CN103269784A - 通过干相研磨的陶瓷合成物的结块造粒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通过干相研磨的陶瓷合成物的结块造粒。本发明提供通过雾化进行湿相研磨和干燥的方法的替代方式。该方法包括在具有偏转叶片的水平转动圆筒装置内干相研磨和制备粘土陶瓷合成物，而不需将粘合剂、添加剂或来自粘土矿物的悬浮剂（大约60%）与无机材料混合，其晶粒尺寸小于120微米；所述矿物、粉末材料和水的引入出现在所述装置的一个端部；并且引起颗粒形成的所述装置的转动由所述偏转叶片进行驱动。造粒材料的出口位于所述装置的相对端部。本发明提供以下优点：能量节省80%；造粒过程中水消耗节省75-80%并且压制颗粒的压力额外节省10－20%。与使用当前的雾化方法的多天比较，从一种陶瓷合成物改变成另一种陶瓷合成物所需时间为一小时。该造粒方法构成具有零空气和地下水位污染和更少水消耗的新型环保技术。
Description
技术领域
本发明涉及例如覆盖物、陶器、瓷器、卫生陶瓷和卫生器皿的细陶瓷的制造，其中使用由粘土和其他矿物构成的原材料的合成物（composiciones）。本发明特别涉及通过合成物的结块来造粒，合成物形成由干相研磨获得的陶瓷原材料。
本发明提供一种干相研磨混合造粒材料的方法，以代替现在使用的湿相研磨并随后通过雾化干燥的方法，其中干相方法防止湿相造成的技术缺陷。
背景技术
结块是限定由于机械力而增加晶粒尺寸的常用术语，即它覆盖了使高度分散的颗粒结块和粘接成较大块体的方法。实际上，术语结块是在技术上与解体或分解相反。在本领域中，块体可尤其包括小球、挤压物、粒状物、小片等，是在获得颗粒结块中所使用的技术方法中得到的特定的名称；是区分小颗粒本身的结块、通过压力、雾化和干燥结块、以及没有使用压力成型的分类。需要粘合力以便由初级颗粒形成较大的稳定块体。这些力是化学和物理力。这些力可以通过颗粒本身提供，或者通过例如粘合剂或粘结剂的相互辅助来提供。
对陶瓷合成物造粒的两种替代方式（选择初始研磨的结果）可以在制造方法中表现为：
a）现在使用的具有不同技术缺陷的湿相方法；以及
b）现在没有广泛使用的干相方法。
用于制造陶瓷材料的方法的关键点在于选择必须形成合成物的一部分的可用原材料，基本上为粘土和长石、砂石、碳酸盐和高岭土。根据要制造的合成物，原材料通常包括不同的粘土以及其他材料，例如长石、硅砂、碳酸钙等。粘土表示柔材料的领域，而其他表示硬材料的领域。
出于经济原因，原材料通常在采矿后的状态下使用，或者对其进行例如清洗的最少处理之后。作为惯例，其天然来源需要在先的同质化，以确保其特征的一致性，这可以通过采矿公司本身或通过陶瓷材料制造商来保证。
第一步骤通常包括混合陶瓷糊状物的不同组分，随后对其实施研磨方法，通常可以在湿相下，或者在干相下（例如本发明的主题）。在后面（即干相）的情况下，混合可任选地在研磨过程中或者甚至在造粒本身的过程中进行。
在单独研磨中，需要随后使该不同组分混合以形成给定的陶瓷配方。合成物具有非常小的颗粒尺寸（小于120微米），并且其性能是类似液体的高度流体；这种细粉末使其不可能得到适当操控。接着，需要填充任何类型的压机的模具所需的流体性也必须是必然地低的。因此，根据待制造的最终陶瓷产品，混合物的最终构成的变化很大。
需要注意的是根据干相研磨还是湿相研磨，研磨得到的材料具有非常不同的性能。在第一种情况（及干相研磨）下出现分解，块体和颗粒结块均得到保持，得到的颗粒尺寸（一些大于300微米）大于湿相获得的颗粒尺寸（都小于200微米）。
