CN109569845B - 超细高岭土四级制粉设备和超细高岭土及其四级制粉生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超细高岭土四级制粉设备和超细高岭土及其四级制粉生产工艺，超细高岭土四级制粉设备，包括装有用于将原矿进行干法粗破以形成至少90％的粒径小于30mm的粗物料的第一破碎装置，处于第一破碎装置的粗物料输出端用于将粗物料进行干法细破以形成至少90％的粒径小于1mm的固体颗粒的第二破碎装置，处于第二破碎装置的固体颗粒输出端用于将固体颗粒进行湿法粗磨以形成至少90％的粒径小于325目的料浆的第一湿磨装置，处于第一湿磨装置的浆料输出端用于将料浆进行湿法细磨以形成至少90％的粒径小于2μm的超细料浆的第二湿磨装置。本发明的超细高岭土四级制粉设备，遵循“破碎优于研磨，湿磨优于干磨”的原则，提高生产效率，降低了能耗。

Description

超细高岭土四级制粉设备和超细高岭土及其四级制粉生产 工艺

技术领域

本发明涉及高岭土加工领域，特别地，涉及一种超细高岭土四级制粉设备。此外，本发明还涉及一种包括上述超细高岭土四级制粉设备的超细高岭土及其四级制粉生产工艺。

背景技术

高岭土可以作为替代钛白粉的填料，价格低廉，质量良好。在矿物加工领域如建材、化工、化肥、冶金、矿山、耐材、陶瓷、钢铁、火电、煤炭等行业的生产过程中，通常需要将原矿破碎成小颗粒物料，对小颗粒物料进行粉磨后得到粗粉料，如要获得超细粉体，则需要将粗粉料进行超细研磨，才能获得微米级的超细粉体的高岭土。

传统的粉磨设备主要有干法粉磨设备和湿法粉磨设备，干法粉磨设备包括雷蒙磨、拉杆磨、辊式磨、球磨机、气流磨等，存在生产能力小、效率低、能耗高、粉尘对现场环境污染严重等缺点；湿法粉磨设备包括球磨机、管磨机、棒磨机等，具有生产能力大的优点，但是存在效率低、设备磨损大和能耗高的缺点。

发明内容

本发明提供了一种超细高岭土四级制粉设备和超细高岭土及其四级制粉生产工艺，以解决超细高岭土生产成本高、能耗高的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种超细高岭土四级制粉设备，包括装有用于将原矿进行干法粗破以形成至少90％的粒径小于30mm的粗物料的第一破碎装置，处于第一破碎装置的粗物料输出端用于将粗物料进行干法细破以形成至少90％的粒径小于1mm的固体颗粒的第二破碎装置，处于第二破碎装置的固体颗粒输出端用于将固体颗粒进行湿法粗磨以形成至少90％的粒径小于325目的料浆的第一湿磨装置，处于第一湿磨装置的浆料输出端用于将料浆进行湿法细磨以形成至少90％的粒径小于2μm的超细料浆的第二湿磨装置。

进一步地，第一湿磨装置设有用于控制进入第一湿磨装置固体颗并截留粒径大于1mm固体颗粒的过滤装置；过滤装置设有用于将截留的固体颗粒运输至第二破碎装置内的第一循环装置。

进一步地，第一湿磨装置设有用于控制固体颗粒添加量的上料装置；第一湿磨装置设有用于调整固体颗粒与水配比的注水装置。

进一步地，第二破碎装置设有用于控制进入第二破碎装置粗物料并截留粒径大于30mm粗物料的筛选装置；筛选装置设有用于将截留的粗物料运输至第一破碎装置内的第二循环装置。

进一步地，第二破碎装置采用四辊破碎机；第一湿磨装置采用立式球磨机。

根据本发明的另一方面，还提供了一种超细高岭土四级制粉生产工艺，包括以下步骤：(1)将原矿进行破碎，获得至少90％的粒径小于30mm粗物料；(2)将步骤(1)中的粗物料再进行破碎，获得至少90％的粒径小于1mm固体颗粒；(3)将步骤(2)中的固体颗粒与水混合进行研磨，获得浆料；(4)将步骤(3)中的浆料再进行研磨，得到细浆料，将细浆料干燥，解聚，煅烧，再解聚，获得超细高岭土。

进一步地，步骤(2)中粒径小于1mm固体颗粒占粗物料总量的90～99％；步骤(1)中粒径小于30mm粗物料占原矿总量的90～99％。

进一步地，步骤(2)中控制粒度为小于1mm，并占粗物料总量的90～99％；步骤(1)中破碎后粗物料的粒度小于30mm，并占原矿总量的90～99％。

进一步地，步骤(3)中固含量为45％～55％；步骤(3)中研磨后浆料的粒径小于325目，并占固体颗粒总量的90～99％；步骤(3)在研磨过程中还加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.1％～0.5％。

