CN116375041B - 一种石英石制备高纯石英砂的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石英石制备高纯石英砂的装置及方法，装置包括依次设置的破碎煅烧箱、清洗除杂箱、研磨箱、浮选机、磁选机和输送带，破碎煅烧箱内设有可操控阀板，可操控阀板上方形成有破碎腔，可操控阀板下方形成有煅烧腔，破碎腔内由上往下设有若干级破碎辊组，各级破碎辊组中相邻破碎辊的转动方向相反，且由上往下各级破碎辊组中相邻破碎辊之间的间距逐渐减小，输送带横向穿过煅烧腔，且煅烧腔内在输送带的下方位置设有加热管。本发明对石英石物料的输送方便，自动化程度高，且不影响各阶段步骤的进行；通过逐级破碎，破碎效果好，有助于均匀煅烧。可在过滤板滤堵塞时自动将过滤板上的污物刮动后排除，并自动恢复过滤工作。
Description
技术领域
本发明涉及石英砂生产设备技术领域，具体涉及一种石英石制备高纯石英砂的装置及方法。
背景技术
石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2。由石英石制备石英砂的工艺中，主要包括选矿、破碎煅烧、清洗除杂、研磨的前序步骤，得到石英砂初品，以及针对石英砂初品的后序提纯步骤(浮选、磁选等)，最终得到所需品质的石英砂成品。
现有的石英石制备高纯石英砂的装置存在以下缺陷：(1)在前序步骤中，物料在破碎煅烧、清洗除杂、研磨三个阶段之间的输送较为麻烦；(2)在破碎煅烧时，破碎的效果较差，无法得到尺寸较小、且较为均匀的石英石块料，从而导致煅烧效果一般；(3)在清洗除杂时，需要通过喷淋方式将块料上附着的泥土、杂质等清洗过滤下来，而在过滤时时常容易造成滤网的堵塞，需要停机后清理，操作麻烦且影响工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石英石制备高纯石英砂的装置及方法，其解决了现有石英石制备高纯石英砂装置物料输送麻烦、破碎效果差、清洗除杂时滤网堵塞处理方式操作麻烦且影响工作效率等问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种石英石制备高纯石英砂的装置，包括依次设置的破碎煅烧箱、清洗除杂箱、研磨箱、浮选机和磁选机，所述破碎煅烧箱内设有可操控阀板，所述可操控阀板上方形成有破碎腔，可操控阀板下方形成有煅烧腔，所述破碎腔内由上往下设有若干级破碎辊组，各级破碎辊组中相邻破碎辊的转动方向相反，且由上往下各级破碎辊组中相邻破碎辊之间的间距逐渐减小，所述煅烧腔内底部设有加热管；
装置还包括用于输送石灰石料的输送带，所述输送带依次穿插经过破碎煅烧箱的煅烧腔、清洗除杂箱和研磨箱。
进一步改进在于，所述破碎腔的顶部设有投料口，所述投料口处设有密封盖板。
进一步改进在于，所述输送带穿出煅烧腔侧壁的位置处设有可向外摆动开启的出料板。
进一步改进在于，所述清洗除杂箱内顶部设有喷淋器，喷淋器的下方依次拦截设有阻水板、漂浮板和过滤板，所述输送带横向穿过喷淋器与阻水板之间，所述阻水板和漂浮板上均开设有若干过流孔，且阻水板和漂浮板的过流孔在竖直方向全部错开，所述漂浮板与清洗除杂箱内壁滑动接触，漂浮板顶面设有若干与阻水板的过流孔一一对应的凸柱，漂浮板和阻水板的边缘位置均设有用于相互吸附的磁吸环，所述清洗除杂箱在过滤板的边缘位置开设有排污口。
进一步改进在于，所述过滤板的下方形成有储水腔，所述储水腔通过带水泵的管道与喷淋器连通。
进一步改进在于，所述阻水板通过若干弹性件活动悬挂安装在清洗除杂箱内，阻水板的底面中心处设有螺纹杆，所述螺纹杆活动穿过漂浮板和过滤板，所述过滤板上表面设有一根清理杆，所述清理杆呈旋涡曲线段结构，清理杆的一端连接有密封环，所述密封环与清洗除杂箱内壁转动贴合，且密封环上开设有与排污口重合或错开的流通口，清理杆的另一端通过螺纹套与螺纹杆螺纹连接。
进一步改进在于，所述研磨箱内设有粗磨辊和精磨辊，以及分别与粗磨辊和精磨辊配合的研磨壁，以及带动粗磨辊和精磨辊同步转动的电机，其中，所述粗磨辊与研磨壁的间隙大于精磨辊与研磨壁的间隙。
