CN114132942A - 一种膨润土钠化改型处理装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膨润土钠化改型处理装置及工艺，所述装置包括车体及置于车体上的搅拌组件、钠化液输送组件及挤压反应组件；所述搅拌组件包括搅拌驱动装置及搅拌筒；所述钠化液输送组件由钠化液桶、输送泵及加液管道组成；所述挤压反应组件由一次挤压反应装置及二次挤压反应装置组成；本发明所述装置的结构简单紧凑，膨润土钠化效果好，产量大；可实现自动化连续生产，减轻了工人的劳动强度，降低了生产的经济成本；并且移动方便，可适应不同的工作场所，占地面积小，不受场地空间限制。
Description
技术领域
本发明涉及膨润土深加工技术领域，尤其涉及一种膨润土钠化改型处理装置及工艺。
背景技术
膨润土属于层状铝硅酸盐粘土矿物，层间可膨胀，阳离子交换容量大，其主要成分是蒙脱石。蒙脱石又名微晶高岭土，是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2∶1型晶体结构组成的硅酸盐矿物。依据蒙脱石层间的阳离子种类，膨润土分为钠基、钙基、镁基、铝基等多种类型。天然膨润土一般为钙基膨润土，由于Ca2+的电荷密度大于Na+，其与蒙脱石之间的结合能更大，使得钙基膨润土层间交换能力小于钠基膨润土。总的来说，钠基膨润土的膨胀性、吸水性、粘性等性质都要优于钙基膨润土。因此，提纯后的天然钙基膨润土一般要进行钠化改型处理，使其转变为钠基膨润土。
目前，钙基膨润土钠化的工艺可分为两大类：干法和湿法。干法钠化工艺得到的产品质量较湿法钠化工艺的差，很难达到一级品的标准。常用的膨润土湿法钠化方法主要有：堆场钠化法、轮碾钠化法、双螺旋混合挤压钠化法、对辊挤压钠化法等。以上方法各有其优点，但仍存在产品钠化改型不完全、不彻底、改型效果不好，设备利用率低，处理量小，且钠化设备受场地空间的限制，搬移或者拆卸不方便等缺点。
发明内容
本发明提供了一种膨润土钠化改型处理装置及工艺，装置结构简单紧凑，膨润土钠化效果好，产量大；可实现自动化连续生产，减轻了工人的劳动强度，降低了生产的经济成本；并且移动方便，可适应不同的工作场所，占地面积小，不受场地空间限制。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种膨润土钠化改型处理装置，包括车体及置于车体上的搅拌组件、钠化液输送组件及挤压反应组件；所述搅拌组件包括搅拌驱动装置及搅拌筒，搅拌筒内设搅拌桨，搅拌桨由搅拌驱动装置驱动；所述钠化液输送组件由钠化液桶、输送泵及加液管道组成；搅拌筒的顶部一端设进料口，底部另一端设出料口，进料口与出料口之间的搅拌筒顶部设多个进液口，进料口与出料口之间的搅拌筒内设搅拌桨；搅拌筒的进料口与上方进料斗的下料口相连；钠化液桶置于车体上，输送泵的进液端与钠化液桶相连，输送泵的出液端通过加液管道连接多个进液口；所述挤压反应组件由一次挤压反应装置及二次挤压反应装置组成，搅拌筒的出料口通过下料斗一与一次挤压反应装置的进料口相连，一次挤压反应装置的下料口通过下料管道连接二次挤压反应装置的进料口，下料管道中设拨料辊；二次挤压反应装置的下料口处设下料斗二。
所述搅拌桨为2个，每个搅拌桨均由搅拌轴及设于对应搅拌轴上的多个搅拌齿组成；搅拌轴沿搅拌筒的纵向通长设置；搅拌轴上的多个搅拌齿沿搅拌轴呈螺旋状设置，2个搅拌轴上搅拌齿的螺旋方向相反。