现在制造陶瓷地板和覆盖物中使用的方法是湿相方法。在湿相方法中，原材料在球磨机中在液相下研磨，形成在水中细微悬浮的材料悬浮物。因此，需要从得到的悬浮物移除水（称为滑移），直到获得随后方法所需的湿气含量。对于干燥来说，制造陶瓷产品中最为广泛使用的方法是通过雾化干燥。在雾化方法之前，所有湿相研磨的合成物在连续或不连续的球磨机中混合，其中形成合成物的矿物被同时研磨和混合。这种合成物以30%-40%的湿气含量研磨，即使用过多的水。合成物因此形成具有1.30-1.40Kg/l的密度，接着被筛选以便在大型容器内卸载，并且该合成物在搅拌器和添加剂的帮助下保持运动，以防止沉淀。这些容器的每个可容纳100000升以上，因此需要混合多批研磨物。
雾化方法是这样一种方法：悬浮物以接触热空气的液滴形式喷洒，并且获得具有低湿气含量的固体的产品。为了移除水，合成物的加压流通过向上的喷头引入，并且大约650℃的热空气通过向下逆流引入。具有5或6%湿气含量的固体合成物的颗粒落入雾化器的底部。根据所希望的产量，雾化器是由不锈钢制成的大型金属锥形装置，通常为15米高，且直径为6米。其产量通过蒸发水的公升以及出口处固体产品量（以每小时的吨数为单位）来测量。用于产生热空气的燃料通常是天然气，因为它提供较少的污染热废气。雾化器内产生的颗粒就其类球形形状以及适用于将陶瓷合成物供应到在压具中制造压缩产品的步骤的数值范围内平均晶粒尺寸而言是一致的。
在许多提到使用雾化以便在正常压力下造粒的文件中，可以涉及以下文件：
王家助的文件CN101011843涉及用于模仿石材的人工墙壁的包括滑石、粘土的多种材料的组合使用。矿物组分被研磨、干燥混合，添加颜料，该组分在高温下成型和煅烧。另外，雾化方法用于形成合成物。
林海荣的专利CN101234888也涉及在釉面瓷砖和地砖中模仿天然石材的粘土的使用。该发明使用10-15%的低温瓷石粉末、10-20%中间温度瓷石粉末、10-15%钠石砂、具有高的铝含量的5-10%瓷砂、10-20%钠瓷砂、5-18%的球磨粘土、凝结剂和颜料。该方法具有以下步骤：
按比例称重、经过球磨、着色、造粒以及通过雾化干燥。
感兴趣的是专利GB1315553，其所要保护的尤其是催化剂的制造，该催化剂具有高粘土含量并与无定形和结晶的硅铝酸盐混合。即使造粒方法基本上基于通过雾化干燥，该发明简单提到在传统混合器内造粒，而没有给出细节。
但是通过雾化结块的方法具有已知的缺陷：
雾化器在工作质量上使用30%-40%的水，蒸发过多的水伴随着额外的能量成本。在制造最终陶瓷产品的连续步骤的过程中，根据颗粒操控的物理应力，需要添加剂来获得具有机械强度的结块。
环境受到这种污染水的显著影响，因为它造成：
a）地下水污染；
b)雾化器还用空气夹带不同的粘合剂、添加剂、悬浮剂；另外
c）由于达到了足以转换结晶相的约650℃的高温，即使其转化体，也由于夹带的细微矿物颗粒造成空气污染。
从合成物的制造转换成对应于另一陶瓷产品的制造的反应时间非常长（高的系统惯性）；所以要么在雾化器内建造更多的存储器和磨具，否则这种反应非常缓慢，多达几天。
装置安装中进行的投资相当高。
在雾化器中，合成物的重要塑性性能很大程度地丧失，因为它在过量的水中稀释，因此在压制陶瓷产品时需要比干相方法获得的合成物的情况更大的力。
现在未被广泛使用的造粒方法是干相研磨的合成物的结块和颗粒成型，其方式是在模具中压缩以给出所需产品的形状之前，添加少量水，其足以保持许多粘土所固有的塑性和粘着性能。
