CN102795633A - 一种煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法。首先将煤系高岭土的原矿物料经破碎磨矿处理后，送入喷雾干燥塔脱水，并将喷雾干燥后的物料给料到炉外换热分解系统处理；将处理后的物料给料入气态悬浮焙烧炉内呈剧烈流态化进行快速煅烧；其中，流化速度为8-40m/s，且根据产品要求煅烧温度控制在600-1400℃；将快速煅烧后的物料经旋风气固分离后，由回料器控制返回所述气态悬浮焙烧炉内的物料比例，调节物料在所述气态悬浮焙烧炉内总的停留时间以控制产品的煅烧质量；将煅烧完成后的物料通过炉外再烧换热系统进一步增白处理后送入产品仓。该方法工艺简单，热效率高，气固传热传质好，煅烧温度波动范围小；且产品质量稳定、均匀，能充分利用烟气余热，处理量大、能快速脱除煤系高岭土中的碳杂质及结构水。

Description

一种煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法

技术领域

本发明涉及非金属矿煅烧技术领域，尤其涉及一种煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法。

背景技术

煤系高岭土是我国的优势资源，但目前一般作为一种工业废料而被废弃，我国的天然高岭土储存量约4.6亿吨，长期开发已经资源枯竭，而煤系高岭土资源非常丰富，远景储存量100多亿吨。煤系高岭土磨至一定细度通过煅烧后，具有白度高、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；并具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。

现有技术中的煅烧方法包括固定床式（如隧道窑、倒烟窑及推板窑）、半固定床式（如立窑、回转窑和多层平炉）、流化床式（实验室阶段）等。国内目前比较成熟的工艺是内热式回转窑煅烧，但回转窑的传热效率相比流态化焙烧热效率不高，设备产能提高幅度有限，只能靠增大窑炉容积来达到，而且烧成时间长，高温烟气带走热量多，能耗大，物料停留时间调节范围小的缺点，庞大的运动和转动部件也增加了设备的操作和维修难度，设备投资大，操作费用高。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法，该方法工艺简单，热效率高，气固传热传质好，煅烧温度波动范围小；且产品质量稳定、均匀，能充分利用烟气余热，处理量大、能快速脱除煤系高岭土中的碳杂质及结构水。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法，所述方法包括：

将煤系高岭土的原矿物料经破碎磨矿处理后，送入喷雾干燥塔脱水，并将喷雾干燥后的物料给料到炉外换热分解系统处理；

将处理后的物料给料入气态悬浮焙烧炉内呈剧烈流态化进行快速煅烧；其中，流化速度为8-40m/s，焙烧炉内流速约0.5-10m/s，且根据产品要求煅烧温度控制在600-1400℃；

将快速煅烧后的物料经旋风气固分离后，由回料器控制返回所述气态悬浮焙烧炉内的物料比例，调节物料在所述气态悬浮焙烧炉内总的停留时间以控制产品的煅烧质量；

将煅烧完成后的物料通过炉外再烧换热系统进一步增白处理后送入产品仓。

所述方法还包括：根据产品需要破碎磨矿处理后的物料粒度控制在400目到7000目。

所述气态悬浮焙烧炉通过燃气燃烧器补充外加热源，且空气经换热后从炉底鼓入，炉体中部设置有空气鼓入管道和天然气鼓入管道。

所述气态悬浮焙烧炉的上端顶部设有事故泄压口，炉底不设置布风板和风帽；

且该气态悬浮焙烧炉从外层到内层依次由钢壳，保温隔热材料，耐火砖组成，其炉体上部截面积大于下部截面积。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，首先将煤系高岭土的原矿物料经破碎磨矿处理后，送入喷雾干燥塔脱水并由此收集烟气中的尘粒，将喷雾干燥后的物料给料到炉外换热分解系统处理；将处理后的物料给料入气态悬浮焙烧炉内呈剧烈流态化进行快速煅烧；其中，流化速度为8-40m/s，且根据产品要求煅烧温度控制在600-1400℃；将快速煅烧后的物料经旋风气固分离后，由回料器控制返回所述气态悬浮焙烧炉内的物料比例，调节物料在所述气态悬浮焙烧炉内总的停留时间以控制产品的煅烧质量；将煅烧完成后的物料通过炉外再烧换热系统进一步增白处理后送入产品仓。该方法工艺简单，热效率高，气固传热传质好，煅烧温度波动范围小；且产品质量稳定、均匀，能充分利用烟气余热，处理量大、能快速脱除煤系高岭土中的碳杂质及结构水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1所示为本发明实施例所述煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法的流程示意图；