进一步地，步骤(4)中研磨后细浆料的粒度小于2μm的浆料；步骤(4)中在研磨过程中还加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.2％～0.6％。

根据本发明的另一方面，还提供了一种超细高岭土，采用上述超细高岭土四级制粉生产工艺获得的超细高岭土。

本发明具有以下有益效果：

本发明的超细高岭土四级制粉设备，包括第一破碎装置和第二破碎装置，第一湿磨装置和第二湿磨装置，通过干法破碎和湿法研磨的方式，获得粒径小于2μm的超细高岭土。超细高岭土四级制粉设备，遵循“破碎优于研磨，湿磨优于干磨”的原则，先进行破碎，并采用干法粗破和干法细破相结合的二级破碎处理，逐级将原矿进行破碎，其破碎效果明显，粒径到达1mm以下，实现了现有设备所不能达到的极限，解决了现有设备无法满足固体颗粒的粒径为1mm以下的要求；再采用湿法粗磨和湿法细磨相互搭配，逐级降低原矿粒径，与现有设备相比，能耗低，效率高。上述破碎装置和湿磨装置基于合理的破碎比，针对破碎装置和湿磨装置的优劣性能，合理优化干法破碎和湿法研磨的处理方式，实现四级制粉工艺，有效的降低超细高岭土四级制粉设备的能耗，节省生产成本。超细高岭土四级制粉设备的各个装置，即可以串联使用，也可以单独使用，并且，也可以将多个超细高岭土四级制粉设备同时连接使用，以满足不同的工艺要求，适用范围更广。

本发明的超细高岭土四级制粉生产工艺，采用逐级破碎和研磨的处理方式，获得粒径小于2μm的超细高岭土。超细高岭土四级制粉生产工艺，首先采用干法粗破和干法细破相结合的二级破碎处理，逐级将原矿进行破碎，控制固体颗粒的粒度，再采用湿法粗磨和湿法细磨相互搭配，进一步降低原矿粒径，提高生产效率，降低能耗。经过实际生产测算，单位产品能耗降低30％左右，节省成本，增加经济效益。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的超细高岭土四级制粉设备示意图。

附图标记说明：

1、第一破碎装置；2、第二破碎装置；3、第一湿磨装置；4、第二湿磨装置；11、进料斗；12、板式给料机；13、皮带输送机；14、斗式提升机；15、螺杆泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明优选实施例的超细高岭土四级制粉设备示意图。

如图1所示，本实施例的超细高岭土四级制粉设备，包括装有用于将原矿进行干法粗破以形成至少90％的粒径小于30mm的粗物料的第一破碎装置1，处于第一破碎装置1的粗物料输出端用于将粗物料进行干法细破以形成至少90％的粒径小于1mm的固体颗粒的第二破碎装置2，处于第二破碎装置2的固体颗粒输出端用于将固体颗粒进行湿法粗磨以形成至少90％的粒径小于325目的料浆的第一湿磨装置3，处于第一湿磨装置3的浆料输出端用于将料浆进行湿法细磨以形成至少90％的粒径小于2μm的超细料浆的第二湿磨装置4。本发明的超细高岭土四级制粉设备，包括第一破碎装置和第二破碎装置，第一湿磨装置和第二湿磨装置，通过干法破碎和湿法研磨的方式，获得粒径小于2μm的超细高岭土。超细高岭土四级制粉设备，遵循“破碎优于研磨，湿磨优于干磨”的原则，先进行破碎，并采用干法粗破和干法细破相结合的二级破碎处理，逐级将原矿进行破碎，其破碎效果明显，粒径到达1mm以下，实现了现有设备所不能达到的极限，解决了现有设备无法满足固体颗粒的粒径为1mm以下的要求；再采用湿法粗磨和湿法细磨相互搭配，逐级降低原矿粒径，与现有设备相比，能耗低，效率高。上述破碎装置和湿磨装置基于合理的破碎比，针对破碎装置和湿磨装置的优劣性能，合理优化干法破碎和湿法研磨的处理方式，实现四级制粉工艺，有效的降低超细高岭土四级制粉设备的能耗，节省生产成本。超细高岭土四级制粉设备的各个装置，即可以串联使用，也可以单独使用，并且，也可以将多个超细高岭土四级制粉设备同时连接使用，以满足不同的工艺要求，适用范围更广。

