相対的部位設有出料ロ 122，且出料ロ 122靠近筒體110的頂部。第一漿料從進料ロ 121進入葉片式攪拌磨100，從而對將料進行研磨。在開始研磨前，還需向葉片式攪拌磨100內投入磨介，所用磨介可以為球形、棒狀等多種形狀，優選為球形。材質可以為優選為石英砂、玻璃珠、陶瓷珠和鋯珠或者其混合物。 所用磨介為球形吋，其直徑為0. 1 10mm，優選為0. 5 5mm。所用磨介的級配為常用級配。由於所用磨介的直徑較小，因而在研磨過程中，可分布於筒體110的各個部分，使得研磨充分。磨介的裝填體積為筒體110體積的50 90%，優選為60 80%。第一漿料進入葉片式攪拌磨100後在葉片140轉動產生的渦流的帶動下，由底端向筒體110的頂端移動。 當第一漿料達到筒體110的頂部時從出料ロ 122出料。出料ロ 122設置有篩網，以防磨介隨著葉片140的轉動而從出料ロ 122離開。而且還能防止未能達到篩網粒徑的第二漿料出料，從而降低出料物的粒徑。此時第二漿料的粒徑遠小於用幹法處理所得第二漿料。採用砂磨機進行溼法研磨吋，本文中的非金屬礦粉均難以取得較低的粒度。尤其是水鎂石，水鎂石是氫氧化鎂，在研磨剛才中由於其自身性質，當採用傳統研磨手段吋，難以取得較低的粒度。而經本發明提供的研磨機處理後，水鎂石的粒徑為8000目，遠好於用幹法研磨時的 3000目和砂磨機的5000目。說明將葉片式攪拌磨100用於處理水鎂石能取得突出的效果。 電機150帶動主軸130後進而帶動其上的葉片140轉動，從而對第一漿料進行研磨。研磨後的漿料，由於加入了分散劑，第二漿料中的電解質含量超過幹法處理所得。 當所處理第二漿料對電解質含量有極高要求吋，可以對所得第二漿料進行水洗。以將其中過多的電解質洗去。在其他情況中，當所得第二漿料中水分含量過高吋，還需對第二漿料進行過濾。以降低第二漿料的水含量，節約乾燥時的能耗。之後將所得第二漿料輸送入乾燥機 400中，進行乾燥處理。優選地，乾燥機400為強カ氣流式乾燥機。當然為了實現連續化生產，此時也可以在乾燥機400與葉片式攪拌磨100之間設置緩衝罐等設備。乾燥後中間產品水分需低於1 %。當所處理中間產品需要改性時，則將所得中間產品直接加入連續式改性機 600中進行改性。此處所用改性機為連續式改性機600，如江陰啟泰生產的SLG改性機、濰坊精華的GMZ改性機等。通過上述研磨第二漿料的粒度已經降低至8000目，此時第二漿料中固體顆粒小，具有反應活性的表面多，更容易與有機類的改性劑相接觸並分散改性反應。 發生改性反應後，包覆在顆粒表面的改性劑與顆粒發生反應，使其能浮於水上。而如果顆粒粒徑較大，即使在相同條件下，改性效果也較差。這是由於大顆粒的新鮮表面少，反應活性低，因而產品的活化度較低。所得中間產品經改性後，輸送進入產品儲罐700中儲存。參見圖3，如果中間產品無需改性時，則在乾燥後，將乾燥好的中間產品送入打散機500中將其中的結塊打散。打散後的產品直接輸送進入產品儲罐700中保存。本發明的另一方面還提供了ー種使用上述溼法研磨系統的非金屬礦物研磨方法， 參見圖4，當所處理漿料需要改性時，該方法包括以下步驟1)將粒徑小於100目的非金屬礦粉體，與水、分散劑混合配漿，得到第一漿料；2)將漿料送入葉片攪拌磨100內研磨，得到第二漿料；3)將第二漿料乾燥，得到中間產品；4)將中間產品送入改性機中改性後得到產品。當所處理漿料無需改性吋，該方法包括以下步驟1)將粒徑小於100目的非金屬礦粉體，與水、分散劑混合配漿，得到第一漿料；2)將第一漿料送入葉片攪拌磨內研磨，得到第二漿料；3)將第二漿料乾燥，得到中間產品；4)將所得中間產品送入打散機打散成粉後得到產品。第一漿料的固含量為30 80%，優選為40 75%。同時通過攪拌使得分散劑與原料礦物充分混合。所加分散劑的量為所處理原料粉體質量的0. 2 2. 5%的分散劑，優選為0. 5 1%。分散劑混入漿料中能降低研磨漿料的粘度，進而降低原料顆粒的表面能，使其在攪拌研磨時不易細粒團聚，而且超細後能穩定存在，不團聚，避免了幹法氣流粉碎出現的小顆粒不穩定，無法超細的問題。研磨法按上述步驟進行。改性中間產品吋，可以按常規的乾粉改性條件進行處理。具體的，改性劑的用量小於所處理乾粉重量的10%。