CN113136487B - 一种基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，包括，将硅酸钠和纯碱通过第一进料口注入第一反应室进行搅拌混合，生成粘结组合物；粘结组合物通过第一出料口注入第二反应室，硫酸铝、纤维素和絮凝剂通过第二进料口注入第二反应室与粘结组合物搅拌混合，生成凝固组合物；凝固组合物通过第二出料口注入第三反应室，氧化镁通过第三进料口注入第三反应室与凝固组合物搅拌混合，生成膨润土添加剂；膨润土添加剂通过第三出料口注入第四反应室，球团矿原料通过第四进料口注入第四反应室与膨润土添加剂搅拌混合，生产球团矿。本发明设置中控单元，调节各项参数，以使生产的预设粒径的球团矿的生产效率和抗压强度符合预设标准。

Description

一种基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺

技术领域

本发明涉及膨润土添加剂领域，尤其涉及一种基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺。

背景技术

膨润土是一种黏土岩、亦称蒙脱石，具有很强的吸湿性、在水介质中能分散呈胶体悬浮液，并具有一定的粘滞性、触变性和润滑性，它和泥沙等的掺和物具有可塑性和粘结性，有较强的阳离子交换能力和吸附能力。因此，膨润土广泛应用于工业生产中，如钻井泥浆、铁矿球团和铸造三大行业。

国内外广泛采用膨润土作为球团粘结剂,我国球团厂的膨润土平均配入量为1.5％～3.5％,与国外小于1％的水平相比,差距明显，传统理论认为,膨润土提高生球强度有两个方面的原因一是膨润土颗粒中胶体物质减少了膨润土内部各层间的距离,从而增加了各层间的范德华力二是膨润土颗粒形成了固体粘结桥加强颗粒间点与点之间的作用。球团矿在生产过程中，由于膨润土的添加量大，造成球团矿中的铁品位降低较大，对原料选择较为苛刻，而且由膨润土代入的杂质也在影响着球团矿的产品质量，吨球团的膨润土费用较高。

目前，应用于球团矿生产的膨润土添加剂，主要在配方上进行改良，改良效果一般、生产球团矿效率低，生产的球团矿硬度无法控制。

发明内容

为此，本发明提供一种基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，可以解决无法控制生产球团矿硬度的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，包括：

将硅酸钠和纯碱通过第一进料口注入第一反应室进行搅拌混合，生成粘结组合物；

粘结组合物通过第一出料口注入第二反应室，硫酸铝、纤维素和絮凝剂通过第二进料口注入所述第二反应室与粘结组合物搅拌混合，生成凝固组合物；

凝固组合物通过第二出料口注入第三反应室，氧化镁通过第三进料口注入所述第三反应室与凝固组合物搅拌混合，生成膨润土添加剂；

膨润土添加剂通过第三出料口注入第四反应室，球团矿原料通过第四进料口注入所述第四反应室与膨润土添加剂搅拌混合，生产球团矿；

对生产的球团矿进行检测，检测球团矿生产效率和球团矿抗压强度，根据所述球团矿生产效率和球团矿抗压强度调节所述第一出料口出料量、所述第二出料口出料量、所述第三出料口出料量和所述第三反应室搅拌时间，其中，所述第一出料口设置有第一电磁阀，用于控制粘结组合物的出料量，所述第二出料口设置第二电磁阀，用于控制凝固组合物的出料量，所述第三出料口设置第三电磁阀，用于控制膨润土添加剂的出料量；其中，所述第一反应室内设置有第一搅拌装置，所述第二反应室设置有第二搅拌装置，所述第三反应室设置有第三搅拌装置；在中控单元内预设球团矿生产效率标准值V0和球团矿抗压强度标准值Y0；若球团矿生产效率V小于等于预设球团矿生产效率标准值VO，所述中控单元增加所述第二出料口出料量，若球团矿生产效率V大于预设球团矿生产效率标准值VO，所述中控单元延长或缩短所述第三反应室所述搅拌装置搅拌时间T30；若球团矿抗压强度Y大于球团矿抗压强度标准值Y0，所述中控单元不进行调节各项参数，若球团矿抗压强度Y小于球团矿抗压强度标准值Y0，所述中控单元增加所述第一出料口出料量和减少所述第三进料口进料量；

检测球团矿生产效率检测的过程为，通过设置孔径为D1的第一筛网、孔径为D2的第二筛网，以使符合预设粒径标准的球团矿通过第一筛网进入第二筛网，以及通过设置于所述第二筛网上的重量传感器，以获取符合预设粒径标准的球团矿生产质量，并传输至所述控制单元；所述中控单元通过预设时间内所述第三出料口出料量MC3和所述第四进料口进料量MJ4与重量传感器检测的重量m，获取球团矿生产效率V；