Gibb,James L.的美国专利US4944905和4680230涉及获得用于加固剂的陶瓷颗粒的方法，其中富含铝的区域靠近其表面，该专利由于其针对陶瓷材料生产的方法而令人特别感兴趣，但是合成物不基于粘土；该专利具有以下步骤：
a）在水的帮助下混合和粒化，其中初始材料包括例如霞石、正长岩和粘合剂的矿物颗粒，其中在许多粘合剂中，推荐膨润土的含量只有合成物的1-5％；
b）干燥；
c）与氧化铝混合；
d）最后煅烧。
该专利指出不同混合器的使用，例如采矿工业的传统混合器、盘式球体结块器；其中，最为有效的结块器是专利US3690622描述的装置，其基本上包括转动圆筒容器，其中心轴线相对于水平以一角度布置，并设置一个或多个板和定位在转动容器的转动路径顶点下方的至少一个冲击压碎工具。但是，制备的材料的性能完全不同于细陶瓷工业中使用的合成物。
因此，需要一种方法,其消除雾化方法的缺陷，并致力于造粒，以用于在获得不同细陶瓷产品的步骤中的后续压制，其中：
-使用颗粒结块所严格必须的水量，该水量显著小于雾化方法中所使用的水量。
-在不使用粘合剂、添加剂、悬浮剂等情况下进行结块。
-防止粉末造粒时细粉发散造成的损失。
-该方法是采用具有零空气和地下水位污染的新颖技术的方法，大幅减小水和能量消耗。
发明内容
提供一种湿相研磨和随后雾化干燥方法的替代方法。在本发明的干相研磨之后通过结块造粒的方法包括如下步骤：
收集原材料。
混合该材料以获得陶瓷合成物。
干相研磨。
造粒，获得适当颗粒形态。
通过低温干燥调整颗粒湿度含量。
通过筛选分类颗粒。
随后存储或处理。
收集原材料
用于湿相研磨之后造粒方法的供应合成物通常包括60％的伊利粘土含量、高岭粘土含量和/或耐火粘土含量。其他矿物是不同类型的熔流式长石（distintos tipos de feldespatos）：
钠长石、钾长石、锂长石、碳酸盐、碳酸钙、碳酸镁。另外，硅砂、伟晶岩、磁铁矿、以及其他的矿物的总含量不大于40％。在大多数情况下，这些元素来自矿石或者是例如冲洗（例如砂石的情况）的在先处理的产品。
混合材料以获得陶瓷合成物
用于所述每种讨论的陶瓷产品的合成物的组分可以多种方式混合：
在研磨之前混合该组分。
在研磨过程中混合该组分。
在造粒过程中混合该组分。
在每种情况下，该组分根据原材料的类型、其从矿物地藏采集的状态以及甚至所希望的陶瓷合成物的类型来混合。
干相研磨
制备该材料的步骤包括将形成的陶瓷合成物的元素的干相研磨。为此，该合成物或最终合成物的元素及其已经结块的所有组分可以单独研磨。在混合该合成物的所选组分之后，它进入干相研磨方法。所使用的磨具是本领域现有的类型，例如重锤或摆动磨具。在研磨过程中，材料的颗粒被破碎，并且使得颗粒尺寸小于120微米。
在单独研磨的情况下，颗粒随后混合，形成配方。所述合成物将最终具有非常小的颗粒尺寸，同样小于120微米。所述粉末的性能类似于流体；该质量的一部分通过这种薄粉末形成，其能够在操作时在空气重部分悬浮和扩散，增加当地污染。因此，由于这种高流体性能，该整体(masa)的大部分使其不能适当操作和填入到任何类型的压具的模具中。
通过颗粒结块造粒
干相研磨颗粒结块的可能性，由于所需最小的湿气含量的适当调节以及所使用装置的构造，令人吃惊的结果是获得适当的晶粒尺寸分布以便陶瓷合成物的随后处理。
在干相研磨之后，细粉末形式的合成物进入用于结块来混合造粒的装置，其中提供对应于所希望的陶瓷产品的配方的每小时的数量，以及针对所述具体合成物确定的添加水量，其只对应于饱和吸收。具有适用于随后运输以及在模具填充中操作的颗粒形态和机械强度的颗粒因此在进入装置的粉末出口处形成。