幹法在連續式改性機600中改性時間小於300秒，優選小於60 秒，改性溫度小於150°C，優選為，溫度50 150°C，最優為100 120°C。按上述條件改性， 所得產品的活化度可達99%以上，且無結塊現象，無需再次打散。所用連續式改性機500能方便地進行連續式生產，此類連續式改性機500可以但不限於購自江蘇啟泰的SLG型改性機。所用改性劑可以為處理非金屬礦粉的常用改性劑，具體優選為硬脂酸、鋁酸酯、鋯酸酷、 鈦酸酯和矽烷類改性劑組成的組中的ー種或任意種。矽烷類改性劑為含有矽原子和烷基鏈的改性劑，如乙烯基矽烷、烷氧基矽烷等。改性劑的用量可以按改性劑的常用用量添加，優選為改性劑的添加量小於所處理非金屬礦粉質量的10%，優選為1 3%。實施例以下實施例中所用設備和原料均為市售。活化度測定方法將所得產品投入裝有水的量筒中，由同一人對該量筒搖晃100次後觀察沉入水溶的產品的體積。浮在水面上的產品質量佔投入產品質量的比值即為活化度。實施例1把5噸325目水鎂石、5噸水和40公斤聚丙烯酸鹽類分散劑(9400)混合攪勻，泵入到CYM-3000葉片式攪拌磨，磨介米用3mm，2mm和Imm的陶珠，直徑為3mm 2mm Imm的陶珠配比為1 2 1，所加磨介體積為筒體的70%。產量每小時900公斤(以乾粉計)， 細度經檢測達到7000目。用板框壓濾機過濾，濾餅含水四.8%。把濾餅用螺旋加料器加到強力乾燥機中，控制進風溫度320°C，出口 180°C，乾粉含水0. 11%。改性劑為硬脂酸，用量為水鎂石質量的1.5%。把乾粉從料鬥放入連續改性機SLG-300的進料鬥進行改性。改性條件150°C下改性4分鐘。改性後活化度100%，無結塊。實施例2把7噸200目重晶石、3噸水和42公斤六偏磷酸鈉混合攪勻，泵入到CYM-3000攪拌磨，磨介採用2mm，Imm和0.5mm陶珠，比例為1 1 1，所加磨介體積為筒體的60%。產量每小時800公斤(以乾粉計)，細度經檢測達到10000目，小於2微米的大於90%。直接用泵把漿料加到強力乾燥機中，控制進風溫度310°C，出口 180°C，乾粉含水0. 19%。改性劑為鋁酸酷，用量為重晶石質量的0. 3%。把乾粉從料鬥放入連續改性機SLG-200D的進料鬥進行改性。改性條件120°C下改性5分鐘。改性後活化度99%，無結塊。實施例3把8噸200目重晶石、2噸水和42公斤六偏磷酸鈉混合攪勻，泵入到CYM-3000攪拌磨，磨介採用10mm，Imm和0. Imm陶珠，比例為1 1 2，所加磨介體積為筒體的80 %。 產量每小時800公斤(以乾粉計)，細度經檢測達到10000目，小於2微米的大於90%。直接用泵把漿料加到強力乾燥機中，控制進風溫度310°C，出口 180°C，乾粉含水0. 19%。改性劑為鈦酸酷，用量為重晶石質量的2.5%。把乾粉從料鬥放入連續改性機GMZ70的進料鬥進行改性。改性條件100°C下改性5分鐘。改性後活化度97%，無結塊。實施例4把4噸200目石英、6噸水和42公斤六偏磷酸鈉混合攪勻，泵入到CYM-3000攪拌磨，磨介採用2mm，Imm和0.5mm陶珠，比例為2 1 1，所加磨介體積為筒體的50%。產量每小時800公斤(以乾粉計)，細度經檢測達到10000目，小於2微米的大於90%。直接用泵把漿料加到強力乾燥機中，控制進風溫度310°C，出口 180°C，乾粉含水0. 19%。改性劑為鋁酸酷，用量為石英質量的0. 5%。把乾粉從料鬥放入連續改性機GMZ40的進料鬥進行改性。改性條件150°C下改性1分鐘。改性後活化度98%，無結塊。實施例5把3噸200目絹雲母、7噸水和42公斤六偏磷酸鈉混合攪勻，泵入到CYM-3000攪拌磨，磨介採用2mm，Imm和0.5mm陶珠，比例為1 3 1，所加磨介體積為筒體的90%。產量每小時800公斤(以乾粉計)，細度經檢測達到10000目，小於2微米的大於90%。直接用泵把漿料加到強力乾燥機中，控制進風溫度310°C，出口 180°C，乾粉含水0. 19%。改性劑為鋯酸酷，用量為絹雲母質量的1%。把乾粉從料鬥放入連續改性機SLG-300的進料鬥進行改性。改性條件100で下改性5分鐘。改性後活化度97 %，無結塊。對比例1對比例1與實施例1的區別在於水鎂石是採用幹法研磨得到。研磨後粒徑為1250 目，加入產品質量3 %的硬脂酸進行改性。