本实施例中，第一湿磨装置3设有用于控制进入第一湿磨装置3固体颗粒并截留粒径大于1mm固体颗的过滤装置。过滤装置设有用于将截留的固体颗粒运输至第二破碎装置2内的第一循环装置。上述过滤装置用于截留粒径大于1mm固体颗粒，有利于后续湿磨处理，进入湿磨的固体颗粒粒径小，节省湿磨装置的能耗，并且，第一破碎装置1和第二破碎装置2严格的控制物料的粒度级差，使得粒度分布均匀，在物料压裂过程中产生的裂纹，又提高了研磨效率。上述第一循环装置将截留的固体颗粒循环至第二破碎装置2内，将大于1mm固体颗粒再加工处理，提高破碎率，并节约资源。过滤装置可以采用斜板网、振动筛的方式过滤，截留粒径大于1mm固体颗粒，将截留的固体颗粒通过输送带、泵送管路等循环装置运输至第二破碎装置2内再进行处理。

本实施例中，第一湿磨装置3设有用于控制固体颗粒添加量的上料装置。第一湿磨装置3设有用于调整固体颗粒与水配比的注水装置。通过上料装置和注水装置控制固含量为45％～55％；当固含量低于45％，注水较多，固体颗粒研磨过细，出现过磨现象，并浪费能耗；当固含量高于55％，浆料粘度过大，粒度级差较大，分布不均，降低磨矿效率。上述上料装置可采用绞龙螺旋输送，推料板推送，鼓风吹送，输送带输送等多种方式将固体颗粒输送至第一湿磨装置3内，上料装置可设有刻度，方便观察固体颗粒的添加量，也可以设置有称重件，方便确定水的添加量。

本实施例中，第二破碎装置2设有用于控制进入第二破碎装置2粗物料并截留粒径大于30mm粗物料的筛选装置。筛选装置设有用于将截留的粗物料运输至第一破碎装置1内的第二循环装置。上述筛选装置用于截留粒径大于30mm的粗物料，进入第二破碎装置2的粗物料的粒径控制在30mm以下，通过第二破碎装置2破碎成1mm以下的固体颗粒。筛选装置可以采用斜板网、振动筛的方式筛选，截留粒度大于30mm的粗物料，将截留的固体颗粒通过输送带、泵送管路等循环装置运输至第二破碎装置2内再进行处理。

本实施例中，第二破碎装置2采用四辊破碎机。第一湿磨装置3采用立式球磨机。上述四辊破碎机由箱体，辊子，液压装置等组成。其工作原理为箱体上设置两组光辊，物料经上部进料口落入第一组辊子之间，依靠摩擦力的作用被带入两辊子之间的间隙而逐渐被压碎，一碎的物料落入第二组辊子之间，同样在摩擦力的作用被带入两辊子之间的间隙而逐渐被压碎，二碎的物料从下部排出。通过调整两个辊子的辊间间隙，来控制物料的粒度，通过调整两组辊子的辊间间隙级差，合理分配辊压功率。四辊破碎机当间隙较小时，物料在压碎时容易压成条片状，因此，采用后续工序需要湿法磨矿，能避开其压成条片状的缺点。

本实施例中，第一湿磨装置3采用立式球磨机。上述立式球磨机由筒体，研磨轴系，筛板等组成。其工作原理为物料和水连续均匀给入筒体内，主电机驱动研磨轴转动，带动研磨轴的多组研磨棒，对筒体内的物料、水和研磨介质进行强烈研磨和剪切，研磨后的物料通过筛网溢出，获得合格的成品。立式球磨机要求物料粒度级差不能太大，因此，前段工序采用四辊破碎机，降低物料的粒度级差，并且物料压裂过程中产生的裂纹又提高了研磨效率。并且，立式球磨机可以有效的避免“过磨”现象的产生，控制浆料的粒径小于325目，使得浆料的粒度均匀。

上述第一破碎装置1采用单段锤式破碎机，单段锤式破碎机由箱体、转子、衬板、筛板等组成。其工作原理为箱体上设置一转子部件，主电机驱动转子部件高速转动，带动转子部件上安装的数排锤头，对进入箱体的物料进行强力锤击。转子部件下部安装有弧形筛板，经过多次锤击的粒度合格的物料会从弧形筛板孔隙中落下，不合格的物料仍留在弧形筛板上继续锤击。单段锤式破碎机要求物料水份不能大于8％。因此，需要将原矿进行烘干预处理后，再装入单段锤式破碎机中。