所述搅拌驱动装置由驱动装置一及变速箱一组成，驱动装置一通过支架一与车体固定连接，驱动装置一的输出轴通过变速箱一连接搅拌轴。
所述搅拌筒水平设置，搅拌筒的底部通过支架二与车体固定连接。
所述进料斗的下料口处、搅拌筒的各进液口处分别设自动流量控制及计量装置。
所述一次挤压反应装置、二次挤压反应装置均为对辊挤压反应装置；一次挤压反应装置由挤压筒一及设于挤压筒一内的2个挤压辊一组成，2个挤压辊一在对应驱动装置驱动下相对转动；二次挤压反应装置由挤压筒二及设于挤压筒二内的2个挤压辊二组成，2个挤压辊二在对应驱动装置驱动下相对转动。
2个挤压辊一的间隙为3～5mm，2个挤压辊二的间隙为1～3mm；一次挤压反应装置、二次挤压反应装置内均设有辊距调节装置。
所述拨料辊由拨料辊驱动装置驱动；拨料辊驱动装置由驱动装置二及变速箱二组成，驱动装置二通过支架三与车体固定连接，驱动装置二的输出轴通过变速箱二连接拨料辊的转轴。
所述车体的底部两侧分别设车轮。
一种膨润土钠化改型处理工艺，包括如下步骤：
1)钙基膨润土通过进料斗并经自动流量控制及计量装置计量后进入搅拌筒，同时储存在钠化液桶内的钠化液由输送泵抽出，通过加液管道输送并经自动流量控制及计量装置计量后进入搅拌筒；所述钠化液为含Na+溶液，包括Na2CO3、NaF、Na2SO4中的一种或多种；
2)驱动装置一通过变速箱一驱动搅拌轴旋转，通过搅拌轴上的搅拌齿对搅拌筒中的膨润土和钠化液充分混合搅拌，加速Ca2+和Na+的交换过程；搅拌过程中产生热量，提高了反应温度，实现膨润土的初步钠化；
3)初步钠化后的膨润土输送搅拌筒的出料口，通过下料斗一进入一次挤压反应装置；
4)在一次挤压反应装置内，通过2个挤压辊一对向旋转，对下落的膨润土进行挤压、剪切，膨润土中的蒙脱石晶层之间和颗粒之间产生相对运动而发生分离，Ca2+和Na+的接触面积增大，同时蒙脱石晶体产生部分断键，从而实现膨润土的二次钠化；
5)二次钠化后的膨润土经一次挤压反应装置的下料口落入下料管道；
6)驱动装置二通过变速箱二驱动转轴转动，带动拨料辊高速旋转，通过拨料辊转动撞击膨润土，将挤压粘结在一起的膨润土打散，分散后的膨润土落入二次挤压反应装置；
7)在二次挤压反应装置中，通过2个挤压辊二对向旋转，对下落的膨润土埋进行二次挤压、剪切，膨润土完成最终钠化；钠化转型后的膨润土通过下料斗二送出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)膨润土钠化改型处理过程包括初步钠化、二次钠化和最终钠化三个步骤，膨润土钠化改型效果完全、彻底，且具有较好的粘性；
2)通过设置自动流量控制及计量装置，实现固液配比的自动调节，产品质量稳定；
3)可实现生产全过程自动化操作，减轻了工人劳动强度；
4)装置处理能力大、操作方便、生产调节灵活；
5)装置占地面积小，设备不受场地空间的限制；
6)装置结构简单紧凑，移动或者拆卸方便。
附图说明
图1是本发明所述一种膨润土钠化改型处理装置的结构示意图。
图中：1.进料斗 2.搅拌筒 3.搅拌轴 4.搅拌齿 5.变速箱一 6.驱动装置一 7.钠化液桶 8.输送泵 9.加液管道 10.自动流量控制及计量装置 11.下料斗一 12.一次挤压反应装置 13.挤压辊一 14.下料管道 15.拨料辊 16.转轴 17.变速箱二 18.驱动装置二19.二次挤压反应装置 20.挤压辊二 21.下料斗二 22.支架一 23.支架二 24.车体 25.车轮 26.支架三