图2所示为本发明实施例所述工艺所涉及系统的组成示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

煤系高岭土气态悬浮煅烧工艺方法是一种以煤系高岭土为原料，采用气态悬浮快速煅烧方法，使煤系高岭土发生晶型转变，脱除碳获得较高白度及较细粒度的煅烧工艺。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所述方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤1 1：首先，将煤系高岭土的原矿物料经破碎磨矿处理。

在该步骤中，根据产品需要破碎磨矿处理后的粒度控制在400目到7000目。

步骤12：将磨矿处理后的物料送入喷雾干燥塔脱水，并将喷雾干燥后的物料给料到炉外换热分解系统处理；

步骤13：将处理后的物料给料入气态悬浮焙烧炉内呈剧烈流态化进行快速煅烧。

在该步骤中，流化速度为8-40m/s，且根据产品要求煅烧温度控制在600-1400℃。

这里，该气态悬浮焙烧炉的下部四周设有天然气喷入管和燃气燃烧器，水平角度5-70°，高于天然气喷入管的上方设计有助燃空气管道。所述气态悬浮焙烧炉通过燃气燃烧器补充外加热源，空气经换热后从炉底鼓入，炉体中部设置有空气鼓入管道和天然气鼓入管道。炉底风经过预热，直接从炉底鼓入焙烧炉内，炉底不设置布风板和风帽，流速约8-40m/s，焙烧炉内流速约0.5-10m/s。

另外，所述气态悬浮焙烧炉通过燃气燃烧器补充外加热源，且空气经换热后从炉底鼓入，炉体中部设置有空气鼓入管道和天然气鼓入管道。

所述气态悬浮焙烧炉的上端顶部设有事故泄压口，且该气态悬浮焙烧炉从外层到内层依次由钢壳，保温隔热材料，耐火砖组成，其炉体上部截面积大于下部截面积。

步骤14：将快速煅烧后的物料经旋风气固分离后，由回料器控制返回所述气态悬浮焙烧炉内的物料比例。

在该步骤中，具体由回料器控制返回所述气态悬浮焙烧炉内的物料比例，调节物料在所述气态悬浮焙烧炉内总的停留时间以控制产品的煅烧质量。

步骤15：将煅烧完成后的物料通过炉外再烧换热系统进一步增白处理后送入产品仓。

在该步骤中，该炉外再烧换热系统由一组旋风通过管道连接组成，用于将气固分离后固体物料通过回料器输送到料仓作为产品储存。

下面以具体的实例来对本发明实施例所述工艺方法进行说明，如图2所示为本发明实施例所述工艺所涉及系统的组成示意图，图2中包括磨矿系统，喷雾干燥系统，给料系统，炉外换热分解系统，气态悬浮焙烧系统，气固分离系统，产品再烧换热系统，具体来说包括：1.立磨；2.湿磨；3.喷雾干燥塔；4.缓冲仓；5.气力输送装置；6.料仓；7.螺旋给料机；8.C3旋风收尘器；9.回料器；10.C2旋风收尘器；11.气态悬浮焙烧炉；12.C1旋风收尘器；13.回料器；14.C4旋风收尘器；15.C5旋风收尘器；16.燃气燃烧器；17.回料器；18.回料器；19.回料器。系统工作过程具体为：

首先，将煤系高岭土原矿物料经破碎后，采用立磨（1）磨矿，替代传统的雷蒙磨，处理量更大效率更高；然后进入湿磨（2）流程，根据产品需要磨矿粒度控制在400目到7000目。

