PT86848B

PT86848B - Processo de granulacao de po de cal ou similar

Info

Publication number: PT86848B
Application number: PT86848A
Authority: PT
Inventors: Peter Lip; Ejnar Lip
Original assignee: Smidth & Co As F L
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1992-05-29
Also published as: ES2006094A6; DK102687D0; EP0303672B1; PT86848A; EP0303672A1; DK156380C; DK102687A; DK156380B; US4909448A; IN170694B; CN88101837A; WO1988006486A1; GR880100105A; AU1422688A

Description

presente invento refere-se a um processo de granulação de materiais, tais como pó de cal ou similares, que compreende a utilização de uma máquina de mistura em contracorrente com meios de raspagem e mistura que rodam em torno de um eixo vertical.

Corihecem-se processos de granulação onde se usam, quer dis cos rotativos, quer um sistema transportador helicoidal (um princípio de fresa axial). Estes processos conhecidos tem vári os inconvenientes. Assim, o princípio do disco rotativo implica usualmente instalações caras, e alem disso, o processo de granulação é inadequado uma vez que os próprios granulados adqui rem uma estrutura algo laminada que torna a sua forma instável. Consequentemente, os granulados tendem a quebrar-se ou a desintji grar-se.

É a posição inclinada do disco que em particular torna caro o fabrico de um disco rotativo, provocando a posição inclinada uma distribuição assimétrica das cargas em torno do eixo de rota ção, o que exige chumaceiras e veios, maiores e mais fortes para absorver as forças intensas.

De acordo com o princípio da fresa axial, a matéria prima β sujeita a um humedecimento num transportador helicoidal, triturada numa fresa axial de humedecimento, e passa tipicamente através de um crivo vibratório ou através de uma placa com bura cos adaptada para esse efeito, pelo princípio da ”máquina de pi car carne, pelo qual se descarrega o material amassado, num certo número de comprimentos, e se corta em bocados com a dimen sao adequada. Este processo de fabrico implica também custos muito elevados, e necessita, adicionalmente, de tratamentos pré vios e posteriores, extensivos da matéria prima em face dos requisitos de humidificação e amassamento antes do corte, tendo as porções de matéria cortada de ser sujeitas a uma certa seca gem. Por este procedimento obtem-se granulados de forma não es_ férica, o que é inadequado quando se expõem os granulados a cargas, p.e., por armazenamento ou transporte, o que facilmente ori gina um certo desperdício de material.

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-3Além disso, é também impossível produzir pequenos granulados, de p.e. 2 mm, uma vez que a dimensão mínima se situa na ga ma de 8-10 mm. Uma máquina que opere de acordo com o princípio da fresa axial é também de construção muito dispendiosa, uma vez que os rolos da fresa axial têm de ser muito pesados e a placa com orifícios através dos quais o material é prensado tem de ter uma construção muito robusta, p.e. uma espessura de 50-100 mm. A^icionalmente, a furação adequada dos muitos orifícios na placa espessa é extremamente trabalhosa.

Um dos aspectos comuns a ambos os processos de granulação reside no facto de a sua capacidade ser bastante baixa, o que como é óbvio se acrescenta ao custo do produto acabado.

É conhecida a utilização de pedras num vaso de mistura rotativo, em associação com os designados moinhos de esferas; o seu objectivo porém, em oposição ao objectivo do presente inven to, é o de obter a cominuição dos materiais.

È objectivo do presente invento, em relação á granulação de material em forma de partículas, tal como cal e similares, conceber um processo adaptado para esse propósito que, em combi nação com as simples utilidades fabris, torne possível a produção de um granulado estável e que envolva desperdícios despreza veis, implicando simultaneamente custos de operação e custos iniciais baixos.

objectivo é conseguido pelo processo de granulação tal como se descreve na parte caracterizante da reivindicação 1.

misturador em contracorrente tem, ao contrário dos referi dos moinhos de esferas, um eixo de rotação vertical provocando essencialmente o ajuntamento das pedras de mistura constantemente no fundo do vaso de mistura, em vez destas serem rodadas no vaso como acontece no processo do moinho de esferas onde o resultado é a cominuição.

De acordo com o processo do presente invento porém, obtém-se a aderência da matéria prima (cal, argila e similares) em virtude do seu teor de humidade, natural ou adicionada. Decorrido algum tempo a camada de material assim construída por mistura

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-4rotativa será desidratada/seca, destruindo-se essencialmente deste modo a adesão às pedras de mistura instantaneamente, e o material desprende-se. Este e recolhido no fundo e removido por raspagem, na forma de um granulado acabado, através de uma grelha situada no fundo do vaso.