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种膨润土钠化改型处理装置，包括车体24及置于车体24上的搅拌组件、钠化液输送组件及挤压反应组件；所述搅拌组件包括搅拌驱动装置及搅拌筒2，搅拌筒2内设搅拌桨，搅拌桨由搅拌驱动装置驱动；所述钠化液输送组件由钠化液桶7、输送泵8及加液管道9组成；搅拌筒2的顶部一端设进料口，底部另一端设出料口，进料口与出料口之间的搅拌筒2顶部设多个进液口，进料口与出料口之间的搅拌筒2内设搅拌桨；搅拌筒2的进料口与上方进料斗1的下料口相连；钠化液桶7置于车体24上，输送泵8的进液端与钠化液桶7相连，输送泵8的出液端通过加液管道9连接多个进液口；所述挤压反应组件由一次挤压反应装置12及二次挤压反应装置19组成，搅拌筒2的出料口通过下料斗一11与一次挤压反应装置12的进料口相连，一次挤压反应装置12的下料口通过下料管道14连接二次挤压反应装置19的进料口，下料管道14中设拨料辊15；二次挤压反应装置19的下料口处设下料斗二21。
所述搅拌桨为2个，每个搅拌桨均由搅拌轴3及设于对应搅拌轴3上的多个搅拌齿4组成；搅拌轴3沿搅拌筒2的纵向通长设置；搅拌轴3上的多个搅拌齿4沿搅拌轴3呈螺旋状设置，2个搅拌轴3上搅拌齿4的螺旋方向相反。
所述搅拌驱动装置由驱动装置一6及变速箱一5组成，驱动装置一6通过支架一22与车体24固定连接，驱动装置一6的输出轴通过变速箱一5连接搅拌轴3。
所述搅拌筒2水平设置，搅拌筒2的底部通过支架二23与车体24固定连接。
所述进料斗1的下料口处、搅拌筒2的各进液口处分别设自动流量控制及计量装置10。
所述一次挤压反应装置12、二次挤压反应装置19均为对辊挤压反应装置；一次挤压反应装置12由挤压筒一及设于挤压筒一内的2个挤压辊一13组成，2个挤压辊一13在对应驱动装置驱动下相对转动；二次挤压反应装置19由挤压筒二及设于挤压筒二内的2个挤压辊二20组成，2个挤压辊二20在对应驱动装置驱动下相对转动。
2个挤压辊一13的间隙为3～5mm，2个挤压辊二20的间隙为1～3mm；一次挤压反应装置12、二次挤压反应装置19内均设有辊距调节装置。
所述拨料辊15由拨料辊驱动装置驱动；拨料辊驱动装置由驱动装置二18及变速箱二17组成，驱动装置二18通过支架三26与车体24固定连接，驱动装置二18的输出轴通过变速箱二17连接拨料辊15的转轴16。
所述车体24的底部两侧分别设车轮25。
一种膨润土钠化改型处理工艺，包括如下步骤：
1)钙基膨润土通过进料斗1并经自动流量控制及计量装置10计量后进入搅拌筒2，同时储存在钠化液桶7内的钠化液由输送泵8抽出，通过加液管道9输送并经自动流量控制及计量装置10计量后进入搅拌筒2；所述钠化液为含Na+溶液，包括Na2CO3、NaF、Na2SO4中的一种或多种；
2)驱动装置一6通过变速箱一5驱动搅拌轴3旋转，通过搅拌轴3上的搅拌齿4对搅拌筒2中的膨润土和钠化液充分混合搅拌，加速Ca2+和Na+的交换过程；搅拌过程中产生热量，提高了反应温度，实现膨润土的初步钠化；
3)初步钠化后的膨润土输送至搅拌筒2的出料口，通过下料斗一11进入一次挤压反应装置12；
4)在一次挤压反应装置12内，通过2个挤压辊一13对向旋转，对下落的膨润土进行挤压、剪切，膨润土中的蒙脱石晶层之间和颗粒之间产生相对运动而发生分离，Ca2+和Na+的接触面积增大，同时蒙脱石晶体产生部分断键，从而实现膨润土的二次钠化；
5)二次钠化后的膨润土经一次挤压反应装置12的下料口落入下料管道14；