本发明还提供了一种石英石制备高纯石英砂的方法，所述方法利用上述装置，具体步骤包括：
S1、选取石灰石，将石灰石投入破碎煅烧箱的破碎腔内，驱动各级破碎辊组中相邻破碎辊朝相反方向转动，使石灰石依次经各级破碎辊组的挤压破碎，得到块料，接着打开可操控阀板，使块料落入煅烧腔内的输送带上，通过加热管加热，对块料进行煅烧；
S2、启动输送带，将煅烧后的块料匀速输送经过清洗除杂箱，启动喷淋器对经过的块料进行冲洗，当过滤板未堵塞时，所述密封环上的流通口与排污口错开，使排污口封闭，冲洗后的含污水依次流经阻水板、漂浮板后由过滤板进行过滤，当过滤板因污物堵塞而导致过滤板上方积水时，所述漂浮板由低位置随积水液面升高而逐渐上移，直至在磁吸环的相互吸附作用下与高位置的阻水板贴合，贴合后漂浮板上的凸柱将阻水板的过流孔全部封堵，使得冲洗后的含污水停留在阻水板上方，且含污水逐渐下压漂浮板与阻水板，使弹性件拉伸，所述阻水板带动螺纹杆下移，所述螺纹杆通过螺纹套带动清理杆贴合过滤板上表面缓速转动，清理杆推动过滤板上表面的污物一边沿清理杆转动方向移动，一边往过滤板边缘位置移动，清理杆同时带动密封环转动，直至流通口与排污口重合，使排污口打开，此时污物被清理杆推动至靠近流通口的位置，污物随水流经由流通口和排污口排出；在阻水板上方含污水重量增大至使漂浮板脱离阻水板时，漂浮板下落至初始的低位置，阻水板上方含污水接着依次流经阻水板、漂浮板后由过滤板进行过滤，阻水板在弹性件回拉下逐渐上移至初始的高位置；
S3、输送带将冲洗后的块料输送至研磨箱内进行研磨，得到石英砂初品；
S4、通过浮选机和磁选机对所述石英砂初品进行提纯，得到石英砂成品。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过一个输送带即可实现石英石物料在破碎煅烧、清洗除杂、研磨三个阶段之间的输送，自动化程度高，且不影响各阶段步骤的进行；
(2)本发明通过多级破碎辊组对石英石进行逐级破碎，且各级破碎辊组中相邻破碎辊转动方向相反，使得石英石可被不断翻动，破碎效果好，有助于均匀煅烧。
(3)本发明在清洗除杂时，可在过滤板滤堵塞时自动将过滤板上的污物刮动后排除，并自动恢复过滤工作，整个过程无需停机，不影响清洗过程，无需人工参与，也无需提供任何动力设备，十分方便。
附图说明
图1为石英石制备高纯石英砂的装置的整体结构示意图；
图2为破碎煅烧箱的内部结构示意图；
图3为清洗除杂箱的内部结构示意图；
图4为清理杆在过滤板未堵塞时的位置示意图；
图5为清理杆在过滤板堵塞时转动后的位置示意图；
图6为研磨箱的内部结构示意图；
图中：1、破碎煅烧箱；101、可操控阀板；102、破碎腔；103、煅烧腔；104、破碎辊组；105、加热管；106、密封盖板；107、出料板；2、清洗除杂箱；201、喷淋器；202、阻水板；203、漂浮板；204、过滤板；205、过流孔；206、凸柱；207、磁吸环；208、排污口；209、储水腔；210、弹性件；211、螺纹杆；212、清理杆；213、密封环；214、流通口；215、螺纹套；3、研磨箱；301、粗磨辊；302、精磨辊；303、研磨壁；304、电机；4、浮选机；5、磁选机；6、输送带。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
结合图1-6所示，一种石英石制备高纯石英砂的装置，包括依次设置的破碎煅烧箱1、清洗除杂箱2、研磨箱3、浮选机4和磁选机5。其中，破碎煅烧箱1内设有可操控阀板101，可操控阀板101上方形成有破碎腔102，可操控阀板101下方形成有煅烧腔103，破碎腔102内由上往下设有若干级破碎辊组104，各级破碎辊组104中相邻破碎辊的转动方向相反，这样相邻侧均为朝下转动方向的两个破碎辊之间间隙即可实现挤压下料；另外，由上往下各级破碎辊组104中相邻破碎辊之间的间距逐渐减小，从而可实现破碎尺寸的逐级减小，所述煅烧腔103内底部设有加热管105；装置还包括用于输送石灰石料的输送带6，输送带6自带驱动电机，所述输送带6依次穿插经过破碎煅烧箱1的煅烧腔103、清洗除杂箱2和研磨箱3，实现石英石物料的输送。由破碎腔102落入煅烧腔103内的物料会停留在输送带6的带面上，输送带6的下方位置的加热管105用于提供煅烧的热量。
