CN104692430A - 一种用于刚玉生产的铝灰处理系统 - Google Patents

Abstract

一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，属于刚玉的生产领域，铝灰经振动筛筛分后进行称重先送入制浆池内搅拌制浆，而后送到铝灰反应罐内进行反应，反应完毕后过滤、烘干、烧结成铝灰球即完成铝灰的处理。本发明通过将铝灰与水混合制成的铝灰浆在密闭罐体内搅拌反应，使铝灰中含有的氨以及部分杂质被除去，而后通过过滤、烘干、烧结等工艺，进一步提升了铝灰的纯度，进而使得制成的刚玉具备优良的强度、硬度、耐磨性能和耐火度等性能；铝灰反应罐上设置有置换水进水管和置换水排水管，两者相互配合对铝灰浆中的水进行置换，从而进一步提升了反应除杂的效果。

Description

一种用于刚玉生产的铝灰处理系统

技术领域

本发明涉及到刚玉生产领域，具体的说是一种用于刚玉生产的铝灰处理系统。

背景技术

刚玉是一种由氧化铝的结晶形成的宝石。刚玉在摩氏硬度表中位列第9级，比重为4.00，有六角柱体的晶格结构。因刚玉的硬度，和相对比钻石更低廉的价钱，它成为了砂纸及研磨工具的好材料，也是耐火材料中常用的原料。一般采用铝矾土或工业氧化铝粉原料人工合成得到。

铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物，其主要成分为金属铝、三氧化二铝、二氧化硅、氧化钙、氧化镁和氧化铁等。

由于铝灰中含有氧化铝，因此可以替代铝矾土或工业氧化铝粉用来制备刚玉，现有技术也有相关的论文发表和专利公开，但是由于其中含杂质特别是二氧化硅和氧化铁，因此需要使用大量的铁屑和碳粒来去除这两种杂质，导致最终生产的刚玉中碳、硅和铁的含量较高，氧化铝的含量较低，进而导致产品的强度、硬度、耐磨性能和耐火度等性能均较差。

发明内容

为解决铝灰用于生产刚玉时导致的强度、硬度、耐磨性能和耐火度等性能均较差的问题，本发明提供了一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，通过该处理系统对铝灰进行处理后，能够有效的去除铝灰中的氨气和部分杂质，处理过的铝灰用来合成刚玉时，能够显著改善刚玉的强度、硬度、耐磨性能和耐火度等性能。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，包括振动筛、铝灰仓、称重器、制浆池、铝灰反应罐、过滤脱水机、烘干窑、烧结窑、冷却窑、冷却水管、烟囱和负压收尘器，其中，负压收尘器的收尘罩设置在振动筛的上方，振动筛的筛下料通过提升机送入到铝灰仓内储存，由铝灰仓排出的铝灰经过称重器称重后送入制浆池内搅拌制浆，并由砂浆泵泵送到铝灰反应罐内进行反应；所述铝灰反应罐包括一个罐体和设置在罐体内且由电机驱动其转动的搅拌轴，搅拌轴上分布有若干搅拌叶片，罐体的上部和底部分别设有铝灰浆排入管和铝灰浆排出口，所述铝灰浆排入管的一端与罐体的上部侧壁倾斜连接，另一端朝下延伸与砂浆泵连通，在罐体的内表面设置有一层塑料内壁，且罐体的顶部设置有氨气排放口；

所述铝灰反应罐的铝灰浆排出口排出的反应完毕的铝灰浆经过滤脱水机过滤脱水后送入烘干窑内进行烘干，烘干窑由回转支撑轮支撑其转动，烘干窑的窑头设置有铝灰入口和与烟囱连接的尾气排出口，窑尾设置有铝灰出口和高温尾气入口，烘干窑的外侧壁上分布有若干随其转动而摆动进而敲击烘干窑外壁的敲击摆，所述尾气排出口排出的尾气经烟囱处理后排入大气，烟囱的中部和上部环绕其内壁设置有雾化管，雾化管与烟囱外部的输水管连通，并将输水管中的水雾化后喷出对尾气降温和除尘，烟囱的底部为下凹的弧形底壁，弧形底壁的最低处开设有供水流出的排水管；