上述第二湿磨装置4采用超细磨机，超细磨机由筒体，研磨轴系，筛板等组成，其工作原理为细磨后的细浆通过螺杆泵15给入筒体内，主电机驱动研磨轴转动，带动研磨轴的多层研磨叶片，对筒体内的物料、水和研磨介质进行强烈研磨和剪切，研磨后的物料通过筛网溢出，获得合格的成品。超细磨机对物料的粒度级差要求较高，物料粒度级差不能相差太大，因此，在立式球磨机中严格控制浆料的粒径小于325目，达到超细磨机的要求。

根据本发明的另一方面，还提供了一种超细高岭土四级制粉生产工艺，包括以下步骤：(1)将原矿进行破碎，获得至少90％的粒径小于30mm粗物料；(2)将步骤(1)中的粗物料再进行破碎，获得至少90％的粒径小于1mm固体颗粒；(3)将步骤(2)中的固体颗粒与水混合进行研磨，获得浆料；(4)将步骤(3)中的浆料再进行研磨，得到细浆料，将细浆料干燥，解聚，煅烧，再解聚，获得超细高岭土。本发明的超细高岭土四级制粉生产工艺，采用逐级破碎和研磨的处理方式，获得粒径小于2μm的超细高岭土。超细高岭土四级制粉生产工艺，首先采用干法粗破和干法细破相结合的二级破碎处理，逐级将原矿进行破碎，控制固体颗粒的粒度，再采用湿法粗磨和湿法细磨相互搭配，进一步降低原矿粒径，提高生产效率，降低能耗。经过实际生产测算，单位产品能耗降低30％左右，节省成本，增加经济效益。

本实施例中，步骤(2)中粒径小于1mm固体颗粒占粗物料总量的90～99％；步骤(1)中粒径小于30mm粗物料占原矿总量的90～99％。步骤(2)中控制粒度为小于1mm，并占粗物料总量的90～99％。步骤(1)中破碎后粗物料的粒度小于30mm，并占原矿总量的90～99％。采用四辊破碎机，步骤(2)中固体颗粒粒径小于1mm，有利于后续湿磨处理。上述步骤(1)中破碎后粗物料的粒度小于30mm，有利于后续四辊破碎机的破碎处理。

本实施例中，步骤(3)中固含量为45％～55％。步骤(3)中研磨后浆料的粒径小于325目，并占固体颗粒总量的90～99％。步骤(3)在研磨过程中还加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.1％～0.5％。当固含量低于45％，注水较多，固体颗粒研磨过细，出现过磨现象，并浪费能耗；当固含量高于55％，浆料粘度过大，粒径级差较大，粒度分布不均，降低磨矿效率。在研磨过程中，研磨体系加入分散剂，水能快速渗透到高岭土的裂纹中，加快固体颗粒变细的速度，使得固体颗粒研磨均匀。上述研磨采用立式湿法球磨机进行研磨，通过控制搅拌器上研磨部的间距，在能充分研磨浆料的情况下，实现开式层流性研磨，减少物料返混，避免过磨现象，降低浆料粒径分布，粒径小于325目的浆料为总量的90～99％。

本实施例中，步骤(4)中研磨后浆料的粒度小于2μm的细浆料。步骤(4)中在研磨过程中还加入分散剂，分散剂添加量占总量0.2％～0.6％。上述分散剂加快研磨速度，并且由于细浆料粒度较小，可以减少分散剂的使用量，分散剂添加量占浆料总量的0.2％～0.6％。上述研磨采用超细磨机，长径比合理，且均匀设置的盘片式的研磨盘降低浆料返流，浆料粒径分布均匀。

根据本发明的另一方面，还提供了一种超细高岭土，采用上述超细高岭土四级制粉生产工艺获得的超细高岭土。广泛应用于陶瓷、油漆、造纸和纺织等领域。

实施例

实施例1

(1)将原矿装入进料斗11通过板式给料机12进入单段锤式破碎机进行破碎，获得至少91％粒度小于30mm的粗物料；

(2)将步(1)骤中的粗物料进入过滤装置进行过滤，过滤合格的粗物料通过皮带输送机13进入四辊破碎机进行破碎，获得至少90％粒度小于1mm的固体颗粒；

(3)将步骤(2)中固体颗粒进入筛选装置进行筛选，筛选合格的固体颗粒通过斗式提升机14进入立式球磨机中，通过上料装置和注水装置控制固体颗粒与水的加入比例，固含量为50％，加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.1％，进行研磨，获得至少91％粒径小于325目的浆料；

(4)将步骤(3)中的浆料通过螺杆泵15进入超细磨机，加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.3％，再进行研磨，得到至少91％粒度小于2μm的细浆料，将细浆料干燥，解聚，煅烧，再解聚，获得超细高岭土。