改性後產品的活化度為94 %。對比例2對比例2與實施例1的區別在於水鎂石是採用砂磨機研磨得到。研磨後粒徑為5000目，加入產品質量2%的鋁酸酯進行改性。改性後產品的活化度為50%。由上述實施例及對比例可知，本發明提供的方法製得的產品活化度均大於96%， 粒度均小於常規方法製得的粒度，效果明顯。對比例1中幹法研磨得到的水鎂石採用連續改性機改性後，活化度較低，而且改性劑的加入量大於本發明的1. 5%的加入量。對比例2 中採用砂磨機所得物料雖然粒徑較小，但由於仍大於本發明的研磨結果，因而改性效果也較差。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.ー種非金屬礦粉的溼法研磨系統，其特徵在幹，包括葉片式攪拌磨(100)、連續改性機(600)和乾燥機000)；所述非金屬礦粉配成第一漿料後進入所述葉片式攪拌磨(100) 內研磨後進入所述乾燥機(500)，在所述乾燥機(500)中乾燥後進入所述連續改性機(600) 中改性。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在幹，所述葉片式攪拌磨(100)包括電機 (150)、與所述電機(150)的輸出端相連的主軸(130)、固定連接於所述主軸(130)的側壁上的葉片(140)和筒體(110)；所述主軸(130)及所述葉片(140)均容納在所述筒體(110)內；多個處於同一水平面的所述葉片(140)圍成研磨層，多個所述研磨層均勻間隔排布於所述主軸(130)的側壁上；所述筒體(110)內還放置有多個磨介。
3.根據權利要求3所述的系統，其特徵在幹，所述磨介的直徑為0.1 10mm，所述磨介的總體積為所述筒體(110)體積的50 90%。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的系統，其特徵在於，還包括打散機(500)，所述乾燥機(500)的出料ロ與所述打散機(500)相連。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在幹，所述非金屬礦粉為水鎂石、重晶石、石英或絹雲母中的任ー種。
6.ー種非金屬礦粉的溼法研磨方法，其特徵在幹，包括以下步驟1)將粒徑小於100目的非金屬礦粉體，與水、分散劑混合配漿，得到第一漿料；2)將所述第一漿料送入葉片式攪拌磨內研磨，得到第二漿料；3)將所述第二漿料乾燥，得到中間產品；4)將所述中間產品進行改性，得到產品。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在幹，所述第一漿料的固含量為30 80%，所述分散劑的加入量為所述非金屬礦粉體質量的0. 2 2. 5%。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在幹，所述第一漿料的固含量為40 75%，所述分散劑的加入量為所述非金屬礦粉體質量的0. 5 1%。
9.根據權利要求7 9中任一項所述的方法，其特徵在幹，所述改性條件為溫度100 150°C，改性時間小於300秒，所述改性劑的加入質量小於所處理的所述產品質量的10%。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在幹，所述改性條件為改性時間小於60秒，溫度為100 120°C，改性劑的加入質量為所處理的所述產品質量的1 3%。
全文摘要
本發明提供了一種非金屬礦粉的溼法研磨系統及其研磨方法，該系統提供了一種溼法研磨非金屬礦粉的系統，包括葉片式攪拌磨、連續改性機和乾燥機；非金屬礦粉配成第一漿料後進入葉片式攪拌磨內研磨後進入乾燥機，在乾燥機中乾燥後進入連續改性機改性。所得產品粒度細，水鎂石粒度可達8000目，重晶石的粒度可達10000目，粒徑分布窄。生產過程中無需循環研磨，無需串聯多臺研磨設備，能耗低，避免了粉體過磨的情況。
文檔編號B02C17/16GK102527476SQ20111045157
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者馮建明, 楊述明, 林煉, 陳建文 申請人:湖南超牌科技有限公司