所述烘干窑的铝灰出口排出的干燥铝灰经过管道送入到烧结窑内进行烧结，烧结窑由回转支撑支撑其转动，窑头分别设有与烘干窑的高温尾气入口连通的高温尾气出口和与烘干窑的铝灰出口连接的进料口，窑尾分别设有燃气入口和扒渣口，在窑尾的窑壁上开设有排料口，在排料口的下方设有接料斗，接料斗将烧结窑排出的高温铝灰送入到冷却窑内，冷却窑内壁设置有螺旋状凸棱，该螺旋状凸棱从冷却窑的铝灰进入端向铝灰排出端螺旋延伸，冷却窑由其底部的两组回转轴承支撑其回转运动，所述冷却水管设置在冷却窑的正上方，并通过其表面密布的布水孔向冷却窑的表面喷洒冷却水；

所述过滤脱水机过滤铝灰浆后的水以及烟囱的排水管排出的水经过沉降净化后均返回到制浆池内参与制浆。

所述烧结窑和内壁上倾斜设有若干凸棱Ⅱ，凸棱Ⅱ自烧结窑的窑头方向向窑尾方向延伸；所述烘干窑内倾斜设置有若干凸棱Ⅰ，以对其内部的铝灰起到翻铲作用，所有凸棱Ⅰ均朝烘干窑排出铝灰的方向延伸。

所述冷却窑位于两组回转轴承之间的冷却部表面密布有凹坑。

所述敲击摆包括销轴、连接链和摆锤，其中，销轴固定在烘干窑的外壁上，连接链的一端铰接在销轴上，另一端与摆锤连接，所述摆锤由铁质的实心锤体和包裹在其外部的橡胶层构成。

所述铝灰反应罐侧壁的上部和下部分别设置有置换水进水管和置换水排水管，且置换水排水管靠近罐体内部的一端端部设置有多层滤布层。

所述铝灰反应罐内的搅拌叶片一端固定在搅拌轴上，其自由端向下倾斜5-20°，以便在搅拌过程中使铝灰浆形成涡流增强搅拌效果。

所述制浆池内设置有搅拌器，其上部分别设置有进水管和与称重器连接的进料管，其底部设置有与砂浆泵连接的浆液排出管，所述搅拌器的搅拌叶片一端固定在搅拌轴上，自由端向下倾斜5-20°，以便在搅拌过程中使铝灰浆形成涡流增强搅拌效果。

所述铝灰反应罐有多个以构成铝灰反应区，铝灰反应区的下方设置有搅拌混料池，所述铝灰反应区中每个铝灰反应罐产生的氨气经氨气排放口排出后汇总到一根管道内并输送到除氨装置中，该除氨装置由不少于两个的装有水的密封罐组成，任意两个密封罐之间通过连接管道连通，且连接管道的一端深入到上一个密封罐的顶部，另一端深入到下一个密封罐体的底部，最后一个密封罐的顶部开有排气口，输送氨气的管道深入到第一个密封罐的底部。

所述烧结窑的高温尾气出口与烘干窑的高温尾气入口之间设有粉尘过滤器。

本发明中，所述铝灰反应罐的底部为下凹的弧形，铝灰浆排出口设置在底部的最低处。

本发明中，铝灰反应罐上还可以设置加酸管道，以中和铝灰浆的碱性。

有益效果：本发明通过将铝灰与水混合制成的铝灰浆在密闭罐体内搅拌反应，使铝灰中含有的氨以及部分杂质被除去，而后通过过滤、烘干、烧结等工艺，进一步提升了铝灰的纯度，进而使得制成的刚玉具备优良的强度、硬度、耐磨性能和耐火度等性能；铝灰反应罐上设置有置换水进水管和置换水排水管，两者相互配合对铝灰浆中的水进行置换，从而进一步提升了反应除杂的效果。