磨矿合格的物料送入喷雾干燥塔（3）脱水，干燥热烟气来自气态悬浮焙烧炉（11），喷雾干燥后的物料通过气力输送装置（5）输送到焙烧炉给料仓（6）通过螺旋给料机（7）到炉外换热分解系统。

这里，该炉外换热分解系统由一组旋风收尘器通过管道连接组合而成，物料到C3旋风收尘器（8）的烟气出口管道上，物料和热烟气在管道内混合传热传质后在下一个C2旋风收尘器（10）完成气固分离，通过回料器（9）输送给C3旋风收尘器（8）的进口管路上，固体物料经旋风收尘后通过回料器（17）给料入气态悬浮焙烧炉（11）内。

气态悬浮焙烧炉（11）顶部设有事故泄压口，中部为扩大段稀相煅烧区域，下部直径略小的浓相煅烧区域以及底部锥段，旋风收尘器和气态悬浮焙烧炉（11）上部相连。气态悬浮焙烧炉（11）的中下部设计有物料进口，并在四周设有天然气喷入管和一个燃气燃烧器，斜向下喷入炉内，水平角度5-70°，并在高于天然气喷入管的上方设计有助燃空气管道，其角度和天然气喷入管一致。气态悬浮焙烧炉（11）的炉底部不设风帽及布风板，热空气直接由炉底喷入，流速约8-40m/s，焙烧炉和炉底风管之间连接一端锥形筒体。

快速焙烧后的物料经C1旋风收尘器（12）后，由回料器（13）控制物料返回气态悬浮焙烧炉（11）的循环倍率，部分物料返回气态悬浮焙烧炉（11）内重新焙烧，部分物料作为产品输送到再烧换热系统。

该再烧换热系统由一组旋风通过管道连接组成，回料器（13）调节一部分煅烧后的物料给料到C4旋风收尘器（14）的进口管道上，气固分离后由回料器（18）输送物料给料到C5旋风收尘器（15）的进口管道上，且气固分离后固体物料通过回料器（19）输送到料仓作为产品储存。由此便完成了煤系高岭土气态悬浮煅烧的全过程。

综上所述，本发明实施例所述方法工艺简单，热效率高，气固传热传质好，煅烧温度波动范围小；且产品质量稳定、均匀，能充分利用烟气余热，处理量大、能快速脱除煤系高岭土中的碳杂质及结构水。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法，其特征在于，所述方法包括：

将煤系高岭土的原矿物料经破碎磨矿处理后，送入喷雾干燥塔脱水，并将喷雾干燥后的物料给料到炉外换热分解系统处理；

将处理后的物料给料入气态悬浮焙烧炉内呈剧烈流态化进行快速煅烧；其中，流化速度为8-40m/s，焙烧炉内流速约0.5-10m/s，且根据产品要求煅烧温度控制在600-1400℃；

将快速煅烧后的物料经旋风气固分离后，由回料器控制返回所述气态悬浮焙烧炉内的物料比例，调节物料在所述气态悬浮焙烧炉内总的停留时间以控制产品的煅烧质量；

将煅烧完成后的物料通过炉外再烧换热系统进一步增白处理后送入产品仓。

2.如权利要求1所述的煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据产品需要破碎磨矿处理后的物料粒度控制在400目到7000目。

3.如权利要求1所述的煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法，其特征在于，所述气态悬浮焙烧炉通过燃气燃烧器补充外加热源，且空气经换热后从炉底鼓入，炉体中部设置有空气鼓入管道和天然气鼓入管道。

4.如权利要求1所述的煤系高岭土气态悬浮煅烧的方法，其特征在于，所述气态悬浮焙烧炉的上端顶部设有事故泄压口，炉底不设置布风板和风帽；

且该气态悬浮焙烧炉从外层到内层依次由钢壳，保温隔热材料，耐火砖组成，其炉体上部截面积大于下部截面积。