检测球团矿抗压强度的过程为，通过设置于球团矿生产效率检测室内的取样装置，用以从生产的球团矿中抽取样品，以及通过设置与第一检测室内相连接的第二检测室，所述第二检测室设置有球团矿抗压检测装置，用以检测生产的球团矿抗压强度，所述中控单元根据球团矿抗压检测装置获取球团矿抗压强度，其中，孔径D1大于孔径D2。进一步地，所述中控单元预设球团矿生产参数W(MJ10，MC10，T10，MJ20，MC20，T20，MJ30，MC30，T30，MJ40，t1，t2)，其中，MJ10为所述第一进料口进料量标准值、MC10为所述第一出料口出料量标准值、T10为所述第一反应室搅拌时间参数、MJ20为所述第二进料量进料量标准值、MC20为所述第二出料口出料量标准值、T20为所述第二反应室搅拌时间参数、MJ30为所述第三进料口进料量标准值、MC30为所述第三出料口出料量标准值、T30为所述第三反应室搅拌时间参数、MJ40为所述第四进料口进料量标准值、t1为预设球团矿生产效率检测时间,t2为预设球团矿抗压强度检测时间；所述第三反应室搅拌时间参数T30，其中，第一预设所述第三反应室搅拌时间T301、第二预设所述第三反应室搅拌时间T302、第二预设所述第三反应室搅拌时间T303，所述中控单元预设球团矿粒径L，其中，第一预设球团矿粒径L1、第二预设球团矿粒径L2、第三预设球团矿粒径L3，所述中控单元获取预设球团矿粒径Li,选取对应的预设所述第三反应室搅拌时间T30i。

进一步地，所述球团矿生产效率V，设定

其中，m为所述重量传感器检测的质量，MC3为所述第三出料口的出料量，MJ4为所述进料口进料量，Ti为所述中控单元选取的第三反应室搅拌时间，t1为预设球团矿生产效率检测时间。

进一步地，所述中控单元获取球团矿实时生产效率V，

当V＞P3，所述中控单元延长所述第三反应室搅拌时间至Ti’，Ti1＝T×(1-((V-P3)/P3)tj)；

当P2＜V＜P3，所述中控单元延长所述第三反应室搅拌时间至Ti2，Ti2＝T×(1+((V-P2)/P3)tj)；

当P1＜V≤P2，所述中控单元提高所述第二出料口出料量至MC2’，MC2’＝MC2×(1+(V-P1)/P2)；

当V≤P1，所述中控单元提高所述第二出料口出料量至MC2’，MC2’＝MC2×(1+(V-P1)/P1)；

其中，第一预设球团矿生产效率P1、第二预设球团矿生产效率P2、第三预设球团矿生产效率P3。

进一步地，所述中控单元获取球团矿抗压强度F1，F2，F3及Fn，n为预设时间t2内球团矿检测装置检测球团矿数目，中控单元获取球团矿实时抗压强度F，设定F＝(F1+F2+F3+···+Fn)/n。

进一步地，所述中控单元获取球团矿实时抗压强度F，其中，

当F≤Y1，所述中控单元增加所述第一出料口出料量增加至MC1’，MC1’＝MC1×(1+(Y1-F)F)；

当Y1＜F＜Y2，所述中控单元增加所述第三进料口进料量减少至MJ3’，MJ3’＝MJ3×(1-(Y2-F)/Y2)；

当F≥Y2，所述中控单元不对各项参数进行调节；

其中，所述中控单元预设球团矿抗压强度Y，第一预设抗压强度Y1、第一预设抗压强度Y2。

进一步地，所述中控单元设置所述第三反应室搅拌时间调节参数tj，所述中控单元获取所述第二出料口出料量MC2’和所述第三进料口进料量MJ3’，所述中控单元预设所述第二出料口出料量标准值MC20，其中，

当MC2’≤4/3×MC20，所述中控单元将所述第三反应室搅拌时间调节参数tj调节至tj1，tj1＝tj×(1+(4/3×MC20-MC2’)/MC20)；

当4/3×MC20＜MC2’≤3/2×MC20，所述中控单元将所述第三反应室搅拌时间调节参数tj调节至tj2，tj2＝tj×(1+(3/2×MC20-MC2’)/MC20)；

当3/2×MC20＜MC2’≤2×MC20，所述中控单元将所述第三所述第三进料口进料量MJ3’调节至MJ3’1，MJ3’1＝MJ3’×(1+(2×MC20-MC2’)/MC20)。

进一步地，所述中控单元获取的第二出料口实时出料量MC2’大于二倍的第二出料口出料量标准值时，所述中控单元增加第一出料口出料量MC1’至MC1’1，MC1’1＝MC1’×(1+(MC2’-2×MC20)/MC20)。

进一步地，基于上述球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺的设备，包括，所述第一反应室，其包括第一进料口，设置于所述第一反应室顶部，用于投放硅酸钠和纯碱，还包括第一出料口，设置于所述第一反应室底部，用于产出粘结组合物，还包括第一搅拌装置，设置于所述第一反应室内部，用于搅拌硅酸钠和纯碱；

