CN106431035B - 磷石膏制备建筑石膏的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磷石膏制备建筑石膏的装置及其方法，属于矿物加工设备。本发明采用的技术方案是：磷石膏制备建筑石膏的装置，包括前部的陈化装置、中部的烘干装置、烘烤装置和后部的球磨装置；所述陈化装置包括顺序布置的原料斗、添加剂仓、混料装置和陈化仓，原料斗和添加剂仓下设输送机构并延伸至混料机内，混料机将混合后的混合料输送至陈化仓内；所述烘干装置的前部还设有除铁器，烘干装置的出料端设输送设备至中间仓，中间仓的出料端设输送设备通至烘烤装置的沸腾炉，沸腾炉的出料端设输送设备至球磨装置，球磨装置的出料端设输送通至成品仓。
Description
技术领域
本发明涉及一种磷石膏制备建筑石膏的装置及其方法，属于矿物加工设备。
背景技术
磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙。磷石膏主要成份：CaSO4•2H2O，此外还含有多种其他杂质。磷石膏一般呈粉状，外观一般是灰白、灰黄、浅绿等色，还含有有机磷、硫氟类化合物，容重0.733、0.88g/cm3，PH=1.9、5.3，颗粒直径一般为5～15um,其主要成分为二水硫酸钙,其含量一般可达到70～90%左右，其中所含的次要成分随磷矿石产地不同而各异，一般都含有岩石成分Ca、Mg的磷酸盐及硅酸盐。我国目前每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨，是石膏废渣中排量最大的一种，排出的磷石膏渣占用大量土地，形成渣山，严重污染环境。近年来，石膏广泛用于建筑业和建材行业，我国对石膏的需求量越来越大，因此如果能利用磷石膏制备建筑石膏不仅可以解决环境污染问题，而且实现工业副产品重复利用，但由于磷石膏中含有大量游离酸，通过一般方法制作的石膏达不到国家标准。
发明内容
本专利提供一种磷石膏制备建筑的石膏的装置及其方法，解决现有磷石膏废弃物大规模制备建筑石膏的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
磷石膏制备建筑石膏的装置，包括前部的陈化装置、中部的烘干装置、煅烧装置和后部的球磨装置；所述陈化装置包括顺序布置的原料斗、添加剂仓、混料装置和陈化仓，原料斗和添加剂仓下设输送机构并延伸至混料机内，混料机将混合后的混合料输送至陈化仓内；
所述烘干装置的前部还设有除铁器，烘干装置的出料端设输送设备至中间仓，中间仓的出料端设输送设备通至煅烧装置的沸腾炉，沸腾炉的出料端设输送设备至球磨装置，球磨装置的出料端设输送设备通至成品仓。
作为优选，所述原料斗、添加剂仓和中间的出料端设计量输送机，计量输送机将计量后的物料送至对应的输送设备。
进一步的优选，所述烘干装置、沸腾炉设有旋风除尘器，旋风除尘器配套有箱式除尘，球磨装置和成品仓设有脉冲除尘器 。
作为优选，原料斗和添加剂仓的计量输送机后设输送设备为原料输送机，混料机后的出料口设大斜度输送机通至陈化仓；陈化仓后车储料斗、储料斗下设计量输送机，计量输送机接入设有所述除铁器的烘干送料输送机，烘干送料输送机通入所述的烘干装置，烘干装置的出料端设链式输送机，链式输送机的末端设提升输送机，提升输送机的上端通入中间仓。
作为优选，沸腾炉的出料端设提升机通至球磨装置，球磨装置的出料端设成品料链式输送机，成品料链式输送机的末端设提升机通入成品仓，成品仓内。
进一步的优选，链式输送机接入有所述的旋风除尘器。成品料链式输送机设有脉冲除尘器。旋风除尘器、箱式除尘设有管道将吸附的粉状料再次输送至链式输送机内，脉冲除尘器设管道将吸附的粉料输送至成品料链式输送机。
利用磷石膏制备建筑石膏的方法，包括以下几个步骤：
陈化阶段，将磷石膏与氧化钙充分混合后，放进沉化仓，陈化时间为一周，（氧化钙的加入量为磷石膏质量的1.5%，
烘干阶段，将沉化一周后的磷石膏原料进行热风烘干，烘干温度在110、130℃之间，烘干后附着水含量≤3%；
煅烧阶段，烘干后的石膏进行煅烧，煅烧温度在150、160℃之间，煅烧时间在20~40min；
粉磨阶段，将煅烧后的石膏冷却后送至球磨装置粉磨，粉磨后的物料粒径在200目以上，