É evidente que o processo de granulação pode compreender a adição de humidade, de matéria seca e de possíveis aglotnerantes, para obter granulados com várias propriedades.

presente invento será explicado mais detalhadamente pela descrição seguinte de uma concretização preferida sendo feita referência ao desenho onde a fig. 1 é um corte transversal vertical do vaso de mistura e granulação adaptado ao processo, e a fig. 2 é uma perspectiva seccional do vaso de mistura, tomada ao longo da linha II-II da fig. 1.

A fig. 1 mostra a máquina de mistura 1 com o vaso 2 que po de ser estacionário ou rotativo. 0 seu fundo foi, para o propósito, cheio com uma camada de pedra ou similar 3 (p.e., nódulos de sílex). Para tornar mais claro o desenho mostra-se o fundo do vaso apenas parcialmente coberto com pedra. Existe um motor 6 para operar a máquina, estando este motor suspenso num membro transversal 7. A máquina de mistura pode compreender adicionalmente uma tampa ou uma placa de cobertura na qual o motor seria então montado. Assim, em operação, adiciona-se à matéria prima, p.e. cal. Para iniciar o processo a matéria prima tem de ter um certo teor de humidade, p.e. na gama de 8-10$. Se este teor de humidade não está presente na forma original, a matéria prima pode ser humedecida com água pulverizada, após o que se inicia o processo propriamente dito.

Durante a rotação, um certo número de braços de mistura adaptados para esse propósito, assegura a correcta cooperação e mistura da pedra e da matéria prima, sendo a cal desidratada por este processo. Quando a matéria prima, ou a cal, tiver atin gido, assim, uma determinada consistência, aquela aderirá quase instantaneamente à superfície das pedras como uma casca de cal,

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-5e a rotação e desidratação posteriores farão com que estes depósitos de material se desprendam em grandes bocados, também quase instantaneamente. Os fragmentos de material assim depositados reunem-se no fundo do vaso, e devido aos meios de mistura e raspagem 4, o material é conduzido para uma grelha 5 situada no vaso para ser sujeito a uma granulação final com uma dimensão e forma desejadas. Quando isto ocorre, abre-se uma placa de fundo (não representada) situada sob a grelha, e o granulado é descarregado continuamente do vaso.

Pressupõe-se que uma certa interdependência entre a veloci dade de rotação do vaso de mistura, o número de braços de mistu ra e a sua direcção e velocidade de rotação, bem como a tempera tura do ar no vaso de mistura, conduzirá às condições especificadas e desejadas para as propriedades do produto e dimensões dos granulados.

Uma vez que o vaso da máquina de mistura pode ser estacionário, não é necessário, como acontece no caso do disco rotativo, suspender o vaso de mistura em chumaceiras robustas, não im plicando assim esta despesa. Uma vez que as esferas e o material são automaticamente distribuídos simetricamente em torno do eixo de rotação do meio de mistura como resultado da influencia do meio de mistura em rotação, os impactos nas chumaceiras dos meios de mistura são comparativamente pequenos. Mesmo quando se usa o processo de acordo com a invenção numa máquina de mistura com vasos rotativos horizontalmente posicionados e meios de mistura rotativos, os impactos nas chumaceiras serão ainda menores do que num disco rotativo correspondente, devido à distribuição equitativa das esferas.

Quando comparado com a granulação de acordo com o princípio da fresa axial, o equipamento usado é também muito barato, uma vez que os pesados rolos da fresa axial são substituídos por muitas esferas pequenas, e evita-se também a necessidade de uma placa espessa com orifícios. Nem tão pouco é requerida qualquer energia para superar o atrito ao prensar o material através da placa perfurada do fundo, na medida em que a passagem

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SN -/11 dos granulados através da grelha de saída ocorre essencialmente, de acordo com o processo do presente invento, voluntariamente.

Além disso, o processo torna possível a obtenção de pequenos granulados de p.e. 1-2 mm, ultrapassando-se deste modo a desvantagem anterior da fresa axial de só se poderem obter granulados com uma dimensão mínima de 8-10 mm.

Assim, combinando o presente processo com a instalação simples conhecida, obtém-se, adicionalmente às poupanças de custos directos, uma instalação capaz de produzir uma maior quantidade de produto por unidade de tempo, do que anteriormen te. Além disso, os testes têm mostrado que mais do que 75/ do granulado acabado tem uma dimensão de granulado desejada substancialmente uniforme, distribuindo-se os restantes 25/ em 15/ com uma dimensão um pouco mais grosseira e finalmente 10/ com uma dimensão de granulado algo mais fina. Consequentemente, o processo de acordo com a invenção tem o resultado de não origi nar, durante a produção de granulado, essencialmente nenhum des perdicio.

As cinco experiências diferentes de granulação seguintes ilustram resumidamente este facto.