用于连续造粒的装置是水平布置的转动圆筒装置，其设置具有叶片形式的端部的杆，叶片是大致矩形接触形式，使得研磨矿物与水的混合物整体(masa)在装置的转动过程中在从第一侧端部到相对的第二侧端部的整个长度上运动。矿物和水的混合物经由所述第一侧端部的上部计量到所述圆筒装置内，并且已经造粒的材料经由所述相对的第二侧端部的下部排出。具有叶片形式的端部的所述杆以大约90°的特定角度组装，并且帮助合成物的造粒，在其中起到重要作用。
该装置进行了特别的调整，以对这种合成物造粒，根本上，在其内部框架及其内部部件上涂覆较硬和更耐磨的材料，加强了将与待造粒合成物接触的所有元件。该装置的内部涂层及其内部工具的涂层通常是钨涂层，通过焊接以粉末形式施加。
材料在室温下进入装置。该方法在没有外部加热情况下进行，并且只由于粘土的水合以及与造粒装置的内部部件的涂层摩擦产生逻辑温度变化。造粒在4-80℃之间的温度进行。造粒装置入口处的合成物的湿气含量是约0.5-2.5%。该产品被完全微粉化，并由于较高的湿气含量失去其粘结性能，并粘接在一起。出口处的颗粒具有约10-14%的湿气含量，并且其尺寸范围从细颗粒（小于0.100）到1.0mm的颗粒。在此范围内进行操作，引入最少可能的水量以用于造粒。出口处的温度是约40-50℃。必须考虑的是通过遵循该方法，颗粒的湿气含量必须12-14%的水降低到6%，且能量消耗最小。
该装置的转动速度在500-3000rpm的范围内。该速度取决于待处理的材料的质量/小时的供应，并因此取决于该装置的尺寸。该速度必须根据该合成物和待处理的量来调节；如果装置较小，速度将较大。
干相的非常细的多相固体的造粒技术（平均颗粒尺寸小于200微米）在不使用添加剂、悬浮剂等情况下是困难的。通常使用例如树脂、淀粉或羧基甲基纤维素衍生物的有机粘合剂，或者例如硅胶、硅酸盐、碳酸盐的无机粘合剂等。
本发明已经开发了一种用于水平混合式装置的新颖方法，该装置设置具有叶片形式的端部的杆，其中已经研究了不同因素的影响，这些因素可导致有效的造粒（即颗粒的形成），其在干燥之后具有用于获得陶瓷产品的后续操作的足够机械性能。在所研究的变量中的是实现造粒的水含量、希望矿物合成物的类型、转动圆筒装置内的停留时间。因此，同样根据陶瓷合成物的类型确定用于每种具体类型的希望合成物的水最佳添加，以及（同样重要）最佳转动速度和供应混合物的速度（等同于其停留时间）。因此，在不使用粘合剂、添加剂、悬浮剂等情况下，能够获得具有适当尺寸、用于后续操作的适当机械强度以及干燥操作之前的较低湿气含量的所需合成物的颗粒。
在不需要粘合剂、添加剂、悬浮剂等情况下获得具有高粘土含量的矿物混合物的这种细合成物的结块的新颖效果的说明必须在其结晶-化学性能中寻求。从化学上说，粘土是水合硅酸铝，其分子式为Al2O3·2SiO2·H2O。粘土具有类似于云母类的结构，并形成平面六边形片。含粘土矿物的特征在于共用SiO4和AlO4四面体的角部的两维片。四面体片总是结合到由小阳离子（例如铝或镁）形成的八面体片，通过六个氧原子排列。四面体片的未共用顶点还形成八面体片的一侧的一部分，但是另外的氧原子定位在四面体片内的第六个四面体的中心处的上方。氧原子结合到氢原子，在含粘土结构中形成OH团。根据四面体和八面体片的合成物，该层可具有或可不具有残留电荷或负的净电荷。如果该层被充电，电荷通过定位在各层之间的阳离子（诸如Na+或K+）平衡。这些结构具有在正或负电荷的点状位置上吸收水分子（结晶水）以及对应于存在于颗粒内的孔内的水分子的附加水的强大能力（物理吸收水）。粘土的特征在于在与最佳量的水混合时获得塑性。甚至具有易扩张的粘土，与其各层内吸收的水含量的变化直接相关，其体积进行很大变化。