所述第二反应室，其包括第二进料口，设置于所述第二反应室顶部，用于投放硫酸铝、纤维素和非离子型絮凝剂，还包括第二出料口，设置于所述第二反应室底部，用于产出凝固组合物，还包括第二搅拌装置，设置于所述第二反应室内部，用于搅拌粘结组合物、硫酸铝、纤维素和非离子型絮凝剂；

所述第三反应室，其包括第三进料口，设置于所述第三反应室顶部，用于投入氧化镁，还包括第三出料口，设置于所述第三反应室底部，用于产出膨润土添加剂，还包括第三搅拌装置，设置于所述第三反应室，用于搅拌凝固组合物和氧化镁；

球团矿制备装置，设置于第四反应室，用于制备球团矿，所述第四反应室还包括第四进料口，设置于第四反应室顶部，用于投放球团矿制备原料，产出的球团矿由第四出料口排出；

球团矿生产效率检测装置，其包括第一检测室，设置于所述第四出料口处，还包括第一筛网，设置于所述第一检测室内，用于筛除粒径大于所述第一筛网孔径大小的球团矿，还包括第二筛网，设置于所述第一检测室内，其置于所述第一筛网下方，用于筛除粒径大于所述第二筛网孔径大小的球团矿，保留粒径小于所述第二筛网孔径大小的球团矿，还包括重量传感器，设置于所述第二筛网上，用于获取粒径符合预设标准的球团矿生产重量；

球团矿抗压强度检测装置，其包括取样装置，设置于所述第一检测室内部，用于抽取生产的球团矿，还包括动力装置，设置于第二检测室，用于检测生产的球团矿抗压强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，

本发明通过设置膨润土添加剂各组合物的生产过程，通过将硅酸钠和纯碱混合搅拌生产粘结组合物，粘结组合物和硫酸铝、纤维素和絮凝剂混合搅拌生成凝固组合物，凝固组合物和氧化镁混合搅拌生成膨润土添加剂，膨润土添加剂与球团矿原料通过球团矿制备装置生产出球团矿，本发明通过设置膨润土添加剂各组成部分的合成方式，以使生成的膨润土添加剂各组成部分含量与均匀度更符合球团矿的生产，同时，本发明通过检测球团矿生产效率和球团矿抗压强度，根据预设的球团矿生产效率标准值和球团矿抗压强度标准值相比较，中控单元对第二出料口出料量、搅拌时间、第一出料口出料量及第三进料口进料量进行调节，即，通过调节粘结组合物的投入量、凝固组合物的投入量、膨润土添加剂的投入量及反应时间，以使生产的预设粒径的球团矿的生产效率和抗压强度符合预设标准。

尤其，本发明设置球团矿生产参数，包括制备粘结组合物、凝固组合物和膨润土添加剂及球团矿各项原料的投入量及各搅拌装置的搅拌时间，还设置球团矿生产效率检测时间和球团矿抗压强度检测时间，以便球团矿的生产，同时，将第三反应室搅拌时间划分为三个标准，中控单元获取球团矿预设粒径，选取对应的第三反应室搅拌时间，以使球团矿的生产时间与预设的球团矿粒径相匹配。

尤其，本发明根据重量传感器获取单位时间的符合球团矿粒径的球团矿质量与各原料总重量的比值获取球团矿生产效率，与预设的球团矿生产效率相比较，对第二出料口的出料量及第三反应室搅拌时间进行调节，当球团矿生产效率过低时，中控单元增加第二出料口出料量，换言之，中控单元增加凝固组合物的投入量，以使球团矿生产效率提高以致符合预设标准，若通过增加凝固组合物的投入量，球团矿生产效率仍不符合预设标准，中控单元通过提高第三反应室搅拌时间，增加膨润土添加剂与球团矿生产原料的接触时间，以使球团矿生产效率符合预设标准，但当球团矿生产效率高于预设标准最大值时，为避免资源浪费和保护装置，本发明降低第三反应室搅拌时间，以使球团矿生产效率符合预设标准的同时，提高资源的有效利用。

尤其，本发明根据预设检测时间内若干球团矿抗压强度的平均值设为实时球团矿抗压强度，并将其与预设抗压强度相比较，动态调节第一出料口出料量和第三进料口进料量，当球团矿实时抗压强度过低，中控单元增加第一出料口出料量，即增加粘结组合物投入量，使得制得的膨润土添加剂中粘结物质含量提高，进而增强球团矿的抗压强度，当球团矿实时抗压强度在预设值范围之内时，中控单元减少第三进料口进料量，即减少氧化镁的投入量，以提高球团矿的硬度。

尤其，本发明设置第三反应室搅拌时间调节参数，根据第二出料口的出料量与预设值相比较，动态调节第三反应室搅拌时间调节参数，以使第三反应室搅拌时间与第二出料口的出料量相匹配，当第二出料口出料量超过第二出料口出料量标准值的一定范围，中控单元对第三进料口的进料量和第一出料口的出料量进行调节，以满足膨润土添加剂各原料的配比符合膨润土添加剂的匹配范围。