6)驱动装置二18通过变速箱二17驱动转轴16转动，带动拨料辊15高速旋转，通过拨料辊15转动撞击膨润土，将挤压粘结在一起的膨润土打散，分散后的膨润土落入二次挤压反应装置19；
7)在二次挤压反应装置19中，通过2个挤压辊二20对向旋转，对下落的膨润土埋进行二次挤压、剪切，膨润土完成最终钠化；钠化转型后的膨润土通过下料斗二21送出。
本发明所述一种膨润土钠化改型处理装置中，进料斗1设于搅拌筒2的进料口上方并与其相连接，搅拌筒2的内部沿进料口到出料口的方向设有搅拌轴3，搅拌轴3通长设置，搅拌轴3的一端通过变速箱一5与驱动装置一6传动连接。
搅拌轴3的数量为2个，每个搅拌轴3上沿轴向设有多个搅拌齿4，且搅拌齿4在搅拌轴3上呈螺旋状布置，2个搅拌轴3上搅拌齿4的螺旋方向相反；搅拌筒2及2个搅拌轴3均水平设置。
搅拌筒2的出料口下方设有下料斗一11，下料斗一11与一次挤压反应装置12顶部的进料口相连接，一次挤压反应装置12的内部设有一对挤压辊一13。2个挤压辊一13通过对应的驱动装置驱动对向旋转，2个挤压辊一之间的间隙为3～5mm，且该间距可以通过对应的辊距调节装置进行调节。
一次挤压反应装置12的底部设下料口与下料管道14的上端相连接，下料管道14内设有拨料辊15，拨料辊15通过转轴16与变速箱二17及驱动装置二18相连接。
二次挤压反应装置19安装在车体24上，二次挤压反应装置19的进料口与下料管道14的下端相连接，二次挤压反应装置19的内部设有一对挤压辊二20。挤压辊二20通过对应的驱动装置驱动对向旋转，2个挤压辊二之间的间隙为1～3mm，且该间距可以通过对应的辊距调节装置进行调节。
二次挤压反应装置19底部的出料口与下料斗二21相连接。
驱动装置一6通过支架一22固定在车体上，搅拌筒2通过支架二23固定在车体上，驱动装置二18通过支架三26固定在车体上。底体24的两侧分别安装车轮25，车体24上还设有钠化液桶7及输送泵8。
钠化液桶7的顶部设有输送泵8，钠化液通过输送泵8抽出再经过加液管道9送入搅拌筒2，加液管道9通过分支管道分别连接搅拌筒2顶部的多个进液口，每个进液口及进料斗1底部的出料口处分别设有自动流量控制及计量装置10。用于钙基膨润土下料的自动流量控制及计量装置10采用常规的固体自动流量控制及计量装置，如固体流量计及与其联锁配合的控制阀门，用于钠化液下料的自动流量控制及计量装置10采用常规的液体自动流量控制及计量装置，如液体流量计及与其联锁配合的控制阀门。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种膨润土钠化改型处理装置，其特征在于，包括车体及置于车体上的搅拌组件、钠化液输送组件及挤压反应组件；所述搅拌组件包括搅拌驱动装置及搅拌筒，搅拌筒内设搅拌桨，搅拌桨由搅拌驱动装置驱动；所述钠化液输送组件由钠化液桶、输送泵及加液管道组成；搅拌筒的顶部一端设进料口，底部另一端设出料口，进料口与出料口之间的搅拌筒顶部设多个进液口，进料口与出料口之间的搅拌筒内设搅拌桨；搅拌筒的进料口与上方进料斗的下料口相连；钠化液桶置于车体上，输送泵的进液端与钠化液桶相连，输送泵的出液端通过加液管道连接多个进液口；所述挤压反应组件由一次挤压反应装置及二次挤压反应装置组成，搅拌筒的出料口通过下料斗一与一次挤压反应装置的进料口相连，一次挤压反应装置的下料口通过下料管道连接二次挤压反应装置的进料口，下料管道中设拨料辊；二次挤压反应装置的下料口处设下料斗二。