因此，可以吸收水分子并与水分子的氢和羟协调的粘土片的这种布置与不同微粒片之间的相互作用一起提供用于许多粘土的粘合能力的说明。本发明使用粘土的这种物理化学性能，以便根据所希望的陶瓷产品的类型通过只添加对应于待配方的合成物的具体水量来实现其结块。需要限定的其他问题无疑是适用于待配方的合成物类型的转动速度和运动速度（停留时间），以实现所希望的颗粒分布。
可以注意到在本发明的方法中，具有用于形成颗粒的四个基本步骤：
与计量液滴形式的所需水一起，计量合成物的粉末，或甚至计量其组分，两种计量操作在装置的入口处连续进行。
在水平运动过程中混合粉末和水液滴，在此过程中，出现逐渐彼此粘接的小类球体材料颗粒的晶核形成。
在矿物形成的小晶粒上出现结块之后，使类球体颗粒生长。
在其更加接近装置的出口时，接近球形形状。以某种方式，此步骤类似于用于结块造粒的转动容器的步骤。
调节湿气含量并干燥
接着通过施加60-80℃之间温度的热空气流，在连续台面覆盖物上进行具有10-14%输出湿气含量的颗粒的在线干燥，以消除过多湿气含量，直到最终湿气含量为6%。造粒产品接着经过筛，其中颗粒的测量被标准化，对于大多数陶瓷产品通常在0.10-1.00毫米之间。出口处获得的颗粒材料的百分比很高，在90-95%之间，<0.100mm的粉末量在6.0-8.0%之间，并且用于回收的再循环材料量相对低，最多为10%。
存储或直接压缩的步骤
造粒材料可接着被存储以便随后输送用于压缩。替代地，根据所希望的陶瓷产品，例如粗面地板、陶瓷覆盖物、陶瓷地板或陶瓷器皿，该材料可直接输送用于压缩。颗粒具有良好质量、适当的机械强度，并有效地支持后续操作和操控。
因此，与现在使用的雾化方法相比，本发明的造粒方法的优点可以总结为：
在本发明中，合成物的组分可以在干相研磨之后与其造粒同时混合。
湿相研磨含粘土合成物的属性根据粘土的类型而丧失，因为它在水中过度稀释，并且必须在高温（大约650℃）下造粒，而通过本发明的造粒方法，塑性得以保持，因为只添加少量的水，并且不受到大约60℃的干燥温度的影响。因此，由于施加小了10％的力，在压制根据本发明制造的颗粒中使用了较少能量。
根据本发明，获得水消耗的75-80%的减少，因为在雾化中，30-40%用在固体质量上，而在本发明中，只有11-13%的水用作相同的待造粒的干燥质量上（两种系统中的颗粒的最终湿气含量是相同的，约5-6%）。
由于通过本发明的造粒方法代替了雾化方法，消除了用于蒸发过多水的高能量消耗。
由于待蒸发水量在约80％以下，蒸发水的燃料消耗（千卡/升）很低。该方法可使用燃气、电力或另一燃料源，根据哪种最为经济，或者哪种在设施所在的地区内能够得到。
根据本发明的造粒方法，蒸发水是完全清洁的，没有细粉末或粘合剂、添加、悬浮剂等。雾化器在650℃的温度下蒸发水和部分分解和转变的添加剂和矿物的细颗粒。
根据本发明的造粒方法的环境影响由于两种原因而得以减小：
a）它只使用用于造粒的严格要求的水量，以及
b）它不使用粘合剂或添加剂、悬浮剂等。
本发明造粒方法的从一种特定陶瓷合成物的制造转换到另一不同合成物所需的响应时间非常短（大约1小时）。在雾化方法中，改变成新合成物需要存储器和磨具的大量投资，并且这种改变需要额外时间和清洁，在设施不能复制的情况下为一天或更长。作为例子，生产红色合成物的雾化器通常不制造白色雾化产品。
在本发明的干相研磨之后的本发明的造粒方法构成零污染的新颖技术，因为它不污染地下水位，并且它消耗比雾化方法造粒更少的水。对于相同的最终产品，干相方法的设施的投资比湿相方法更加经济。