附图说明

图1为发明实施例基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺示意图；

图2为发明实施例基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺的设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，一种基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，包括，

将硅酸钠和纯碱由第一进料口1进入第一反应室3进行搅拌混合，生产粘结组合物；

粘结组合物由第一出料口4和硫酸铝、纤维素和絮凝剂由第二进料口7进入第二反应室6进行搅拌混合，生产凝固组合物；

凝固组合物由第二出料口9和氧化镁由第三进料口11进入第三反应室12进行搅拌混合，生产膨润土添加剂；

膨润土添加剂由第三出料口16和球团矿原料由第四进料口14在第四反应室15混合，生产球团矿；

对生产的球团矿进行检测，检测球团矿生产效率和球团矿抗压强度，根据所述球团矿生产效率和球团矿抗压强度调节所述第一出料口5出料量、所述第二出料口9出料量、所述第三出料口16出料量和所述第三反应室12搅拌时间，其中，所述第一出料口设置有第一电磁阀5，用于控制粘结组合物的出料量，所述第二出料口设置第二电磁阀10，用于控制凝固组合物的出料量，所述第三出料口设置第三电磁阀17，用于控制膨润土添加剂的出料量；其中，所述第一反应室3内设置有第一搅拌装置2，所述第二反应室6设置有第二搅拌装置8，所述第三反应室12设置有第三搅拌装置13；在中控单元内预设球团矿生产效率标准值V0和球团矿抗压强度标准值Y0；若球团矿生产效率V小于等于预设球团矿生产效率标准值VO，所述中控单元增加所述第二出料口出料量，若球团矿生产效率V大于预设球团矿生产效率标准值VO，所述中控单元延长或缩短所述第三反应室所述搅拌装置搅拌时间T30；若球团矿抗压强度Y大于球团矿抗压强度标准值Y0，所述中控单元不进行调节各项参数，若球团矿抗压强度Y小于球团矿抗压强度标准值Y0，所述中控单元增加所述第一出料口出料量和减少所述第三进料口11进料量；

检测球团矿生产效率检测包括：通过设置孔径为D1的第一筛网20、孔径为D2的第二筛网27，其中，孔径D1大于孔径D2，和设置于所述第二筛网上的重量传感器28，所述中控单元通过预设时间内所述第三出料口出料量MC3和所述第四进料口进料量MJ4与重量传感器检测的重量m，获取球团矿生产效率V；检测球团矿抗压强度包括：通过设置于球团矿生产效率检测室内的取样装置和与第一检测室23内相连接的第二检测室29，所述第二检测室设置有球团矿抗压检测装置，所述中控单元根据球团矿抗压检测装置获取球团矿抗压强度。

具体而言，本发明通过检测球团矿生产效率和球团矿抗压强度，根据预设的球团矿生产效率标准值和球团矿抗压强度标准值相比较，中控单元对第二出料口出料量、搅拌时间、第一出料口出料量及第三进料口进料量进行调节，以使生产的预设粒径的球团矿的生产效率和抗压强度符合预设标准。

具体而言，本发明设置第一筛网孔径D1大于第二筛网孔径D2，其中，第一筛网孔径D1为预设生产球团矿最大粒径，第二筛网孔径D2为预设生产球团矿最小粒径，在生产球团矿的过程中，生产的球团矿粒径大于D1时，不会被第一筛网过滤，当生产的球团矿粒径小于D1时，由第一筛网网孔进入第二筛网，若该孔径大于第二筛网粒径D2则被保留于第二筛网处，若该孔径小于第二筛网孔径D2，则该球团矿或未成形的原料从第二筛网孔径滤出，以此保障第二筛网处的球团矿粒径范围在D1与D2之间，使得生产的球团矿粒径符合预设标准。

具体而言，本发明实施例球团矿抗压强度检测装置包括动力装置21和位移传感器26，当对生产的球团矿抗压强度进行检测时，由取样装置抽取粒径符合预设标准的球团矿，位移传感器获取待检测球团矿初始粒径，动力装置向球团矿向下施力，直到位移传感器检测球团矿粒径发生明显改变，即，位移传感器获取位移量大于预设值，中控单元获取此时动力装置施力大小即为球团矿抗压强度。

具体而言，本发明实施例球团矿抗压强度检测装置中取样装置包括取样管道25和输送泵22，其中，取样管道取样口设置于第二筛网处，便于抽取生产的球团矿，输送泵设置于取样管道处，用于为取样装置提供动力，抽取生产的球团矿。本领域技术人员可以理解的是，本发明对动力装置、取样管道、输送泵和位移传感器的型号、类型、设置位置和设置方式不作限定，只要能够满足检测球团矿抗压强度即可。

