CN115814903A - 带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨及其制备表面改性矿石细粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氢氧化镁阻燃剂技术领域，公开了一种带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨及其制备表面改性矿石细粉的方法，通过对传统雷蒙磨设备的改进，可同时完成助磨、细磨、脱水、表面改性的生产加工过程，包括如下步骤：选取粒径为0‑20毫米的矿石、助磨剂、表面改性剂，加热后，连续加入到雷蒙磨中，在80‑150℃条件下，同时进行助磨、细磨、脱水、表面改性处理，生产加工成100‑800目表面改性矿石细粉，然后进行收集干燥、包装即可，与传统的雷蒙磨只能加工的粗粉产品相比，粒度细、分布窄、水分低、包覆率高，而且生产成本降低、效率提高，能广泛应用于工业化各相关领域生产过程中。
Description
技术领域
本发明属于微粉加工技术领域，涉及带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨及其制备表面改性矿石细粉的方法。
背景技术
雷蒙磨是粉体加工领域应用最普及的粉体加工设备，广泛应用于矿山、冶金、建材、化工、煤炭等行业，适用于重晶石、方解石、钾长石、滑石、大理石、石灰石、白云石、莹石、膨润土、高岭土等矿物，传统的雷蒙磨粉碎研磨能力较低，只能占领较低端的80-325目粗粉市场，不能进行325-800目的细粉加工，而且雷蒙磨由于没有加热温控系统，不能进行矿物粉体的表面改性处理，影响了雷蒙磨在工业化各相关领域生产过程中的性能、效率。
矿物粉体的表面改性方式主要有干法改性与湿法改性两种，与湿法改性工艺流程长、设备复杂、干燥成本高相比，干法改性工艺流程短、设备简单、成本低，但是目前干法改性需要一套独立的设备，能耗高、产能低。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨及其制备表面改性矿石细粉的方法，利用矿物粉体粗磨、细磨粉碎加工过程中，矿物晶体结构的整体变形、晶格畸变和非晶化作用产生的高活性表面、反应活化点，同时完成矿物粉体的表面改性处理的干法改性工艺，整个生产过程简单、直接、高效。此种干法改性过程工艺流程短、操作方便、能耗低、产能大、效率高、无污染，具有广阔的应用领域。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨，破碎机与斗式提升机连接，螺旋给料输送机的一端设有储料仓，储料仓位于斗式提升机的斜下方，螺旋给料输送机的另一端与雷蒙磨主机管道连接，螺旋给料输送机依次设有助磨剂加料仓和表面改性助剂加料仓，助磨剂加料仓和表面改性助剂加料仓分别设有流量计，雷蒙磨主机内部底端设有环辊磨机，上端设有分级机，分级机与集粉器连接，集粉器与除尘器连接，鼓风机通过热风加热管道与雷蒙磨主机连接。
进一步的，所述雷蒙磨主机设有雷蒙磨外壁加热保温夹套，螺旋给料输送机外壁也设有保温夹套。
带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨制备表面改性矿石细粉的方法，包括以下步骤：
S1、选取粒径≤20毫米的矿石，经破碎机粉碎至粒径1-5毫米的矿石粉；
S2、步骤S1中的矿石粉经斗式提升机、储料仓、螺旋给料输送机连续进料系统进入雷蒙磨主机，同时通过助磨剂加料仓连续加入助磨剂，通过表面改性助剂加料仓连续加入表面改性助剂；
S3、通过雷蒙磨主机中的环辊磨机进行细磨，通过助磨剂加料仓连续加入的助磨剂进行助磨；
S4、鼓风机通过热风加热管道向雷蒙磨主机吹入热风，控制雷蒙磨主机中的反应温度为80-150℃，助磨、细磨的同时进行脱水、表面改性；
S5、通过雷蒙磨主机中的分级机进行分级处理，生产100-800目的表面改性矿石细粉；
S6、通过集粉器和除尘器，将处理完成的100-800目的表面改性矿石细粉，进行收集干燥、包装即可。
优选的一种实施案例，步骤S1中，选取粒径为10-20毫米的矿石，矿石可以是重晶石、方解石、水镁石、钾长石、滑石、大理石、石灰石、白云石、膨润土、高岭土等矿物中的一种。