现在将根据非限定实例给出的优选实施例描述本发明的目的，在该实例中，根据以下附图将更好理解本发明。
附图说明
图1示出了本发明干相研磨之后通过结块造粒方法的流程图。
图2示出了本发明干相研磨之后通过结块造粒方法中使用的颗粒混合器的示意侧视图。
图3示出了图2的颗粒混合器以及具有颗粒混合器的驱动叶片形式的端部的杆的示意前视图。
图4示出了根据本发明的产品实例的晶粒尺寸分布，以质量百分比-微米表示。
图5(5.1和5.2)示出了图4的颗粒形状的两个显微照片。
图6(6.1和6.2)示出了图4的颗粒形状的两个显微照片
具体实施方式
优选实施方式通过连续步骤根据图1的图示执行，其中颗粒陶瓷合成物的直接压缩的步骤另外包括：
收集原材料
混合材料=>合成物
干相研磨
造粒
筛选
存储
压缩
观察：对于优选实施方式，在造粒之前混合该组分。具有62％伊利粘土的矿物与具有30％的硅砂含量以及其他含量为钾碱长石的另一矿物混合。该组分在研磨之前混合。研磨结束之前的陶瓷混合物的合成物具有小于120微米的颗粒尺寸。下面的表格1示出了得到的合成物的化学分析。
元素/造粒组分
SiO2/50.29
Al2O3/25.37
Fe2O3/2.51
Na2O/0.14
K2O/2.40
CaO/0.39
TiO2/0.96
MgO/0.39
ZrO2/0.03
P2O5/0.05
BaO/0.045
SO3/0.36
在合成物中观察到，高Al2O3含量间接表明较高粘土含量和较大容易造粒性。在阳离子存在的情况下，看到K2O的含量高于其他阳离子的含量，这应该间接表明较高的长石含量（未考虑Fe2O3，其阳离子本身相对沉重，并可能是氧化铁杂质的形式）。
图2示出了用于通过结块混合造粒并设置杆2的水平布置装置1的示意侧视图。所述杆2（见图3）具有叶片2a形式的端部，通过周向焊接在轴2b来组装，并以90°的角度布置。它们具有接触混合物的相对矩形的形式。
进入所述装置1的陶瓷合成物的粉末以及水的入口3通过管3a进行，该管3a定位在装置1的第一侧端部内的所述装置1的主体的盖（见图2）内；水的引入通过管以已知流速实现。但是，也可以使用经过喷洒引入的水供应，以及例如经过轴内侧的水引入的另一种供应，还可使用水经过叶片末端离开以接触固体合成物，这两种不太常见。水因此接触在造粒机器内的固体合成物，两种元素单独进入。必须指出的是水喷洒得越细、越均匀，颗粒尺寸分布得越一致，即颗粒直径越接近平均颗粒直径。陶瓷合成物在杆2的及其叶片2a形式的端部的帮助下驱动，叶片2a在装置的转动过程中使研磨矿物和计量的水沿着所述装置1的整个长度从其入口的第一端部运动到装置1的相对第二侧端部。造粒材料经过所述相对的第二侧端部的输出经过定位在装置的下部内的出口嘴部4通过重力实现。因此，任何类型的陶瓷合成物的粉末通过带、螺旋或用于将固体供应到定位在盖内的管3a（见图2）并用于将水引入管的任何其他系统供应，并且它们允许准确地知道正在引入的两种材料的量（吨/小时）。特别是，在优选实施方式中，使用1500rpm的转动速度，并且每小时20吨的陶瓷合成物被造粒。
所述造粒装置1的入口处的合成物的湿气含量为0.6%。为了结块，等同于9%湿气含量的水量被连续添加到供应物料中，确定供应物料在造粒过程中被添加到陶瓷瓷砖的所述合成物内的最佳量。所述造粒保持在20-50℃之间的温度。出口处的颗粒具有10.5-11.0%之间的湿气含量，并且出口4的温度约45-50℃。