所述中控单元预设球团矿生产参数W(MJ10，MC10，T10，MJ20，MC20，T20，MJ30，MC30，T30，MJ40，t1，t2)，其中，MJ10为所述第一进料口进料量标准值、MC10为所述第一出料口出料量标准值、T10为所述第一反应室搅拌时间参数、MJ20为所述第二进料量进料量标准值、MC20为所述第二出料口出料量标准值、T20为所述第二反应室搅拌时间参数、MJ30为所述第三进料口进料量标准值、MC30为所述第三出料口出料量标准值、T30为所述第三反应室搅拌时间参数、MJ40为所述第四进料口进料量标准值、t1为预设球团矿生产效率检测时间,t2为预设球团矿抗压强度检测时间；所述第三反应室搅拌时间参数T30，其中，第一预设所述第三反应室搅拌时间T301、第二预设所述第三反应室搅拌时间T302、第二预设所述第三反应室搅拌时间T303，所述中控单元预设球团矿粒径L，其中，第一预设球团矿粒径L1、第二预设球团矿粒径L2、第三预设球团矿粒径L3，所述中控单元获取预设球团矿粒径Li,选取对应的预设所述第三反应室搅拌时间T30i。

具体而言，本发明设置球团矿生产参数，包括制备粘结组合物、凝固组合物和膨润土添加剂及球团矿各项原料的投入量及各搅拌装置的搅拌时间，还设置球团矿生产效率检测时间和球团矿抗压强度检测时间，以便球团矿的生产，同时，将第三反应室搅拌时间划分为三个标准，中控单元获取球团矿预设粒径，选取对应的第三反应室搅拌时间，以使球团矿的生产时间与预设的球团矿粒径相匹配。

所述球团矿生产效率V，设定

其中，m为所述重量传感器检测的质量，MC3为所述第三出料口的出料量，MJ4为所述进料口进料量，Ti为所述中控单元选取的第三反应室搅拌时间，t1为预设球团矿生产效率检测时间。

所述中控单元获取球团矿实时生产效率V，

当V＞P3，所述中控单元延长所述第三反应室搅拌时间至Ti’，Ti1＝T×(1-((V-P3)/P3)tj)；

当P2＜V＜P3，所述中控单元延长所述第三反应室搅拌时间至Ti2，Ti2＝T×(1+((V-P2)/P3)tj)；

当P1＜V≤P2，所述中控单元提高所述第二出料口出料量至MC2’，MC2’＝MC2×(1+(V-P1)/P2)；

当V≤P1，所述中控单元提高所述第二出料口出料量至MC2’，MC2’＝MC2×(1+(V-P1)/P1)；

其中，第一预设球团矿生产效率P1、第二预设球团矿生产效率P2、第三预设球团矿生产效率P3。

具体而言，本发明根据重量传感器获取单位时间的符合球团矿粒径的球团矿质量与各原料总重量的比值获取球团矿生产效率，与预设的球团矿生产效率相比较，对第二出料口的出料量及第三反应室搅拌时间进行调节，当球团矿生产效率过低时，中控单元增加第二出料口出料量，换言之，中控单元增加凝固组合物的投入量，以使球团矿生产效率提高以致符合预设标准，若通过增加凝固组合物的投入量，球团矿生产效率仍不符合预设标准，中控单元通过提高第三反应室搅拌时间，增加膨润土添加剂与球团矿生产原料的接触时间，以使球团矿生产效率符合预设标准，但当球团矿生产效率高于预设标准最大值时，为避免资源浪费和保护装置，本发明降低第三反应室搅拌时间，以使球团矿生产效率符合预设标准的同时，提高资源的有效利用。

所述中控单元获取球团矿抗压强度F1，F2，F3及Fn，n为预设时间t2内球团矿检测装置检测球团矿数目，中控单元获取球团矿实时抗压强度F，设定F＝(F1+F2+F3+···+Fn)/n。

所述中控单元获取球团矿实时抗压强度F，

当F≤Y1，所述中控单元增加所述第一出料口出料量增加至MC1’，MC1’＝MC1×(1+(Y1-F)F)；

当Y1＜F＜Y2，所述中控单元增加所述第三进料口进料量减少至MJ3’，MJ3’＝MJ3×(1-(Y2-F)/Y2)；

当F≥Y2，所述中控单元不对各项参数进行调节；

其中，所述中控单元预设球团矿抗压强度Y，第一预设抗压强度Y1、第一预设抗压强度Y2。

具体而言，本发明根据预设检测时间内若干球团矿抗压强度的平均值设为实时球团矿抗压强度，并将其与预设抗压强度相比较，动态调节第一出料口出料量和第三进料口进料量，当球团矿实时抗压强度过低，中控单元增加第一出料口出料量，即增加粘结组合物投入量，使得制得的膨润土添加剂中粘结物质含量提高，进而增强球团矿的抗压强度，当球团矿实时抗压强度在预设值范围之内时，中控单元减少第三进料口进料量，即减少氧化镁的投入量，以提高球团矿的硬度。