成品阶段，将粉磨后石膏输送至成品仓进行沉化、降温，之后进行包装。烘干阶段、煅烧阶段、粉磨阶段、成品阶段分别设置除尘器除尘。
本发明的优点在于：
生产过程运行稳定，自动化程度高，产品质量高且稳定、易控制，可以实现随生产随包装，完全实现工业自动化，不会出现过烧或欠烧现象，可实现大规模生产。
在整条生产线中物料全部在密闭的设备中输送，在关键部位装有除尘设备，全线负压运行，无任何扬尘点，符合达到绿色、环保、节能的优点。
附图说明
图1是本发明的陈化段设备连接关系图，
图2是本发明的烘干煅烧段连接关系图，
1、原料斗，2、添加剂仓，3、原料计量输送机，4、添加剂计量输送机，5、原料输送机，6、混料机 7、大斜度输送机，8、沉化仓。9、装载机，10、储料斗，11、计量皮带 12、烘干送料输送机 13、除铁器 14、烘干机 15、链式输送机 16、提升输送机 17、中间仓 18、沸腾炉19、球磨装置，20、提升机 21、脉冲除尘器，22、成品仓23、旋风除尘器 24、箱式除尘。
具体实施方式
本发明结构如图所示，
磷石膏制备建筑石膏的装置，包括前部的陈化装置、中部的烘干装置、煅烧装置和后部的球磨装置；所述陈化装置包括顺序布置的原料斗、添加剂仓、混料装置和陈化仓，原料斗和添加剂仓下设输送机构并延伸至混料机内，混料机将混合后的混合料输送至陈化仓内；烘干装置的前部还设有除铁器，烘干装置的出料端设输送设备至中间仓，中间仓的出料端设输送设备通至煅烧装置的沸腾炉，沸腾炉的出料端设输送设备至球磨装置，球磨装置的出料端设输送设备通至成品仓。
原料斗、添加剂仓的出料端设计量输送机，计量输送机将计量后的物料送至对应的输送设备。烘干装置、沸腾炉设有旋风除尘器，旋风除尘器配套有箱式除尘，球磨装置和成品仓设有脉冲除尘器 。原料斗和添加剂仓的计量输送机后设输送设备为原料输送机，混料机后的出料口设大斜度输送机通至陈化仓；陈化仓后设储料斗、储料斗下设计量输送机，计量输送机接入设有所述除铁器的烘干送料输送机，烘干送料输送机通入所述的烘干装置。
通过对各种烘干设备的对比，发现滚筒式烘干机更适合用于本发明中的原料烘干，因为本发明中的原料主要成分主要以二水硫酸钙的形式出现，且水分含量很大，原料量比较大，而滚筒式烘干机具有产量大，烘干效果好的优点，
烘干装置的出料端设链式输送机，链式输送机的末端设提升输送机，提升输送机的上端通入中间仓。沸腾炉的出料端设提升机通至球磨装置，球磨装置的出料端设成品料链式输送机，成品料链式输送机的末端设提升机通入成品仓，成品仓内。
沸腾炉采用的慢速低温的方式煅烧，用导热油作为加热介质，物料在内部停留时间长，有利于半水晶体的形成和整体相组成分布，煅烧相对均匀，产品性能相对稳定，具有较好的强度。较快速煅烧法可有效提高产品性能的稳定性，降低能源能耗，降低处理成本。
链式输送机接入有所述的旋风除尘器。成品料链式输送机设有脉冲除尘器。旋风除尘器、箱式除尘设有管道将吸附的粉状料再次输送至链式输送机内，脉冲除尘器设管道将吸附的粉料输送至成品料链式输送机。
链式输送机其输送粉状、小粒状物料的产品，使用寿命长,运转可靠性高,节能高效,密封、安全且维修方便。各设备的提升转运使用提升机，为设备的一体化生产提高了效率，解决了占地空间。
磷石膏制备建筑石膏的方法，包括以下步骤：
磷石膏用装载机运入原料料斗1，通过原料计量输送机3进入原料输送机5，添加剂仓2里面的氧化钙通过添加剂计量输送机4也进入原料输送机5，氧化钙与磷石膏通过原料输送机机5进入混料机6，在混料机6里面将氧化钙与磷石膏充分混合，通过大斜度输送机7进入沉化仓，磷石膏进入沉化仓沉化，周期一周。氧化钙的加入量为磷石膏质量的1.5%。
沉化一周后的磷石膏，经过装载机运至储料斗，储料斗出料后经计量皮带11、烘干送料输送机，进入筒烘机14将脱硫石膏原料进行热风烘干，烘干温度控制在110-130℃之间，烘干后附着水含量≤3%；烘干送料输送机设有除铁器去除磷石膏的一些铁杂志等。
烘干后的磷石膏经过链式输送机15、提升输送机16进入中间仓17， 之后通过计量皮带进入沸腾炉进行煅烧，煅烧温度在150-160℃之间，煅烧时间在20-40min。煅烧后，排出的物料结晶水含量小于5%,因此煅烧后物料绝大多数为半水石膏，同时含有少量的无水硫酸钙和微量的二水硫酸钙，大大提高了产品的品质和稳定性。