造粒陶瓷合成物的代表性样本具有下面表格1所示的颗粒尺寸分布。必须注意到即使对于具有较小体积的制备，最初也要在具有1500rpm的相同转动速度和只有400kg/h-1的能力的较小造粒装置内进行，产品的晶粒尺寸分布非常类似，表面转动速度和最佳水量的添加对于产品的最终晶粒尺寸分布的影响。
表格1
| 筛度(mm) | 重量差别（%） | 下面累积重量（%） | 上面累积重量（%） |
| 1 | 6.00 | 94.00 | 6.00 |
| 0.6 | 18.50 | 75.50 | 24.50 |
| 0.5 | 8.50 | 67.00 | 33.00 |
| 0.4 | 10.70 | 56.30 | 43.70 |
| 0.3 | 13.70 | 42.60 | 57.40 |
| 0.2 | 16.80 | 25.80 | 74.20 |
| 0.1 | 19.00 | 6.80 | 93.20 |
| 0 | 6.80 | 0.00 | 100.00 |
| 总共 | 100.00 |
图4示出了不同方式的颗粒尺寸分布，即颗粒尺寸分布反映为每个筛网开口（毫米为单位）的筛内保持的部分的相对量（重量百分比）。这种从属性分析具有双重分散性能，因为看到了两个最大晶粒直径。发现一个最大晶粒直径为大约0.6mm，而发现另一个在0.4-0.1mm的区域内。这种双重分散晶粒尺寸分布表明添加水时的初级粗晶粒形成现象。次级小晶粒形成会接着在整体（masa）运动时由于粗晶粒分解而形成，并且来自粉末的次级晶粒在其上成核在开始时没有联系。
图5(5.1和5.2)和6(6.1和6.2)中示出了制备颗粒的形态，示出了具有x25放大倍数的显微镜获得的显微照片。看到不同形状和尺寸的颗粒，其中形状几乎为类球体，并且尺寸差别与使用筛造粒获得的较大、较小和细晶粒的结果一致。
样本的干燥机械强度提供以下结果。造粒产品的压制湿气含量：6%。样本上施加的压力：280Kg/cm2(通过液压机确定)。干燥机械强度：40Kg/cm2。焙烧之后部件的机械强度：620Kg/cm2。
因此，本实施例的造粒颗粒的机械强度非常令人满意，并且它们在运输、操控和模具填充的处理过程中以与雾化干燥方法获得的商业产品相同的方式操作。本发明的实用重要性是颗粒的形态（就晶粒尺寸或形状而言）在包装、批量运输、正常操作和模具填充的整个方法中不改变。
总的来说，关键技术结论在于本发明造粒产品具有几乎完全在1.0和0.1mm之间的晶粒直径，这与操作陶瓷合成物所需的工业要求适当对应，因为粉末（小于0.1mm）的量少于7％，而现在操作陶瓷颗粒的可接受的要求允许细粉含量多达14％。因此，必须指出的是颗粒的性能没有与现在销售的和通过湿相研磨化合物雾化制造的颗粒产品不同，甚至比一些这样的产品更好。另外，从盈利的观点，只获得6％的粗晶粒，大于1mm的晶粒。应该注意到粗晶粒（大于1mm）在该方法中被循环并再次研磨。具有大于1mm颗粒的商业颗粒对于客户来说是无用的。这种百分比同样非常令人满意，因为造粒方法使得供应到装置的产品获得94％收益率。
因此，开发了一种在干相研磨之后造粒的方法，其颗粒具有等同于陶瓷材料工业中经过湿相研磨方法并随后悬浮雾化获得的颗粒的性能。
与现在陶瓷材料工业中使用的雾化造粒方法相比，本发明的造粒方法获得的优点可以总结为：
由于在造粒过程中减少了75-80%的水消耗，并且在根据本发明制造的颗粒的后续压制中减少了10-20%，能量大幅节省了80％。
本发明的用于将一种类型的特定合成物转换成另一种类型的陶瓷合成物的反应时间非常短，大约1小时，而雾化方法的反应时间非常长，花费几天。
对于相同的最终产品，根据本发明方法通过干相研磨获得的研磨产品的造粒设施上的投资比通过湿相研磨获得的研磨产品的雾化的造粒方法更加经济。