附图说明

图1为本发明的铝灰处理工艺流程图；

图2为铝灰制浆及铝灰反应罐的结构示意图；

图3为铝灰烘干、烧结和冷却的结构示意图；

图4为多个铝灰反应罐与除氨装置的结构示意图；

图5为烘干窑上的敲击摆的结构示意图；

附图标记：1、铝灰反应罐，101、铝灰浆排入管，102、搅拌叶片，103、搅拌轴，104、氨气排放口，105、塑料内壁，106、置换水进水管，107、置换水排水管，108、多层滤布层，109、铝灰浆排出口，2、制浆池，201、搅拌器，202、进水管，203、铝灰浆排出管，3、烘干窑，301、敲击摆，3011、销轴，3012、连接链，3013、实心锤体，3014、橡胶层，302、尾气排出口，303、铝灰入口，304、凸棱Ⅰ，305、铝灰出口，306、高温尾气入口，307、回转支撑轮，4、烧结窑，401、燃气入口，402、扒渣口，403、排料口，404、凸棱Ⅱ，405、进料口，406、高温尾气出口，407、回转支撑，5、冷却窑，501、冷却部，502、螺旋状凸棱，503、回转轴承，504、接料斗，6、冷却水管，7、烟囱，701、排水管，702、弧形底壁，703、雾化管，8、输水管，9、过滤脱水机，10、称重器，11、铝灰仓，12、提升机，13、振动筛，14、收尘罩，15、负压收尘器，16、粉尘过滤器，17、混料池，18、除氨装置。

具体实施方式

    如图所示，一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，包括振动筛13、铝灰仓11、称重器10、制浆池2、铝灰反应罐1、过滤脱水机9、烘干窑3、烧结窑4、冷却窑5、冷却水管6、烟囱7和负压收尘器15，其中，负压收尘器15的收尘罩14设置在振动筛13的上方，振动筛13的筛下料通过提升机12送入到铝灰仓11内储存，由铝灰仓11排出的铝灰经过称重器10称重后送入制浆池2内搅拌制浆，并由砂浆泵泵送到铝灰反应罐1内进行反应；所述铝灰反应罐1包括一个罐体和设置在罐体内且由电机驱动其转动的搅拌轴103，搅拌轴103上分布有若干搅拌叶片102，罐体的上部和底部分别设有铝灰浆排入管101和铝灰浆排出口109，所述铝灰浆排入管101的一端与罐体的上部侧壁倾斜连接，另一端朝下延伸与砂浆泵连通，在罐体的内表面设置有一层塑料内壁105，且罐体的顶部设置有氨气排放口104；

所述铝灰反应罐1的铝灰浆排出口109排出的反应完毕的铝灰浆经过滤脱水机9过滤脱水后送入烘干窑3内进行烘干，烘干窑3由回转支撑轮307支撑其转动，烘干窑3的窑头设置有铝灰入口103和与烟囱7连接的尾气排出口302，窑尾设置有铝灰出口305和高温尾气入口306，烘干窑3的外侧壁上分布有若干随其转动而摆动进而敲击烘干窑3外壁的敲击摆301，所述尾气排出口302排出的尾气经烟囱7处理后排入大气，烟囱7的中部和上部环绕其内壁设置有雾化管703，雾化管703与烟囱7外部的输水管8连通，并将输水管8中的水雾化后喷出对尾气降温和除尘，烟囱7的底部为下凹的弧形底壁702，弧形底壁702的最低处开设有供水流出的排水管701；

所述烘干窑3的铝灰出口305排出的干燥铝灰经过管道送入到烧结窑4内进行烧结，烧结窑4由回转支撑407支撑其转动，窑头分别设有与烘干窑3的高温尾气入口306连通的高温尾气出口406和与烘干窑3的铝灰出口305连接的进料口405，窑尾分别设有燃气入口401和扒渣口402，在窑尾的窑壁上开设有排料口403，在排料口403的下方设有接料斗504，接料斗504将烧结窑4排出的高温铝灰送入到冷却窑5内，冷却窑5内壁设置有螺旋状凸棱502，该螺旋状凸棱502从冷却窑5的铝灰进入端向铝灰排出端螺旋延伸，冷却窑5由其底部的两组回转轴承503支撑其回转运动，所述冷却水管6设置在冷却窑5的正上方，并通过其表面密布的布水孔向冷却窑5的表面喷洒冷却水；

所述过滤脱水机9过滤铝灰浆后的水以及烟囱7的排水管701排出的水经过沉降净化后均返回到制浆池2内参与制浆。

以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进和限定以使本发明更加完善：

如，所述烧结窑4和内壁上倾斜设有若干凸棱Ⅱ404，凸棱Ⅱ404自烧结窑4的窑头方向向窑尾方向延伸；所述烘干窑3内倾斜设置有若干凸棱Ⅰ304，以对其内部的铝灰起到翻铲作用，所有凸棱Ⅰ304均朝烘干窑3排出铝灰的方向延伸；