2.根据权利要求1所述的一种膨润土钠化改型处理装置，其特征在于，所述搅拌桨为2个，每个搅拌桨均由搅拌轴及设于对应搅拌轴上的多个搅拌齿组成；搅拌轴沿搅拌筒的纵向通长设置；搅拌轴上的多个搅拌齿沿搅拌轴呈螺旋状设置，2个搅拌轴上搅拌齿的螺旋方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种膨润土钠化改型处理装置，其特征在于，所述搅拌驱动装置由驱动装置一及变速箱一组成，驱动装置一通过支架一与车体固定连接，驱动装置一的输出轴通过变速箱一连接搅拌轴。
4.根据权利要求1所述的一种膨润土钠化改型处理装置，其特征在于，所述搅拌筒水平设置，搅拌筒的底部通过支架二与车体固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种膨润土钠化改型处理装置，其特征在于，所述进料斗的下料口处、搅拌筒的各进液口处分别设自动流量控制及计量装置。
6.根据权利要求1所述的一种膨润土钠化改型处理装置，其特征在于，所述一次挤压反应装置、二次挤压反应装置均为对辊挤压反应装置；一次挤压反应装置由挤压筒一及设于挤压筒一内的2个挤压辊一组成，2个挤压辊一在对应驱动装置驱动下相对转动；二次挤压反应装置由挤压筒二及设于挤压筒二内的2个挤压辊二组成，2个挤压辊二在对应驱动装置驱动下相对转动。
7.根据权利要求6所述的一种膨润土钠化改型处理装置，其特征在于，2个挤压辊一的间隙为3～5mm，2个挤压辊二的间隙为1～3mm；一次挤压反应装置、二次挤压反应装置内均设有辊距调节装置。
8.根据权利要求1所述的一种膨润土钠化改型处理装置，其特征在于，所述拨料辊由拨料辊驱动装置驱动；拨料辊驱动装置由驱动装置二及变速箱二组成，驱动装置二通过支架三与车体固定连接，驱动装置二的输出轴通过变速箱二连接拨料辊的转轴。
9.根据权利要求1所述的一种膨润土钠化改型处理装置，其特征在于，所述车体的底部两侧分别设车轮。
10.基于如权利要求1所述装置的一种膨润土钠化改型处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)钙基膨润土通过进料斗并经自动流量控制及计量装置计量后进入搅拌筒，同时储存在钠化液桶内的钠化液由输送泵抽出，通过加液管道输送并经自动流量控制及计量装置计量后进入搅拌筒；所述钠化液为含Na+溶液，包括Na2CO3、NaF、Na2SO4中的一种或多种；
2)驱动装置一通过变速箱一驱动搅拌轴旋转，通过搅拌轴上的搅拌齿对搅拌筒中的膨润土和钠化液充分混合搅拌，加速Ca2+和Na+的交换过程；搅拌过程中产生热量，提高了反应温度，实现膨润土的初步钠化；
3)初步钠化后的膨润土输送搅拌筒的出料口，通过下料斗一进入一次挤压反应装置；
4)在一次挤压反应装置内，通过2个挤压辊一对向旋转，对下落的膨润土进行挤压、剪切，膨润土中的蒙脱石晶层之间和颗粒之间产生相对运动而发生分离，Ca2+和Na+的接触面积增大，同时蒙脱石晶体产生部分断键，从而实现膨润土的二次钠化；
5)二次钠化后的膨润土经一次挤压反应装置的下料口落入下料管道；
6)驱动装置二通过变速箱二驱动转轴转动，带动拨料辊高速旋转，通过拨料辊转动撞击膨润土，将挤压粘结在一起的膨润土打散，分散后的膨润土落入二次挤压反应装置；
7)在二次挤压反应装置中，通过2个挤压辊二对向旋转，对下落的膨润土埋进行二次挤压、剪切，膨润土完成最终钠化；钠化转型后的膨润土通过下料斗二送出。
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