本发明的造粒方法构成零污染的新型环保技术，因为它不污染地下水位和空气，其水消耗更低。
已经充分描述了本发明及其作为非限定实例的优选实施例，还要说明的是其构成和使用材料可以改变，而不偏离以下权利要求限定的本发明的范围。
Claims (7)
1.一种在没有粘合剂或添加剂的情况下通过干相研磨的含粘土陶瓷合成物的结块造粒的方法，其特征在于，具有粘土含量高达60％或只由粘土构成的其他合成物的粉末矿物与无机粉末材料混合，在水平设置的圆筒装置（1）内进行干相研磨从而造粒之后，所有所述粉末矿物和材料具有小于120微米的晶粒尺寸，该圆筒装置（1）设置具有叶片（2a）形式的端部的杆（2），其中，所述粉末材料的入口（3）和水的喷洒出现在所述装置的第一侧端部的上部内；其中在所述圆筒装置（1）选择性地以500-3000rpm之间的速度转动的过程中逐渐形成颗粒，所述颗粒沿着所述转动圆筒装置（1）的整个长度通过具有叶片（2a）形式的所述端部的所述杆（2）的作用运动，造粒材料的出口（4）位于所述水平设置的转动圆筒装置（1）的相对第二侧端部的下部内。
2.如权利要求1所述的在没有粘合剂或添加剂的情况下通过干相研磨的含粘土陶瓷合成物的结块造粒的方法，其特征在于，每种陶瓷合成物、所述矿物和材料的不同组分可以在研磨之前或研磨过程中、研磨之后混合，或者可以在所述水平设置的转动圆筒装置（1）内造粒过程中混合。
3.如权利要求1所述的在没有粘合剂或添加剂的情况下通过干相研磨的含粘土陶瓷合成物的结块造粒的方法，其特征在于，对于每种陶瓷合成物，具有高达60％的高粘土含量的矿物选自伊利石粘土、高岭石粘土、耐火土或其混合物；并且无机材料选自石英砂、长石砂、钠长石、钾长石、锂长石、伟晶岩、磁石、碳酸钙、碳酸镁或其混合物。
4.如权利要求1所述的在没有粘合剂或添加剂的情况下通过干相研磨的含粘土陶瓷合成物的结块造粒的方法，其特征在于，所述转动圆筒装置（1）的入口（3）内的所述粉末矿物和材料的平均湿气含量（1）是约0.5-2.5%，并且其中在出口（4），根据每种造粒陶瓷合成物，造粒材料具有约8-15％的湿气含量。
5.如权利要求1所述的在没有粘合剂或添加剂的情况下通过干相研磨的含粘土陶瓷合成物的结块造粒的方法，其特征在于，为每种陶瓷合成物确定供应到入口（3）的水量和为每种陶瓷合成物提供最佳造粒的、选自500-3000rpm的所采用转动速度；并且其中所述之前确定的水量和转动速度在所述粉末矿物和材料造粒时保持恒定。
6.如权利要求1所述的在没有粘合剂或添加剂的情况下通过干相研磨的含粘土陶瓷合成物的结块造粒的方法，其特征在于，所述造粒在20-50℃之间的温度下进行，从而根据每种制备的陶瓷合成物，使得所述水平配置的转动圆筒装置（1）的出口（4）内的颗粒温度是约30-50℃，并且湿气含量为10-15%，并且所述颗粒的湿气含量接着通过采用40-90℃之间的温度的空气在平坦或倾斜支承件上连续在线干燥来降低到6-7%，其中根据待干燥的水量、时间和可用空间来确定该适当温度。
7.如权利要求1所述的在没有粘合剂或添加剂的情况下通过干相研磨的含粘土陶瓷合成物的结块造粒的方法，其特征在于，用于处理所述粉末矿物和材料的所述水平设置的转动圆筒装置（1）被设计成使框架、内部部件、轴和具有叶片（2a）形式的端部的所述杆（2）涂覆有硬和耐磨材料，例如钨或类似物，其通过焊接或其他涂覆方法以粉末形式施加。
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