所述中控单元设置所述第三反应室搅拌时间调节参数tj，所述中控单元获取所述第二出料口出料量MC2’和所述第三进料口进料量MJ3’，所述中控单元预设所述第二出料口出料量标准值MC20，其中，

当MC2’≤4/3×MC20，所述中控单元将所述第三反应室搅拌时间调节参数tj调节至tj1，tj1＝tj×(1+(4/3×MC20-MC2’)/MC20)；

当4/3×MC20＜MC2’≤3/2×MC20，所述中控单元将所述第三反应室搅拌时间调节参数tj调节至tj2，tj2＝tj×(1+(3/2×MC20-MC2’)/MC20)；

当3/2×MC20＜MC2’≤2×MC20，所述中控单元将所述第三所述第三进料口进料量MJ3’调节至MJ3’1，MJ3’1＝MJ3’×(1+(2×MC20-MC2’)/MC20)。

所述中控单元获取的第二出料口实时出料量MC2’大于二倍的第二出料口出料量标准值时，所述中控单元增加第一出料口出料量MC1’至MC1’1，MC1’1＝MC1’×(1+(MC2’-2×MC20)/MC20)。

具体而言，本发明设置第三反应室搅拌时间调节参数，根据第二出料口的出料量与预设值相比较，动态调节第三反应室搅拌时间调节参数，以使第三反应室搅拌时间与第二出料口的出料量相匹配，当第二出料口出料量超过第二出料口出料量标准值的一定范围，中控单元对第三进料口的进料量和第一出料口的出料量进行调节，以满足膨润土添加剂各原料的配比符合膨润土添加剂的匹配范围。

请参阅图2所示，一种基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺的设备，包括，所述第一反应室3，其包括第一进料口1，设置于所述第一反应室顶部，用于投放硅酸钠和纯碱，还包括第一出料口5，设置于所述第一反应室底部，用于产出粘结组合物，还包括第一搅拌装置2，设置于所述第一反应室内部，用于搅拌硅酸钠和纯碱；

所述第二反应室6，其包括第二进料口7，设置于所述第二反应室顶部，用于投放硫酸铝、纤维素和非离子型絮凝剂，还包括第二出料口9，设置于所述第二反应室底部，用于产出凝固组合物，还包括第二搅拌装置8，设置于所述第二反应室内部，用于搅拌粘结组合物、硫酸铝、纤维素和非离子型絮凝剂；

所述第三反应室12，其包括第三进料口，设置于所述第三反应室顶部，用于投入氧化镁，还包括第三出料口16，设置于所述第三反应室底部，用于产出膨润土添加剂，还包括第三搅拌装置13，设置于所述第三反应室，用于搅拌凝固组合物和氧化镁；

球团矿制备装置19，设置于第四反应室15，用于制备球团矿，所述第四反应室还包括第四进料口14，设置于第四反应室顶部，用于投放球团矿制备原料，产出的球团矿由第四出料口18排出；

球团矿生产效率检测装置，其包括第一检测室23，设置于所述第四出料口处，还包括第一筛网20，设置于所述第一检测室内，用于筛除粒径大于所述第一筛网孔径大小的球团矿，还包括第二筛网27，设置于所述第一检测室内，其置于所述第一筛网下方，用于筛除粒径大于所述第二筛网孔径大小的球团矿，保留粒径小于所述第二筛网孔径大小的球团矿，还包括重量传感器28，设置于所述第二筛网上，用于获取粒径符合预设标准的球团矿生产重量；

球团矿抗压强度检测装置，其包括取样装置，设置于所述第一检测室内部，用于抽取生产的球团矿24，还包括动力装置21，设置于第二检测室29，用于检测生产的球团矿抗压强度。

具体而言，本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例中第一搅拌装置、第二搅拌装置和第三搅拌装置可以相同配置，或不同配置，本发明实施例对各搅拌装置的设置方式和设置位置不作限定，只要能够满足在各反应室内搅拌各混合物使各混合物混合均匀即可。

具体而言，本发明实施例球团矿抗压强度检测装置中动力装置与抗压板26相连接，用于稳定的接触待检测的球团矿，避免待检测球团矿滚动，影响检测，同时抗压板上设置位移传感器，检测开始时，记录位移传感器初始数值S1，直至位移传感器获取其数值为S2时，停止检测，记录此时动力装置施力数值，,其中，S2与S1的差值大于等于SO，S0为预设生产球团矿粒径差值。当S2与S1的差值大于等于SO时，说明此时球团矿已发生形变，抗压强度达到最大值。

具体而言，本发明实施例中第一筛网和第二筛网均可替换，筛网的孔径由预设球团矿的粒径决定，例如，预设生产球团矿粒径为5-8cm，第一筛网孔径为8cm，第二筛网孔径为5cm，生产球团矿过程中，若生产的球团矿粒径为10cm,其被保留至第一筛网，若生产的球团矿粒径为6cm,其被第一筛网过滤，进入第二筛网，被第二筛网保留，并被重量传感器记录其质量，若生产的球团矿粒径为3cm，其被第一筛网和第二筛网过滤，不被记录。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，其特征在于，包括：