优选的一种实施案例，步骤S2中，所述的助磨剂可以是有机硅、三乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、二乙醇单异丙醇胺、乙烯基乙二醇醚、聚丙烯酸脂、聚羧酸盐、硬脂酸盐类、胶体二氧化硅等中的一种或几种复配。
优选的一种实施案例，步骤S2中，通过表面改性助剂加料仓连续加入表面改性助剂的同时，可以加入溶剂，所述的溶剂可以为乙醇、异丙醇、丙酮、甲苯、二甲苯等有机溶剂中的一种或几种复配。
优选的一种实施案例，步骤S2中，所述表面改性助剂可以为表面改性剂偶联剂、表面活性剂、有机硅类、不饱和有机酸类、水溶性高分子类等中的一种或几种复配，表面改性剂偶联剂包括硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类等，表面活性剂包括阴离子型、阳离子型、非离子型。
优选的一种实施案例，所述步骤S2中，助磨剂的用量为矿石粉体质量的0.2％-1.0％，优选为0.4％-0.7％。
优选的一种实施案例，步骤S2中，所述表面改性剂的用量为矿石粉体质量的0.5％-6％，优选为0.5％-2.5％；如果用到溶剂，所述溶剂的用量为表面改性剂质量的0.5-3倍，优选为0.5-2倍。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1、通过对传统雷蒙磨加工系统的优化、改进，通过在雷蒙磨主机增加加热温控系统、热风加热管道引入热风系统、螺旋给料输送机外壁增加加热保温系统，进行加热脱水的处理过程，并保证表面改性所需要的反应温度条件；通过助磨剂加料仓计量装置引入的助磨剂，进行助磨、细磨的处理过程；通过对表面改性助剂加料仓计量装置引入的表面改性助剂，进行表面改性的处理过程，使雷蒙磨主机内同时完成粗磨、助磨、细磨、脱水、表面改性的生产处理过程。与传统的只能加工粗粉的雷蒙磨相比，经过粗磨、助磨、细磨、脱水、表面改性处理的矿石细粉，粒度细、分布窄、水分低、包覆率高。
2、本发明具有工艺流程短、操作简单、能耗低、产能大、效率高、生产成本低、环保无污染，具有广阔的应用范围和使用价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明带有加热系统、改性剂计量系统的改进后的雷蒙磨示意图。
图中：1.破碎机，2.斗式提升机，3.储料仓，4.助磨剂加料仓，5.表面改性助剂加料仓，6.螺旋给料输送机，7.分级机，8.环辊磨机，9.雷蒙磨主机，10.雷蒙磨外壁加热保温夹套，11.热风加热管道，12.鼓风机，13.集粉器，14.除尘器，15.保温夹套。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合本发明中的附图和实施例做出介绍，显而易见地，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
本发明带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨是由破碎机1、斗式提升机2、储料仓3、助磨剂加料仓4、表面改性助剂加料仓5、螺旋给料输送机6、分级机7、环辊磨机8、雷蒙磨主机9、雷蒙磨外壁加热保温夹套10、热风加热管道11、鼓风机12、集粉器13、除尘器14组成，如图1所示。
实施例1
本发明使雷蒙磨主机内同时完成粗磨、助磨、细磨、脱水、表面改性的生产加工过程，包括如下步骤：
S1、选取粒径≤20毫米的水镁石粉，经破碎机1粉碎至粒径1-5毫米的矿石粉；
S2、步骤S1中的矿石粉经斗式提升机2、储料仓3、螺旋给料输送机6连续进料系统进入雷蒙磨主机9，同时通过助磨剂加料仓4连续加入0.5％助磨剂三乙醇胺；
S3、通过雷蒙磨主机9中的环辊磨机8进行助磨、细磨；
S4、鼓风机12通过热风加热管道11向雷蒙磨主机9吹入热风，控制雷蒙磨主机9中的反应温度为80-90℃，助磨、细磨的同时进行脱水、表面改性；
S5、通过雷蒙磨主机9中的分级机7进行分级处理，生产100-800目的表面改性矿石细粉；
S6、通过集粉器13和除尘器14，将处理完成的100-800目的表面改性矿石细粉，进行收集干燥、包装即可。
实施例2