煅烧后的磷石膏经过提升输送机进入球磨装置进行粉磨，粉磨后的物料粒径在200目以上。进一步提升其加工可加工性能和制品性能，所得产品，其初凝时间6-10min，终凝时间20-30min，2h抗折强度2.4-3.0MPa，完全符合《建筑石膏》GB9776-2008标准。
除尘系统：旋风除尘分别对烘干的烘干机和沸腾炉进行抽尘，之后经箱式除尘器进一步除尘。脉冲除尘器对球磨装置粉磨过程中的粉尘进行抽尘，脉冲除尘器对成品仓进行抽尘。导热油锅炉系统提供热源对石膏烘干机与沸腾炉进行烘干与煅烧。
全系统在设备易扬尘的位置设除尘系统，降低生产作业环境中的粉尘，避免粉尘扩散对设备造成的故障影响。
以上主要设备和配套设备控制均接入DCS控制中，可根据烘干、煅烧、冷却温度的变化来自行控制输送设备的给料量；每小时产量、每部分温度、设备运行情况、设备开启等均可在电脑上显示，完全实现自动化，不但节约大量的人力物力，生产出的产品质量稳定。
在整条生产线中物料全部在密闭的设备中输送，在关键部位装有除尘设备，全线负压运行，无任何扬尘点，符合达到绿色、环保、节能的优点。
Claims (9)
1.一种磷石膏制备建筑石膏的装置，其特征是，包括前部的陈化装置、中部的烘干装置、煅烧装置和后部的球磨装置；所述陈化装置包括顺序布置的原料斗、添加剂仓、混料装置和陈化仓，原料斗和添加剂仓下设输送机构并延伸至混料机内，混料机将混合后的混合料输送至陈化仓内；
所述烘干装置的前部还设有除铁器，烘干装置的出料端设输送设备至中间仓，中间仓的出料端设输送设备通至煅烧装置的沸腾炉，沸腾炉的出料端设输送设备至球磨装置，球磨装置的出料端设输送设备通至成品仓。
2.根据权利要求1所述的磷石膏制备建筑石膏的装置，其特征是，所述原料斗、添加剂仓的出料端设计量输送机，计量输送机将计量后的物料送至对应的输送设备。
3.根据权利要求2所述的磷石膏制备建筑石膏的装置，其特征是，所述烘干装置、沸腾炉设有旋风除尘器，旋风除尘器配套有箱式除尘，球磨装置和成品仓设有脉冲除尘器。
4.根据权利要求3所述的磷石膏制备建筑石膏的装置，其特征是，原料斗和添加剂仓的计量输送机后设输送设备为原料输送机，混料机后的出料口设大斜度输送机通至陈化仓；陈化仓后设储料斗、储料斗下设计量输送机，计量输送机接入设有所述除铁器的烘干送料输送机，烘干送料输送机通入所述的烘干装置，烘干装置的出料端设链式输送机，链式输送机的末端设提升输送机，提升输送机的上端通入中间仓。
5.根据权利要求4所述的磷石膏制备建筑石膏的装置，其特征是，沸腾炉的出料端设提升机通至球磨装置，球磨装置的出料端设成品料链式输送机，成品料链式输送机的末端设提升机通入成品仓，成品仓内。
6.根据权利要求5所述的磷石膏制备建筑石膏的装置，其特征是，链式输送机接入有所述的旋风除尘器，成品料链式输送机设有脉冲除尘器，烘干机和煅烧装置通过导热油锅炉提供热量。
7.根据权利要求6所述的磷石膏制备建筑石膏的装置，其特征是，旋风除尘器、箱式除尘设有管道将吸附的粉状料再次输送至链式输送机内，脉冲除尘器设管道将吸附的粉料输送至成品料链式输送机。
8.一种利用权利要求1-7任一所述磷石膏制备建筑石膏的装置进行磷石膏制备建筑石膏的方法，其特征是，包括以下几个步骤：
陈化阶段，将磷石膏与氧化钙称量后充分混合后，放进沉化仓内陈化，陈化时间为一周，氧化钙的加入量为磷石膏质量的1.5%，
烘干阶段，将沉化一周后的磷石膏原料称量后使用除铁器去除铁质杂质，然后通过烘干机进行热风烘干，烘干温度在110、130℃之间，烘干后附着水含量≤3%；
煅烧阶段，烘干后的石膏再次进行称量后输送至煅烧装置进行煅烧，煅烧温度在150、160℃之间，煅烧时间在20~40min；
粉磨阶段，将煅烧后的石膏冷却后送至球磨装置粉磨，粉磨后的物料粒径在200目以上，
成品阶段，将粉磨后石膏输送至成品仓进行沉化、降温，之后进行包装。
9.根据权利要求8所述的磷石膏制备建筑石膏的方法，其特征是，所述烘干阶段、煅烧阶段、粉磨阶段、成品阶段通过相应的除尘设备进行除尘处理，吸附的颗粒尘埃固化处理后在输送至对应的阶段利用。
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