将硅酸钠和纯碱通过第一进料口注入第一反应室进行搅拌混合，生成粘结组合物；

粘结组合物通过第一出料口注入第二反应室，硫酸铝、纤维素和絮凝剂通过第二进料口注入所述第二反应室与粘结组合物搅拌混合，生成凝固组合物；

凝固组合物通过第二出料口注入第三反应室，氧化镁通过第三进料口注入所述第三反应室与凝固组合物搅拌混合，生成膨润土添加剂；

膨润土添加剂通过第三出料口注入第四反应室，球团矿原料通过第四进料口注入所述第四反应室与膨润土添加剂搅拌混合，生产球团矿；

对生产的球团矿进行检测，检测球团矿生产效率和球团矿抗压强度，根据所述球团矿生产效率和球团矿抗压强度调节所述第一出料口出料量、所述第二出料口出料量、所述第三出料口出料量和所述第三反应室搅拌时间，其中，所述第一出料口设置有第一电磁阀，用于控制粘结组合物的出料量，所述第二出料口设置第二电磁阀，用于控制凝固组合物的出料量，所述第三出料口设置第三电磁阀，用于控制膨润土添加剂的出料量；其中，所述第一反应室内设置有第一搅拌装置，所述第二反应室设置有第二搅拌装置，所述第三反应室设置有第三搅拌装置；在中控单元内预设球团矿生产效率标准值V0和球团矿抗压强度标准值Y0；若球团矿生产效率V小于等于预设球团矿生产效率标准值VO，所述中控单元增加所述第二出料口出料量，若球团矿生产效率V大于预设球团矿生产效率标准值VO，所述中控单元延长所述第三反应室所述搅拌装置搅拌时间T30；若球团矿抗压强度Y大于球团矿抗压强度标准值Y0，所述中控单元不进行调节各项参数，若球团矿抗压强度Y小于球团矿抗压强度标准值Y0，所述中控单元增加所述第一出料口出料量和减少所述第三进料口进料量；

检测球团矿生产效率检测的过程为，通过设置孔径为D1的第一筛网、孔径为D2的第二筛网，以使符合预设粒径标准的球团矿通过第一筛网进入第二筛网，以及通过设置于所述第二筛网上的重量传感器，以获取符合预设粒径标准的球团矿生产质量，并传输至所述中控单元；所述中控单元通过预设时间内所述第三出料口出料量MC3和所述第四进料口进料量MJ4与重量传感器检测的重量m，获取球团矿生产效率V；

检测球团矿抗压强度的过程为，通过设置于球团矿生产效率检测室内的取样装置，用以从生产的球团矿中抽取样品，以及通过设置与第一检测室内相连接的第二检测室，所述第二检测室设置有球团矿抗压检测装置，用以检测生产的球团矿抗压强度，所述中控单元根据球团矿抗压检测装置获取球团矿抗压强度，其中，孔径D1大于孔径D2。

2.根据权利要求1所述的基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，其特征在于，所述中控单元预设球团矿生产参数W包括MJ10，MC10，T10，MJ20，MC20，T20，MJ30，MC30，T30，MJ40，t1，t2，其中，MJ10为所述第一进料口进料量标准值、MC10为所述第一出料口出料量标准值、T10为所述第一反应室搅拌时间参数、MJ20为所述第二进料口进料量标准值、MC20为所述第二出料口出料量标准值、T20为所述第二反应室搅拌时间参数、MJ30为所述第三进料口进料量标准值、MC30为所述第三出料口出料量标准值、T30为所述第三反应室搅拌时间参数、MJ40为所述第四进料口进料量标准值、t1为预设球团矿生产效率检测时间,t2为预设球团矿抗压强度检测时间；所述第三反应室搅拌时间参数T30包括，第一预设搅拌时间T301、第二预设搅拌时间T302、第三预设搅拌时间T303，所述中控单元预设球团矿粒径L，其中，第一预设球团矿粒径L1、第二预设球团矿粒径L2、第三预设球团矿粒径L3，所述中控单元获取预设球团矿粒径Li,选取对应的预设所述第三反应室搅拌时间T30i。

3.根据权利要求2所述的基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，其特征在于，所述球团矿生产效率V，设定V=

，其中，m为所述重量传感器检测的质量，MC3为所述第三出料口的出料量，MJ4为所述进料口进料量，T30i为所述中控单元选取的第三反应室搅拌时间，t1为预设球团矿生产效率检测时间。

4.根据权利要求3所述的基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，其特征在于，所述中控单元获取球团矿实时生产效率V，