本发明使雷蒙磨主机内同时完成粗磨、助磨、细磨、脱水、表面改性的生产加工过程，包括如下步骤：
S1、选取粒径≤20毫米的水镁石粉，经破碎机1粉碎至粒径1-5毫米的矿石粉；
S2、步骤S1中的矿石粉经斗式提升机2、储料仓3、螺旋给料输送机6连续进料系统进入雷蒙磨主机9，同时通过助磨剂加料仓4连续加入0.2％助磨剂三异丙醇胺，通过表面改性助剂加料仓5连续加入1.0％表面改性助剂硬脂酸；
S3、通过雷蒙磨主机9中的环辊磨机8进行助磨、细磨；
S4、鼓风机12通过热风加热管道11向雷蒙磨主机9吹入热风，控制雷蒙磨主机9中的反应温度为80-90℃，助磨、细磨的同时进行脱水、表面改性；
S5、通过雷蒙磨主机9中的分级机7进行分级处理，生产100-800目的表面改性矿石细粉；
S6、通过集粉器13和除尘器14，将处理完成的100-800目的表面改性矿石细粉，进行收集干燥、包装即可。
实施例3
本发明使雷蒙磨主机内同时完成粗磨、助磨、细磨、脱水、表面改性的生产加工过程，包括如下步骤：
S1、选取粒径≤20毫米的水镁石粉，经破碎机1粉碎至粒径1-5毫米的矿石粉；
S2、步骤S1中的矿石粉经斗式提升机2、储料仓3、螺旋给料输送机6连续进料系统进入雷蒙磨主机9，同时通过助磨剂加料仓4连续加入0.2％助磨剂二乙醇胺，通过表面改性助剂加料仓5连续加入1.0％表面改性助剂钛酸酯和3.0％溶剂丙酮；
S3、通过雷蒙磨主机9中的环辊磨机8进行助磨、细磨；
S4、鼓风机12通过热风加热管道11向雷蒙磨主机9吹入热风，控制雷蒙磨主机9中的反应温度为90-100℃，助磨、细磨的同时进行脱水、表面改性；
S5、通过雷蒙磨主机9中的分级机7进行分级处理，生产100-800目的表面改性矿石细粉；
S6、通过集粉器13和除尘器14，将处理完成的100-800目的表面改性矿石细粉，进行收集干燥、包装即可。
实施例4
本发明使雷蒙磨主机内同时完成粗磨、助磨、细磨、脱水、表面改性的生产加工过程，包括如下步骤：
S1、选取粒径≤20毫米的水镁石粉，经破碎机1粉碎至粒径1-5毫米的矿石粉；
S2、步骤S1中的矿石粉经斗式提升机2、储料仓3、螺旋给料输送机6连续进料系统进入雷蒙磨主机9，同时通过助磨剂加料仓4连续加入0.2％助磨剂二乙醇单异丙醇胺，通过表面改性助剂加料仓5连续加入1.0％表面改性助剂乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和3.0％溶剂乙醇；
S3、通过雷蒙磨主机9中的环辊磨机8进行助磨、细磨；
S4、鼓风机12通过热风加热管道11向雷蒙磨主机9吹入热风，控制雷蒙磨主机9中的反应温度为110-120℃，助磨、细磨的同时进行脱水、表面改性；
S5、通过雷蒙磨主机9中的分级机7进行分级处理，生产100-800目的表面改性矿石细粉；
S6、通过集粉器13和除尘器14，将处理完成的100-800目的表面改性矿石细粉，进行收集干燥、包装即可。
对比例
对照组的水镁石粉采用如下方法制得：选取粒径为10-60毫米的水镁石粉，连续加入到传统的常规雷蒙磨中，制备325目水镁石粗粉。
对实施例1-4的水镁石细粉以及对照组粗粉的测试数据，如下表所示：
由测试数据可知，本发明方法通过对雷蒙磨生产加工系统进行改进、优化后，制备细磨、表面改性的水镁石矿粉，相比于传统的常规雷蒙磨加工的水镁石矿粉，通过对比D10、D25、D50、D97及水分、包覆率可知，粒度细、分布窄、水分低、包覆率高，具有使用和推广价值。
综上所述，本发明具有工艺流程短、操作方简、能耗低、产能大、效率高、成本低、环保无污染的特点，具有广阔的应用范围，能广泛应用于工业化各相关领域生产过程中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、改进和润饰，这些变化、改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨，其特征在于，破碎机(1)与斗式提升机(2)连接，螺旋给料输送机(6)的一端设有储料仓(3)，储料仓(3)位于斗式提升机(2)的斜下方，螺旋给料输送机(6)的另一端与雷蒙磨主机(9)管道连接，螺旋给料输送机(6)依次设有助磨剂加料仓(4)和表面改性助剂加料仓(5)，助磨剂加料仓(4)和表面改性助剂加料仓(5)分别设有流量计，雷蒙磨主机(9)内部底端设有环辊磨机(8)，上端设有分级机(7)，分级机(7)与集粉器(13)连接，集粉器(13)与除尘器(14)连接，鼓风机(12)通过热风加热管道(11)与雷蒙磨主机(9)连接。
