CN107337344A

CN107337344A - 一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺及制球系统

Info

Publication number: CN107337344A
Application number: CN201710756931.8A
Authority: CN
Inventors: 张勇; 王进; 张欣; 张银国; 杨中; 王玉刚
Original assignee: 张勇
Current assignee: Beijing jinyarun Environmental Protection Technology Co., Ltd
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2017-11-10

Abstract

本发明设计一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺及制球系统，工艺步骤为：（1）将物料加入料仓；（2）将料仓内的赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂按质量比分别送入破碎混料机；（3）将破碎混合的物料送至压球机，压球机内的压球部位切线压力大于等于2吨/cm²；（4）将球块状物料送至球仓箱体固化、阴干。制球系统包括配料机、破碎混料机、压球机和球仓箱体，装置之间通过输送机联接。本发明成本低、配料精度高，工艺流程简单，便于程序化操作；获得的球块状物料不易碎、大小均匀、便于运输；生产无机纤维时本发明只需与焦炭按比例混合，便于操作，得生产的无机纤维及无机纤维制品质量稳定。

Description

一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺及制球系统

技术领域

本发明涉及一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺及制球系统，属于赤泥的综合利用技术领域。

背景技术

赤泥是铝土矿经“拜耳法”或“烧结法”提出氧化铝后产生的残渣，赤泥的产生量与生产方法及矿石品味有关，一般每生产一吨氧化铝就会产生1-1.7吨的矿渣，这些矿渣因富含氧化铁而呈红褐色，被称之为赤泥，属于有害固体废物，原料品位越低，赤泥产生量越大。赤泥的物理检测结果表明：赤泥熔点为1200-1250℃，赤泥的渗出液pH为10-12，粒度为0.08-0.25微米，相对密度为2.7-2.9，表观相对密度为0.8-1.9；化学成分随不同的生产工艺有轻微不同，主要的矿物组成为钙铝黄长石、石英、钙铁榴石和钙钛榴石，主要有用元素成分为硅、铝、铁和钙。

申请号为201510668430.5，发明名称为利用赤泥生产无机纤维的工艺方法，是申请人于2015年10月13日提出的申请，其中披露了由赤泥和水泥制备球块状物料；或由赤泥、水泥、硅石粉制备球块状物料。该申请中原材料成本较高、配料精度低产品质量不稳定，且容易产生粉尘污染。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺及制球系统，本发明选用的原材料成本低、配料精度高，工艺流程简单，便于程序化操作；本发明制备的球块状物料不易碎，没有粉尘污染，尺寸大小均匀；生产无机纤维时，本发明只与焦炭按比例混合，便于操作，炉内高温熔融反应充分，温度便于控制，可使生产的无机纤维及无机纤维制品质量稳定；本发明整个过程为赤泥不落地设计，避免了二次污染。

本发明的技术方案如下：

一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺，具体步骤如下：

（1）将含水量小于等于14%的赤泥加入配料机的赤泥料仓中，同时将固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂分别加入配料机相应的辅料料仓；所述配料机优选为四仓配料机；

（2）将料仓内的赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂按1:0.1-0.15:0.1-0.15：0.03-0.05的质量比分别送入破碎混料机，破碎混料机的进料口和出料口均设有加湿装置，使得赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂进入破碎混料机时的湿度为9%±1%，破碎混料机出料口物料的湿度为9%±2%；优选的，赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂的质量比为1:0.13:0.13：0.04；优选的，破碎混料机为复合破碎混料机；

（3）将破碎混合的物料送至压球机，压球机的进料口设有加湿装置，使得物料的湿度为10%±2%，压球机内的压球部位切线压力大于等于2吨/cm²，物料压制成球块状，这一切线压力使得物料不易变散；优选的，球块状物料大小为30mm×40mm×50mm至40mm×60mm×80mm，这一大小的球块状物料在后期制备无机纤维时容易熔融；