当V＞P3，所述中控单元延长所述第三反应室搅拌时间至T30i1，T30i1=T×(1-((V-P3)/P3)tj)；

当P2＜V＜P3，所述中控单元延长所述第三反应室搅拌时间至T30i2，T30i2=T×(1+((V-P2)/P3)tj)；

当P1＜V≤P2，所述中控单元提高所述第二出料口出料量至MC2’，MC2’=MC2×(1+(V-P1)/P2)；

当V≤P1，所述中控单元提高所述第二出料口出料量至MC2’，MC2’=MC2×(1+(V-P1)/P1)；

其中，第一预设球团矿生产效率P1、第二预设球团矿生产效率P2、第三预设球团矿生产效率P3，其中，tj为所述第三反应室搅拌时间调节参数。

5.根据权利要求2所述的基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，其特征在于，所述中控单元获取球团矿抗压强度F1，F2，F3及Fn，n为预设时间t2内球团矿检测装置检测球团矿数目，中控单元获取球团矿实时抗压强度F，设定F=（F1+F2+F3+···+Fn）/n。

6.根据权利要求5所述的基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，其特征在于，所述中控单元获取球团矿实时抗压强度F，其中，

当F≤Y1，所述中控单元增加所述第一出料口出料量增加至MC1’，MC1’=MC1×(1+(Y1-F)F)；

当Y1＜F＜Y2，所述中控单元增加所述第三进料口进料量减少至MJ3’，MJ3’=MJ3×（1-（Y2-F）/Y2）;

当F≥Y2，所述中控单元不对各项参数进行调节；

其中，所述中控单元预设球团矿抗压强度Y，第一预设抗压强度Y1、第一预设抗压强度Y2。

7.根据权利要求2所述的基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，其特征在于，所述中控单元设置所述第三反应室搅拌时间调节参数tj，所述中控单元获取所述第二出料口出料量MC2’和所述第三进料口进料量MJ3’，所述中控单元预设所述第二出料口出料量标准值MC20，其中，

当MC2’≤4/3×MC20，所述中控单元将所述第三反应室搅拌时间调节参数tj调节至tj1，tj1=tj×（1+（4/3×MC20-MC2’）/MC20）；

当4/3×MC20＜MC2’≤3/2×MC20，所述中控单元将所述第三反应室搅拌时间调节参数tj调节至tj2，tj2=tj×(1+(3/2×MC20-MC2’)/MC20)；

当3/2×MC20＜MC2’≤2×MC20，所述中控单元将所述第三所述第三进料口进料量MJ3’调节至MJ3’1，MJ3’1=MJ3’×(1+(2×MC20-MC2’)/MC20)。

8.根据权利要求7所述的基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺，其特征在于，所述中控单元获取的第二出料口实时出料量MC2’大于二倍的第二出料口出料量标准值时，所述中控单元增加第一出料口出料量MC1’至MC1’1，MC1’1=MC1’×（1+（MC2’-2×MC20）/MC20）。

9.根据权利要求1-8任一所述的基于球团矿生产的膨润土添加剂制备工艺的设备，其特征在于，包括，

所述第一反应室，其包括第一进料口，设置于所述第一反应室顶部，用于投放硅酸钠和纯碱，还包括第一出料口，设置于所述第一反应室底部，用于产出粘结组合物，还包括第一搅拌装置，设置于所述第一反应室内部，用于搅拌硅酸钠和纯碱；

所述第二反应室，其包括第二进料口，设置于所述第二反应室顶部，用于投放硫酸铝、纤维素和非离子型絮凝剂，还包括第二出料口，设置于所述第二反应室底部，用于产出凝固组合物，还包括第二搅拌装置，设置于所述第二反应室内部，用于搅拌粘结组合物、硫酸铝、纤维素和非离子型絮凝剂；

所述第三反应室，其包括第三进料口，设置于所述第三反应室顶部，用于投入氧化镁，还包括第三出料口，设置于所述第三反应室底部，用于产出膨润土添加剂，还包括第三搅拌装置，设置于所述第三反应室，用于搅拌凝固组合物和氧化镁；

球团矿制备装置，设置于第四反应室，用于制备球团矿，所述第四反应室还包括第四进料口，设置于第四反应室顶部，用于投放球团矿制备原料，产出的球团矿由第四出料口排出；

球团矿生产效率检测装置，其包括第一检测室，设置于所述第四出料口处，还包括第一筛网，设置于所述第一检测室内，用于筛除粒径大于所述第一筛网孔径大小的球团矿，还包括第二筛网，设置于所述第一检测室内，其置于所述第一筛网下方，用于筛除粒径大于所述第二筛网孔径大小的球团矿，保留粒径小于所述第二筛网孔径大小的球团矿，还包括重量传感器，设置于所述第二筛网上，用于获取粒径符合预设标准的球团矿生产重量；

球团矿抗压强度检测装置，其包括取样装置，设置于所述第一检测室内部，用于抽取生产的球团矿，还包括动力装置，设置于第二检测室，用于检测生产的球团矿抗压强度。

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