如，所述冷却窑5位于两组回转轴承503之间的冷却部501表面密布有凹坑；

如，所述敲击摆301包括销轴3011、连接链3012和摆锤，其中，销轴3011固定在烘干窑3的外壁上，连接链3012的一端铰接在销轴3011上，另一端与摆锤连接，所述摆锤由铁质的实心锤体3013和包裹在其外部的橡胶层3014构成；

如，所述铝灰反应罐1侧壁的上部和下部分别设置有置换水进水管106和置换水排水管107，且置换水排水管107靠近罐体内部的一端端部设置有多层滤布层108；

 如，所述铝灰反应罐1内的搅拌叶片102一端固定在搅拌轴103上，其自由端向下倾斜5-20°，以便在搅拌过程中使铝灰浆形成涡流增强搅拌效果；

如，所述制浆池2内设置有搅拌器201，其上部分别设置有进水管202和与称重器10连接的进料管，其底部设置有与砂浆泵连接的浆液排出管203，所述搅拌器201的搅拌叶片一端固定在搅拌轴上，自由端向下倾斜5-20°，以便在搅拌过程中使铝灰浆形成涡流增强搅拌效果；

如，所述铝灰反应罐1有多个以构成铝灰反应区，铝灰反应区的下方设置有搅拌混料池17，所述铝灰反应区中每个铝灰反应罐1产生的氨气经氨气排放口104排出后汇总到一根管道内并输送到除氨装置18中，该除氨装置18由不少于两个的装有水的密封罐组成，任意两个密封罐之间通过连接管道连通，且连接管道的一端深入到上一个密封罐的顶部，另一端深入到下一个密封罐体的底部，最后一个密封罐的顶部开有排气口；

如，所述烧结窑4的高温尾气出口406与烘干窑3的高温尾气入口306之间设有粉尘过滤器16；

如，所述铝灰反应罐1的底部为下凹的弧形，铝灰浆排出口109设置在底部的最低处。

本发明中，铝灰反应罐上还可以设置加酸管道，以中和铝灰浆的碱性。

Claims (9)

1.一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，其特征在于：包括振动筛（13）、铝灰仓（11）、称重器（10）、制浆池（2）、铝灰反应罐（1）、过滤脱水机（9）、烘干窑（3）、烧结窑（4）、冷却窑（5）、冷却水管（6）、烟囱（7）和负压收尘器（15），其中，负压收尘器（15）的收尘罩（14）设置在振动筛（13）的上方，振动筛（13）的筛下料通过提升机（12）送入到铝灰仓（11）内储存，由铝灰仓（11）排出的铝灰经过称重器（10）称重后送入制浆池（2）内搅拌制浆，并由砂浆泵泵送到铝灰反应罐（1）内进行反应；所述铝灰反应罐（1）包括一个罐体和设置在罐体内且由电机驱动其转动的搅拌轴（103），搅拌轴（103）上分布有若干搅拌叶片（102），罐体的上部和底部分别设有铝灰浆排入管（101）和铝灰浆排出口（109），所述铝灰浆排入管（101）的一端与罐体的上部侧壁倾斜连接，另一端朝下延伸与砂浆泵连通，在罐体的内表面设置有一层塑料内壁（105），且罐体的顶部设置有氨气排放口（104）；

所述铝灰反应罐（1）的铝灰浆排出口（109）排出的反应完毕的铝灰浆经过滤脱水机（9）过滤脱水后送入烘干窑（3）内进行烘干，烘干窑（3）由回转支撑轮（307）支撑其转动，烘干窑（3）的窑头设置有铝灰入口（103）和与烟囱（7）连接的尾气排出口（302），窑尾设置有铝灰出口（305）和高温尾气入口（306），烘干窑（3）的外侧壁上分布有若干随其转动而摆动进而敲击烘干窑（3）外壁的敲击摆（301），所述尾气排出口（302）排出的尾气经烟囱（7）处理后排入大气，烟囱（7）的中部和上部环绕其内壁设置有雾化管（703），雾化管（703）与烟囱（7）外部的输水管（8）连通，并将输水管（8）中的水雾化后喷出对尾气降温和除尘，烟囱（7）的底部为下凹的弧形底壁（702），弧形底壁（702）的最低处开设有供水流出的排水管（701）；