2.如权利要求1所述的带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨，其特征在于，所述雷蒙磨主机(9)设有雷蒙磨外壁加热保温夹套(10)，螺旋给料输送机(6)外壁也设有保温夹套(15)。
3.带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨制备表面改性矿石细粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取粒径≤20毫米的矿石，经破碎机(1)粉碎至粒径1-5毫米的矿石粉；
S2、步骤S1中的矿石粉经斗式提升机(2)、储料仓(3)、螺旋给料输送机(6)连续进料系统进入雷蒙磨主机(9)，同时通过助磨剂加料仓(4)连续加入助磨剂，通过表面改性助剂加料仓(5)连续加入表面改性助剂；
S3、通过雷蒙磨主机(9)中的环辊磨机(8)进行细磨，通过助磨剂加料仓(4)连续加入的助磨剂进行助磨；
S4、鼓风机(12)通过热风加热管道(11)向雷蒙磨主机(9)吹入热风，控制雷蒙磨主机(9)中的反应温度为80-150℃，助磨、细磨的同时进行脱水、表面改性；
S5、通过雷蒙磨主机(9)中的分级机(7)进行分级处理，生产100-800目的表面改性矿石细粉；
S6、通过集粉器(13)和除尘器(14)，将处理完成的100-800目的表面改性矿石细粉，进行收集干燥、包装即可。
4.如权利要求3所述的带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨制备表面改性矿石细粉的方法，其特征在于，步骤S1中，选取粒径为10-20毫米的矿石，矿石是重晶石、方解石、水镁石、钾长石、滑石、大理石、石灰石、白云石、膨润土、高岭土中的一种。
5.如权利要求3所述的带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨制备表面改性矿石细粉的方法，其特征在于，步骤S2中，所述的助磨剂为有机硅、三乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、二乙醇单异丙醇胺、乙烯基乙二醇醚、聚丙烯酸脂、聚羧酸盐、硬脂酸盐类、胶体二氧化硅中的一种或几种复配。
6.如权利要求3所述的带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨制备表面改性矿石细粉的方法，其特征在于，步骤S2中，通过表面改性助剂加料仓(5)连续加入表面改性助剂的同时加入溶剂，所述的溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、甲苯、二甲苯中的一种或几种复配。
7.如权利要求3所述的带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨制备表面改性矿石细粉的方法，其特征在于，步骤S2中，所述表面改性助剂为表面改性剂偶联剂、表面活性剂、有机硅类、不饱和有机酸类、水溶性高分子类中的一种或几种复配。
8.如权利要求7所述的带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨制备表面改性矿石细粉的方法，其特征在于，所述的表面改性剂偶联剂包括硅烷类、钛酸酯类、铝酸酯类，所述的表面活性剂包括阴离子型、阳离子型、非离子型。
9.如权利要求3所述的带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨制备表面改性矿石细粉的方法，其特征在于，所述步骤S2中，助磨剂的用量为矿石粉体质量的0.2％-1.0％。
10.如权利要求3所述的带有加热系统、改性剂计量系统的雷蒙磨制备表面改性矿石细粉的方法，其特征在于，步骤S2中，所述表面改性剂的用量为矿石粉体质量的0.5％-6％。
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