本发明中，破碎腔102的顶部设有投料口，投料口处设有密封盖板106，密封盖板106可开启后进行投料，然后在破碎、煅烧时关闭。
本发明中，输送带6穿出煅烧腔103侧壁的位置处设有可向外摆动开启的出料板107，出料板107采用悬挂自由下垂的安装方式，不受外力时可将煅烧腔103输出物料的位置处封闭，减少热量散失，而在输送带6输送物料经过时，物料会推动出料板107自动打开。
本发明中，清洗除杂箱2内顶部设有喷淋器201，喷淋器201的下方依次拦截设有阻水板202、漂浮板203和过滤板204，输送带6横向穿过喷淋器201与阻水板202之间，阻水板202和漂浮板203上均开设有若干过流孔205，过流孔205尺寸较大，在正常状态下不会造成水流的停留积聚现象，且阻水板202和漂浮板203的过流孔205在竖直方向全部错开，漂浮板203与清洗除杂箱2内壁滑动接触，可上下自由滑动，漂浮板203可采用泡沫板材质，漂浮板203顶面设有若干与阻水板202的过流孔205一一对应的凸柱206，凸柱206可采用弹性橡胶材质，且与阻水板202的过流孔205尺寸相适配，可封堵阻水板202的过流孔205，漂浮板203和阻水板202的边缘位置均设有用于相互吸附的磁吸环207，清洗除杂箱2在过滤板204的边缘位置开设有排污口208。
本发明中，过滤板204的下方形成有储水腔209，储水腔209通过带水泵的管道与喷淋器201连通，用于过滤后清水的循环利用。
本发明中，阻水板202通过若干弹性件210(例如弹簧)活动悬挂安装在清洗除杂箱2内，阻水板202的底面中心处设有螺纹杆211，螺纹杆211的螺纹升角较大，例如75°，螺纹杆211活动穿过漂浮板203和过滤板204，贯穿过滤板204时注意密封性，过滤板204上表面设有一根清理杆212，清理杆212呈旋涡曲线段结构，即在旋转时可提供离心方向的推力，清理杆212的一端连接有密封环213，密封环213与清洗除杂箱2内壁转动贴合，且密封环213上开设有与排污口208重合或错开的流通口214，清理杆212的另一端通过螺纹套215与螺纹杆211螺纹连接。
本发明中，研磨箱3内设有粗磨辊301和精磨辊302，以及分别与粗磨辊301和精磨辊302配合的研磨壁303，以及带动粗磨辊301和精磨辊302同步转动的电机304，其中，粗磨辊301与研磨壁303的间隙大于精磨辊302与研磨壁303的间隙。
本发明还提供了一种石英石制备高纯石英砂的方法，方法利用上述装置，具体步骤包括：
S1、选取石灰石，将石灰石投入破碎煅烧箱1的破碎腔102内，驱动各级破碎辊组104中相邻破碎辊朝相反方向转动(可以是利用依次啮合的齿轮组传动，电动机带动各齿轮转动，齿轮一一对应带动破碎辊转动)，使石灰石依次经各级破碎辊组104的挤压破碎，得到尺寸较小，且较为均匀的块料，接着手动或电动打开可操控阀板101，使块料落入煅烧腔103内的输送带6上，再关闭可操控阀板101，通过加热管105加热，对块料进行煅烧，煅烧温度可以控制在800-1000℃；
S2、启动输送带6，将煅烧后的块料匀速输送经过清洗除杂箱2，启动喷淋器201对经过的块料进行冲洗，冲洗掉块料表面粘附的泥土等杂质，而冲洗后的块料可以继续由输送带6输送出清洗除杂箱2；当过滤板204未堵塞时，即在初始状态下(参照图4)，密封环213上的流通口214与排污口208错开，使排污口208封闭，冲洗后的含污水依次流经阻水板202、漂浮板203后由过滤板204进行过滤，使得泥土等污物留存在过滤板204的上表面，而过滤后的清水流至储水腔209内，随着过滤的进行，当过滤板204因污物堵塞而导致过滤板204上方积水时，此时漂浮板203由低位置随积水液面升高而逐渐上移，直至在磁吸环207的相互吸附作用下与高位置的阻水板202贴合，贴合后漂浮板203上的凸柱206将阻水板202的过流孔205全部封堵，无法让水流继续通过，使得冲洗后的含污水停留在阻水板202上方，这样过滤板204的上方空间不会有水流流入，且随着冲洗