（4）将球块状物料送至球仓箱体，在箱体内固化、阴干，当球块状物料的机械强度大于15公斤/cm²时，经球仓箱体的球块出口送出；优选的球仓箱体为钢结构球仓箱体。

进一步的，所述固化剂为水泥，酸度系数调节剂为粒径小于180目的硅石粉或粒径小于1cm的玄武岩碎石崤，助溶剂为石灰石或氟石碎石崤。

酸度系数调节剂和助溶剂采用碎石崤的优点：第一，可调节赤泥的湿度；第二，便于混料均匀；第三，原材料采购成本最低。

进一步的，料仓、破碎混料机、压球机和球仓箱体之间的物料通过输送机运送，这一结构可以使得物料从上一装置直接运送至下一装置，连续且速度可控。

本发明中，用赤泥生产无机纤维过程中的制球系统，包括配料机、破碎混料机、压球机和球仓箱体，配料机包括赤泥料仓和辅料料仓，赤泥料仓和辅料料仓的出料口分别通过带有计量装置的输送机与破碎混料机的进料口联接，破碎混料机的出料口通过输送机与压球机的进料口联接，压球机的出球口经输送机与球仓箱体进口联接；优选的，输送机为皮带输送机；辅料料仓包括酸度系数调节剂料仓、助溶剂料仓和固化剂料仓；进一步的，球仓箱体的球块出口通过输送机与球块料仓进料口联接；优选的，赤泥料仓采用不锈钢，优选为304不锈钢，最优厚度为2mm；配料机优选为四仓配料机；破碎混料机为复合破碎混料机；球仓箱体为钢结构球仓箱体。

本发明中，所述固化剂料仓的顶部设有除尘器，侧壁上设有压力安全阀和料位传感器，下部装有破拱装置，这一结构有效防止粉料结块，使粉料卸出顺畅，避免了扬尘，且可及时观测料仓内物料的使用情况。

进一步的，所述破碎混料机为立式破碎混料机，料仓采用不锈钢，料仓容量≥1T，出料口出设有栅条A，可有效防止物料堵塞；优选的，料仓采用304不锈钢，最优厚度为2mm；破碎混料机的进料口和出料口，以及压球机的进料口均设有加湿装置；这一结构使得进入破碎混料机的物料，从破碎混料机出来的物料以及进入压球机的物料控制在要求的湿度，进一步使得压制成的球块状物料机械强度较高，降低了破碎率和粉尘污染。

优选的，加湿装置的喷头为雾化喷头。

优选的，破碎混料机的进料口和出料口，以及压球机的进料口均设有水分传感器，加湿装置与水分传感器均与中央处理器电连接；当破碎混料机进料口和出料口处物料的湿度低于8%时，水分传感器将信号传输给中央处理器，中央处理器将信号传输给加湿装置，加湿装置对物料进行加湿，使得破碎混料机进料口和出料口处物料的湿度保持在9%±1%；当压球机进料口处物料的湿度低于8%时，水分传感器将信号传输给中央处理器，中央处理器将信号传输给加湿装置，加湿装置对物料进行加湿，使得压球机进料口处物料的湿度保持在10%±2%。

进一步的，所述压球机料仓采用不锈钢，料仓容量≥1T，底部设有搅拌装置；优选的，压球机料仓采用304不锈钢，最优厚度为2mm。

进一步的，所述球仓箱体球块出口处设有震动装置，出口上部设有阀门和栅条B，下部设有粉尘和碎崤的收集袋。

因为赤泥属于高污染物质，所以本发明整个制备工艺，保证赤泥的运输，不可落地。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明中加入了助溶剂，使得制备的球块状物料在进一步制备无机纤维时，熔融液变烯、粘度降低，提高了纤维的成纤率；在实际生产实验过程中，本发明相较于申请号为201510668430.5申请中的加工方法，生产相同级别的无机纤维及制品，每吨制品可节约约100kg的焦炭；

2、本发明配料精度高，工艺流程简单，便于程序化操作；

3、本发明通过高压制球使得球块状物料有相当大的机械强度，不易碎，没有粉尘污染，球块状物料按标准尺寸，大小均匀；

4、有效降低了球块物料的破碎率、降低粉尘污染、便于运输至无机纤维生产厂，降低运送费用；

5、用本发明生产无机纤维时只与焦炭按比例混合，便于操作，炉内高温熔融反应充分，温度便于控制，使得生产的无机纤维及无机纤维制品质量稳定；

5、节能，生产成本低：本发明中，酸度系数调节剂、助溶剂采用粉状碎石崤和赤泥、固化剂严格按一定比例配料混合均匀，高压制球块，生产出相同级别的无机纤维及无机纤维制品，每吨无机纤维制品所需焦炭可再降低100-150kg。

附图说明

图1为本发明制球系统工艺流程图；

图2为固化剂料仓结构示意图；

图3为破碎混料机侧面结构示意图；

图4为压球机中搅拌装置结构示意图；

图5为钢结构大型球仓箱球块出口结构示意图；

图6为湿度控制的电连接示意图。

符号说明：

1.配料机、2.破碎混料机、3.压球机、4.球仓箱体、5.赤泥料仓、6.酸度系数调节剂料仓、7.助溶剂料仓、8.固化剂料仓、9.球块料仓、10.栅条A、11.加湿装置、12.水分传感器、13.中央处理器、14.除尘器、15.压力安全阀、16.破拱装置、17.搅拌装置、18.震动装置、19.阀门、20.栅条B、21.收集袋、22.料位传感器。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1 一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺

具体步骤如下：

（1）将含水量小于等于14%的赤泥加入四仓配料机的赤泥料仓中，同时将固化剂水泥、酸度系数调节剂粒径小于180目的硅石粉和助溶剂石灰石碎石崤分别加入四仓配料机相应的辅料料仓；

（2）将料仓内的赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂按1:0.13:0.13：0.04的质量比分别通过输送机送入破碎混料机，破碎混料机的进料口和出料口均设有加湿装置，赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂进入破碎混料机时的湿度为8.5%，破碎混料机出料口物料的湿度为9.2%；

（3）将破碎混合的物料经输送机送至压球机，压球机的进料口设有加湿装置，使得物料的湿度为10.1%，压球机内的压球部位切线压力为2.5吨/cm²，物料压制成30mm×40mm×50mm至40mm×60mm×80mm的球块状；

（4）将球块状物料经输送机送至球仓箱体，在箱体内固化、阴干，球块状物料的机械强度为16公斤/cm²时，经球仓箱体的球块出口送出。

实施例2 一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺

具体步骤如下：

（1）将含水量小于等于14%的赤泥加入配料机的赤泥料仓中，同时将固化剂水泥、酸度系数调节剂粒径小于1cm的玄武岩碎石崤和助溶剂氟石碎石崤分别加入配料机相应的辅料料仓；

（2）将料仓内的赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂按1:0.11:0.3：0.035的质量比分别通过输送机送入破碎混料机，破碎混料机的进料口和出料口均设有加湿装置，使得赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂进入破碎混料机时的湿度为9.2%，破碎混料机出料口物料的湿度为10%；

（3）将破碎混合的物料经输送机送至压球机，压球机的进料口设有加湿装置，使得物料的湿度为11%，压球机内的压球部位切线压力为3吨/cm²，物料压制成30mm×40mm×50mm至40mm×60mm×80mm的球块状；

（4）将球块状物料经输送机送至球仓箱体，在箱体内固化、阴干，当球块状物料的机械强度为15公斤/cm²时，经球仓箱体的球块出口送出。实施例3 一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺

具体步骤如下：

（1）将含水量小于等于14%的赤泥加入四仓配料机的赤泥料仓中，同时将固化剂水泥、酸度系数调节剂粒径小于180目的硅石粉和助溶剂分别加入四仓配料机相应的辅料料仓；

（2）将料仓内的赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂氟石碎石崤按1:0.145:0.14：0.045的质量比分别通过输送机送入破碎混料机，破碎混料机的进料口和出料口均设有加湿装置，使得赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂进入破碎混料机时的湿度为9.5%，破碎混料机出料口物料的湿度为8.5%；

（3）将破碎混合的物料经输送机送至压球机，压球机的进料口设有加湿装置，使得物料的湿度为9%，压球机内的压球部位切线压力为2.6吨/cm²，物料压制成30mm×40mm×50mm至40mm×60mm×80mm的球块状；

（4）将球块状物料经输送机送至球仓箱体，在箱体内固化、阴干，当球块状物料的机械强度为15.5公斤/cm²时，经球仓箱体的球块出口送出。

经检测，球块状物料不易破损的同时，熔融5吨大小为30mm×40mm×50mm至40mm×60mm×80mm的球块状物料，所需时间仅为40min-1h；其他大小的球块状物料熔融时间远远大于1h。且在实际生产实验过程中，本发明相较于申请号为201510668430.5申请中的加工方法，生产相同级别的无机纤维及制品，每吨制品可节约约100kg的焦炭；经测算，本发明球块物料的破碎率约0.5‰。

实施例4 用赤泥生产无机纤维过程中的制球系统

如图1和图3所示，制球系统包括配料机1、破碎混料机2、压球机3和球仓箱体4，配料机1包括赤泥料仓5和辅料料仓，赤泥料仓1采用2mm厚304不锈钢，所述赤泥料仓1的进料口与输送机联接，赤泥料仓1和辅料料仓的出料口分别通过带有计量装置的输送机与破碎混料机2的进料口联接，破碎混料机2的出料口通过输送机与压球机3的进料口联接，压球机3的出球口经输送机与球仓箱体4进口联接，辅料料仓包括酸度系数调节剂料仓6、助溶剂料仓7和固化剂料仓8；

所述破碎混料机2为立式破碎混料机，料仓采用2mm厚304不锈钢，料仓容量≥1T，出料口出设有栅条A 10，破碎混料机2的进料口和出料口，以及压球机3的进料口均设有喷头为雾化喷头的加湿装置11。