所述烘干窑（3）的铝灰出口（305）排出的干燥铝灰经过管道送入到烧结窑（4）内进行烧结，烧结窑（4）由回转支撑（407）支撑其转动，窑头分别设有与烘干窑（3）的高温尾气入口（306）连通的高温尾气出口（406）和与烘干窑（3）的铝灰出口（305）连接的进料口（405），窑尾分别设有燃气入口（401）和扒渣口（402），在窑尾的窑壁上开设有排料口（403），在排料口（403）的下方设有接料斗（504），接料斗（504）将烧结窑（4）排出的高温铝灰送入到冷却窑（5）内，冷却窑（5）内壁设置有螺旋状凸棱（502），该螺旋状凸棱（502）从冷却窑（5）的铝灰进入端向铝灰排出端螺旋延伸，冷却窑（5）由其底部的两组回转轴承（503）支撑其回转运动，所述冷却水管（6）设置在冷却窑（5）的正上方，并通过其表面密布的布水孔向冷却窑（5）的表面喷洒冷却水；

所述过滤脱水机（9）过滤铝灰浆后的水以及烟囱（7）的排水管（701）排出的水经过沉降净化后均返回到制浆池（2）内参与制浆。

2.根据权利要求1所述的一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，其特征在于：所述烧结窑（4）和内壁上倾斜设有若干凸棱Ⅱ（404），凸棱Ⅱ（404）自烧结窑（4）的窑头方向向窑尾方向延伸；所述烘干窑（3）内倾斜设置有若干凸棱Ⅰ（304），以对其内部的铝灰起到翻铲作用，所有凸棱Ⅰ（304）均朝烘干窑（3）排出铝灰的方向延伸。

3.根据权利要求1所述的一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，其特征在于：所述冷却窑（5）位于两组回转轴承（503）之间的冷却部（501）表面密布有凹坑。

4.根据权利要求1所述的一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，其特征在于：所述敲击摆（301）包括销轴（3011）、连接链（3012）和摆锤，其中，销轴（3011）固定在烘干窑（3）的外壁上，连接链（3012）的一端铰接在销轴（3011）上，另一端与摆锤连接，所述摆锤由铁质的实心锤体（3013）和包裹在其外部的橡胶层（3014）构成。

5.根据权利要求1所述的一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，其特征在于：所述铝灰反应罐（1）侧壁的上部和下部分别设置有置换水进水管（106）和置换水排水管（107），且置换水排水管（107）靠近罐体内部的一端端部设置有多层滤布层（108）。

6.根据权利要求1所述的一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，其特征在于：所述铝灰反应罐（1）内的搅拌叶片（102）一端固定在搅拌轴（103）上，其自由端向下倾斜5-20°，以便在搅拌过程中使铝灰浆形成涡流增强搅拌效果。

7.根据权利要求1所述的一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，其特征在于：所述制浆池（2）内设置有搅拌器（201），其上部分别设置有进水管（202）和与称重器（10）连接的进料管，其底部设置有与砂浆泵连接的浆液排出管（203），所述搅拌器（201）的搅拌叶片一端固定在搅拌轴上，自由端向下倾斜5-20°，以便在搅拌过程中使铝灰浆形成涡流增强搅拌效果。

8.根据权利要求1所述的一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，其特征在于：所述铝灰反应罐（1）有多个以构成铝灰反应区，铝灰反应区的下方设置有搅拌混料池（17），所述铝灰反应区中每个铝灰反应罐（1）产生的氨气经氨气排放口（104）排出后汇总到一根管道内并输送到除氨装置（18）中，该除氨装置（18）由不少于两个的装有水的密封罐组成，任意两个密封罐之间通过连接管道连通，且连接管道的一端深入到上一个密封罐的顶部，另一端深入到下一个密封罐体的底部，最后一个密封罐的顶部开有排气口。

9.根据权利要求1所述的一种用于刚玉生产的铝灰处理系统，其特征在于：所述烧结窑（4）的高温尾气出口（406）与烘干窑（3）的高温尾气入口（306）之间设有粉尘过滤器（16）。