的进行，含污水逐渐增多，含污水逐渐下压漂浮板203与阻水板202，使弹性件210拉伸，阻水板202带动螺纹杆211下移，螺纹杆211下移则通过螺纹套215带动清理杆212贴合过滤板204上表面缓速转动，清理杆212推动过滤板204上表面的污物一边沿清理杆212转动方向移动，一边往过滤板204边缘位置移动，清理杆212同时带动密封环213转动，在清理杆212转动的过程中，过滤板204上方绝大部分的水会穿过过滤板204下落，仅剩余污物以及少量的水，当密封环213转动使流通口214与排污口208重合时停止转动(可通过对螺纹杆211的长度以及螺纹升角的设置，使螺纹杆211的底端抵在储水腔209底面而不会继续下降时，清理杆212恰好转动至使流通口214与排污口208重合)，使排污口208打开(参照图5)，此时清理杆212转动接近一整圈，污物被清理杆212推动至靠近流通口214的位置，污物中的大部分会随着剩余的水流经由流通口214和排污口208排出；在阻水板202上方含污水重量增大至使漂浮板203脱离阻水板202时，漂浮板203瞬间下落至初始的低位置，阻水板202上的过流孔205打开，阻水板202上方存积的含污水接着依次流经阻水板202、漂浮板203后由过滤板204进行过滤，存积的含污水量在短时间内减少至正常过滤状态，而阻水板202在弹性件210回拉下逐渐上移至初始的高位置，在上移过程中，螺纹杆211会通过螺纹套215带动清理杆212反向转动，直至回到初始位置。整个过程，冲洗的水基本上得到了循环利用，仅有少量水起助流作用随污物排出，同时这也便于对污物的输送以及进一步的无害化处理。
需要说明的是，清理杆212转动的速度较慢，基本不会扰动污物，绝大部分污物会随着清理杆212被推动，即使有少量的污物被扰动，也会最终随着剩余的污水由排污口208排出。另外，当阻水板202在弹性件210回拉下刚开始上移时，由于排污口208的关闭需要一个较短的过程，该过程中会有少量的含污水冲击过滤板204后由排污口208排出，此过程可以进一步起到清理过滤板204的作用，当排污口208完全关闭后，即可正常过滤了。
S3、输送带6将冲洗后的块料输送至研磨箱3内进行研磨，研磨可以分粗磨和精磨两个过程，最终得到石英砂初品；
S4、通过浮选机4和磁选机5对石英砂初品进行提纯，得到石英砂成品，具体的提纯步骤参照现有常规技术即可。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种石英石制备高纯石英砂的装置，装置包括依次设置的破碎煅烧箱(1)、清洗除杂箱(2)、研磨箱(3)、浮选机(4)和磁选机(5)，其特征在于，所述破碎煅烧箱(1)内设有可操控阀板(101)，所述可操控阀板(101)上方形成有破碎腔(102)，可操控阀板(101)下方形成有煅烧腔(103)，所述破碎腔(102)内由上往下设有若干级破碎辊组(104)，各级破碎辊组(104)中相邻破碎辊的转动方向相反，且由上往下各级破碎辊组(104)中相邻破碎辊之间的间距逐渐减小，所述煅烧腔(103)内底部设有加热管(105)；
装置还包括用于输送石灰石料的输送带(6)，所述输送带(6)依次穿插经过破碎煅烧箱(1)的煅烧腔(103)、清洗除杂箱(2)和研磨箱(3)；
所述清洗除杂箱(2)内顶部设有喷淋器(201)，喷淋器(201)的下方依次拦截设有阻水板(202)、漂浮板(203)和过滤板(204)，所述输送带(6)横向穿过喷淋器(201)与阻水板(202)之间，所述阻水板(202)和漂浮板(203)上均开设有若干过流孔(205)，且阻水板(202)和漂浮板(203)的过流孔(205)在竖直方向全部错开，所述漂浮板(203)与清洗除杂箱(2)内壁滑动接触，漂浮板(203)顶面设有若干与阻水板(202)的过流孔(205)一一对应的凸柱(206)，漂浮板(203)和阻水板(202)的边缘位置均设有用于相互吸附的磁吸环(207)，所述清洗除杂箱(2)在过滤板(204)的边缘位置开设有排污口(208)；
所述过滤板(204)的下方形成有储水腔(209)，所述储水腔(209)通过带水泵的管道与喷淋器(201)连通；