实施例5用赤泥生产无机纤维过程中的制球系统

在实施例4的基础上，如图1-6所示，固化剂料仓8的顶部设有除尘器14，侧壁上设有压力安全阀15和料位传感器22，下部装有破拱装置16；破碎混料机2的进料口和出料口，以及压球机3的进料口均设有水分传感器12，加湿装置11与水分传感器12均与中央处理器13电连接；压球机3料仓采用2mm厚304不锈钢，料仓容量≥1T，底部设有搅拌装置17；球仓箱体4球块出口处设有震动装置18，出口上部设有阀门19和栅条B 20，下部设有粉尘和碎崤的收集袋21；输送机为皮带输送机。

实施例6用赤泥生产无机纤维过程中的制球系统

在实施例4和实施例5的基础上，如图1-6所示，球仓箱体4的球块出口通过皮带输送机与球块料仓9进料口联接。

Claims

1.一种用赤泥生产无机纤维过程中的制球工艺，其特征在于，制球工艺的具体步骤如下：

（1）将含水量小于等于14%的赤泥加入配料机的赤泥料仓中，同时将固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂分别加入配料机相应的辅料料仓；

（2）将料仓内的赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂按1:0.1-0.15:0.1-0.15：0.03-0.05的质量比分别送入破碎混料机，破碎混料机的进料口和出料口均设有加湿装置，使得赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂进入破碎混料机时的湿度为9%±1%，破碎混料机出料口物料的湿度为9%±2%；

（3）将破碎混合的物料送至压球机，压球机的进料口设有加湿装置，使得物料的湿度为10%±2%，压球机内的压球部位切线压力大于等于2吨/cm²，物料压制成球块状；

（4）将球块状物料送至球仓箱体，在箱体内固化、阴干，当球块状物料的机械强度大于15公斤/cm²时，经球仓箱体的球块出口送出。

2.根据权利要求1所述的制球工艺，其特征在于，所述配料机优选为四仓配料机；破碎混料机为复合破碎混料机；赤泥、固化剂、酸度系数调节剂和助溶剂的质量比为1:0.13:0.13：0.04；球块状物料大小为30mm×40mm×50mm至40mm×60mm×80mm。

3.根据权利要求1所述的制球工艺，其特征在于，所述固化剂为水泥，酸度系数调节剂为粒径小于180目的硅石粉或粒径小于1cm的玄武岩碎石崤，助溶剂为石灰石或氟石碎石崤。

4.根据权利要求1所述的制球工艺，其特征在于，料仓、破碎混料机、压球机和球仓箱体之间的物料通过输送机运送；优选的，球仓箱体为钢结构球仓箱体。

5.用赤泥生产无机纤维过程中的制球系统，其特征在于，制球系统包括配料机、破碎混料机、压球机和球仓箱体，配料机包括赤泥料仓和辅料料仓，赤泥料仓和辅料料仓的出料口分别通过带有计量装置的输送机与破碎混料机的进料口联接，破碎混料机的出料口通过输送机与压球机的进料口联接，压球机的出球口经输送机与球仓箱体进口联接；优选的，输送机为皮带输送机；辅料料仓包括酸度系数调节剂料仓、助溶剂料仓和固化剂料仓；优选的，球仓箱体的球块出口通过输送机与球块料仓进料口联接；优选的，赤泥料仓采用不锈钢，优选为304不锈钢，最优厚度为2mm；配料机优选为四仓配料机；破碎混料机为复合破碎混料机；球仓箱体为钢结构球仓箱体。

6.根据权利要求5所述的制球系统，其特征在于，固化剂料仓的顶部设有除尘器，侧壁上设有压力安全阀和料位传感器，下部装有破拱装置。

7.根据权利要求5所述的制球系统，其特征在于，破碎混料机为立式破碎混料机，料仓采用不锈钢，料仓容量≥1T，出料口出设有栅条A；破碎混料机的进料口和出料口，以及压球机的进料口均设有加湿装置；优选的，料仓采用304不锈钢，最优厚度为2mm；加湿装置的喷头为雾化喷头。

8.根据权利要求7所述的制球系统，其特征在于，破碎混料机的进料口和出料口，以及压球机的进料口均设有水分传感器，加湿装置与水分传感器均与中央处理器电连接。

9.根据权利要求5所述的制球系统，其特征在于，压球机料仓采用不锈钢，料仓容量≥1T，底部设有搅拌装置；优选的，压球机料仓采用304不锈钢，最优厚度为2mm。

10.根据权利要求5所述的制球系统，其特征在于，球仓箱体球块出口处设有震动装置，出口上部设有阀门和栅条B，下部设有粉尘和碎崤的收集袋。