实施例2

(1)将原矿装入进料斗11通过板式给料机12进入单段锤式破碎机进行破碎，获得至少92％粒度小于30mm的粗物料；

(2)将步(1)骤中的粗物料进入过滤装置进行过滤，过滤合格的粗物料通过皮带输送机13进入四辊破碎机进行破碎，获得至少91％粒度小于1mm的固体颗粒；

(3)将步骤(2)中固体颗粒进入筛选装置进行筛选，筛选合格的固体颗粒通过斗式提升机14进入立式球磨机中，通过上料装置和注水装置控制固体颗粒与水的加入比例，固含量为46％，加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.2％，进行研磨，获得至少93％粒径小于325目的浆料；

(4)将步骤(3)中的浆料通过螺杆泵15进入超细磨机，加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.2％，再进行研磨，得到至少91％粒度小于2μm的细浆料，将细浆料干燥，解聚，煅烧，再解聚，获得超细高岭土。

对比例1

(1)将原矿装入进料斗11通过板式给料机12进入颚式破碎机进行破碎，获得至少90％粒度小于50mm的粗物料；

(2)将步(1)骤中的粗物料进入过滤装置进行过滤，过滤合格的粗物料通过皮带输送机13进入雷蒙机进行破碎，获得至少90％粒径小于325目的固体颗粒；

(3)将步骤(2)中的固体颗粒通过螺杆泵15进入超细磨机，加入水，固含量为50％，加入分散剂，分散剂添加量占总量的5％，进行研磨，得到粒度小于2μm的细浆料，将细浆料干燥，解聚，煅烧，再解聚，获得超细高岭土。

对比例2

(1)将原矿装入进料斗11通过板式给料机12进入颚式破碎机进行破碎，获得粒度小于50mm的粗物料；

(2)将步(1)骤中的粗物料进入过滤装置进行过滤，过滤合格的粗物料通过皮带输送机13进入，进行立轴破碎机进行破碎，获得至少90％粒度小于5mm的固体颗粒；

(3)将步骤(2)中固体颗粒进入筛选装置进行筛选，筛选合格的固体颗粒通过皮带输送进入卧式球磨机中，通过上料装置和注水装置控制固体颗粒与水的加入比例，固含量为50％，加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.6％，进行研磨，获得至少90％粒径小于325目的浆料；

(4)将步骤(3)中的浆料通过螺杆泵15进入超细磨机，加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.5％，再进行研磨，得到至少91％粒度小于2μm的细浆料，将细浆料干燥，解聚，煅烧，再解聚，获得超细高岭土。

将上述实施例1和实施例2与对比例1和对比例2进行生产耗能测试，以10吨/小时的生产线，测试结果如表1所示。

表1超细高岭土能耗测试结果

如表1所示，实施例1和实施例2的总能耗低于对比例1和对比例2的总能耗。与对比例1的总能耗相比，实施例1和实施例2的总能耗节约了35％和36％；相对于对比例2，实施例1和实施例2中，不是每个步骤的能耗都降低，其中步骤(2)中能耗多于对比例2，主要原由于粗物料从50mm降低到了30mm，耗能增加，但是，实施例1和实施例2的关键点是将5mm固体颗粒降低为1mm，将干法细破的物料粒度降低了4mm，再进行物料湿法研磨，节省了单位产品的总能耗，也遵循了“破碎优于研磨，湿磨优于干磨”的原则。与对比例2的总能耗相比，实施例1和实施例2的总能耗节约了11％和12％，降低成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种超细高岭土四级制粉生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将原矿装入进料斗(11)通过板式给料机(12)进入单段锤式破碎机进行破碎，获得至少92％粒度小于30mm的粗物料；

(2)将步骤(1) 中的粗物料进入过滤装置进行过滤，过滤合格的粗物料通过皮带输送机(13)进入四辊破碎机进行破碎，获得至少91％粒度小于1mm的固体颗粒；

(3)将步骤(2)中固体颗粒进入筛选装置进行筛选，筛选合格的固体颗粒通过斗式提升机(14)进入立式球磨机中，通过上料装置和注水装置控制固体颗粒与水的加入比例，固含量为46％，加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.2％，进行研磨，获得至少93％粒径小于325目的浆料；

(4)将步骤(3)中的浆料通过螺杆泵(15)进入超细磨机，加入分散剂，分散剂添加量占总量的0.2％，再进行研磨，得到至少91％粒度小于2μm的细浆料，将细浆料干燥，解聚，煅烧，再解聚，获得超细高岭土。

2.一种超细高岭土，其特征在于，采用权利要求1所述的超细高岭土四级制粉生产工艺获得的所述超细高岭土。

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