所述阻水板(202)通过若干弹性件(210)活动悬挂安装在清洗除杂箱(2)内，阻水板(202)的底面中心处设有螺纹杆(211)，所述螺纹杆(211)活动穿过漂浮板(203)和过滤板(204)，所述过滤板(204)上表面设有一根清理杆(212)，所述清理杆(212)呈旋涡曲线段结构，清理杆(212)的一端连接有密封环(213)，所述密封环(213)与清洗除杂箱(2)内壁转动贴合，且密封环(213)上开设有与排污口(208)重合或错开的流通口(214)，清理杆(212)的另一端通过螺纹套(215)与螺纹杆(211)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种石英石制备高纯石英砂的装置，其特征在于，所述破碎腔(102)的顶部设有投料口，所述投料口处设有密封盖板(106)。
3.根据权利要求1所述的一种石英石制备高纯石英砂的装置，其特征在于，所述输送带(6)穿出煅烧腔(103)侧壁的位置处设有可向外摆动开启的出料板(107)。
4.根据权利要求1所述的一种石英石制备高纯石英砂的装置，其特征在于，所述研磨箱(3)内设有粗磨辊(301)和精磨辊(302)，以及分别与粗磨辊(301)和精磨辊(302)配合的研磨壁(303)，以及带动粗磨辊(301)和精磨辊(302)同步转动的电机(304)，其中，所述粗磨辊(301)与研磨壁(303)的间隙大于精磨辊(302)与研磨壁(303)的间隙。
5.一种石英石制备高纯石英砂的方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1所述的装置，具体步骤包括：
S1、选取石灰石，将石灰石投入破碎煅烧箱(1)的破碎腔(102)内，驱动各级破碎辊组(104)中相邻破碎辊朝相反方向转动，使石灰石依次经各级破碎辊组(104)的挤压破碎，得到块料，接着打开可操控阀板(101)，使块料落入煅烧腔(103)内的输送带(6)上，通过加热管(105)加热，对块料进行煅烧；
S2、启动输送带(6)，将煅烧后的块料匀速输送经过清洗除杂箱(2)，启动喷淋器(201)对经过的块料进行冲洗，当过滤板(204)未堵塞时，所述密封环(213)上的流通口(214)与排污口(208)错开，使排污口(208)封闭，冲洗后的含污水依次流经阻水板(202)、漂浮板(203)后由过滤板(204)进行过滤，当过滤板(204)因污物堵塞而导致过滤板(204)上方积水时，所述漂浮板(203)由低位置随积水液面升高而逐渐上移，直至在磁吸环(207)的相互吸附作用下与高位置的阻水板(202)贴合，贴合后漂浮板(203)上的凸柱(206)将阻水板(202)的过流孔(205)全部封堵，使得冲洗后的含污水停留在阻水板(202)上方，且含污水逐渐下压漂浮板(203)与阻水板(202)，使弹性件(210)拉伸，所述阻水板(202)带动螺纹杆(211)下移，所述螺纹杆(211)通过螺纹套(215)带动清理杆(212)贴合过滤板(204)上表面缓速转动，清理杆(212)推动过滤板(204)上表面的污物一边沿清理杆(212)转动方向移动，一边往过滤板(204)边缘位置移动，清理杆(212)同时带动密封环(213)转动，直至流通口(214)与排污口(208)重合，使排污口(208)打开，此时污物被清理杆(212)推动至靠近流通口(214)的位置，污物随水流经由流通口(214)和排污口(208)排出；在阻水板(202)上方含污水重量增大至使漂浮板(203)脱离阻水板(202)时，漂浮板(203)下落至初始的低位置，阻水板(202)上方含污水接着依次流经阻水板(202)、漂浮板(203)后由过滤板(204)进行过滤，阻水板(202)在弹性件(210)回拉下逐渐上移至初始的高位置；
S3、输送带(6)将冲洗后的块料输送至研磨箱(3)内进行研磨，得到石英砂初品；
S4、通过浮选机(4)和磁选机(5)对所述石英砂初品进行提纯，得到石英砂成品。
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