Numa primeira experiência usou-se o processo para granular cal num misturador rotativo com um volume de 1500 1. Os corpos granulantes foram 1 200 Kg de nódulos de sílex com um diâmetro de 65-85 mm. Adicionaram-se 600 Kg de cal humedecendo-se duran te a operação para atingir uma percentagem de água de 12/. Após um período de operação de aproximadamente 6 minutos descarregou-se o produto e o resultado da granulação foi que 85/ do produto tinha a dimensão de granulado desejada de 1-2 mm, nao havendo ne nhum granulado com dimensão nem inferior a 1/2 mm nem superior a 4 mm.

Usou-se também o processo com o assim chamado po de espato da Gronelândia, e foi também bem sucedido nas máquinas anteriores, obtendo-se um granulado com uma dimensão de 1-3 mm. Testou-se esta experiência de granulação com o mesmo resultado favorável, com um volume de mistura de 3 000 1 e uma quantidade

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-7de material de 1 000 kg de criolite. Assim, é possível processar um produto residual num granulado, que num tratamento adicio nal pode ser um produto valioso.

Numa terceira experiência testou-se o processo de acordo com a invenção em relação ao pó de óxido de ferro que representa um possível risco ecológico. Contudo, convertendo o produto, de acordo com o presente processo, num granulado com 2-3 mm isento de poeiras é possível transportar e utilizar o óxido de ferro de uma forma ecologicamente correcta e segura.

Finalmente, testou-se o processo de acordo com a invenção em relação ao assim chamado pó de doloraite calcinada com uma di mensão de grão inferior a 0,03 mm. Para esta granulação, encheu-se o misturador, que tiriha um volume de 500 1, com 300 Kg de seixos ovais com 60-80 mm, sendo a quantidade de produto de aproximadamente 160 Kg. 0 tempo de granulação foi também aqui de cerca de 6 minutos e o resultado foi um granulado com uma dimensão de 0,5 mm-3 mm enquanto que a percentagem de água no produto acabado era de 11,5%. Realizou-se também a experiência com uma percentagem de água de 6,6 e a dimensão do granulado ob tido foi de 0,2-1,5 mm. Nesta experiência realizou-se também um teste pneumático de durabilidade com o granulado seco, resul tando 9 e 12%, respectivamente, de partículas de poeira com uma dimensão inferior a 30^m.

Pode comparar-se este resultado com uma granulação da mesma substância efectuada por um disco rotativo, que resultou num granulado com uma dimensão de 0,2-3 mm com um teor em água de 11,8%. Neste caso porém, o teste de durabilidade mostrou que a quantidade de partículas de poeira com uma dimensão inferior a ÒOjgn constituía 29% do produto.

Tentou-se também granular pó de filtro seco com um teor de água no granulado o mais baixo possível, com o único objectivo de obter um granulado isento de poeiras. Realizou-se esta granulação em virtude do teor em pó de quartzo e doutras substâncl as perigosas no pó de filtro. Após a granulação os granulados foram misturados com argila molhada em bruto e subsequentemente

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-8calcinados, consequentemente, do ponto de vista económico, era importante manter a percentagem de água tão baixa quanto possível . A Tabela seguinte mostra os resultados obtidos em quatro testes separados com diferentes percentagens de água, sendo cada teste realizado com uma quantidade de matéria prima de 160 Kg.

Teste

N2.

Percentagem de água

Dimensão do granulado (mm)

1	isento de poeiras	10	0,2-2
2	-	11,8	0,2-2
3	-	15	2-8
4	-	16,5	4-10

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Claims

I^a. - Processo de granulação de um material, tal como pó de cal ou similar,compreendendo a utilização de uma máquina de mis tura em contracorrente com meios de raspagem e de mistura, rodando o meio de mistura em torno de um eixo vertical, caracterizado pelo facto de o fundo do vaso de mistura estar coberto por uma camada de corpos de forma substancialmente esferica, e por se adicio nar a matéria prima, tal como cal que, dependendo da humidade inicial, é misturada com um meio de mistura por forma a atingir-se um teor de humidade especificado, por subsequentemente se rodar o meio de mistura de modo que a matéria prima, após um determinado período de tempo, dependendo do seu teor em humidade, adira aos corpos de forma esférica, sendo o meio de mistura subsequentemente rodado por um período de tempo, também dependente do teor de humidade real, até que o material aderente aos referidos corpos de forma esférica se desprenda e se deposite no fundo do vaso de mistura, e por se sujeitar o material a uma granulação final na qual os meios de raspagem e de mistura, adaptados para esse propósito, conduzem o material para uma grelha situada no fundo do recipiente, através da qual o material é descarregado.
2». - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de os corpos de forma esférica serem feitos de metal, p. e. aço ou alumínio, material cerâmico, quartzite, densite ou pedra, p. e. nódulos de sílex, e por o diâmetro dos corpos estar compreendido na gama de lOmm - 200 mm.
3^a. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se ajustar o teor de humidade da matéria prima por forma a este ficar compreendido na gama de 5-50%, preferivelmente de 5-15%.
4^a.-Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se adicionar uma quantidade especificada de um agente aglomerante, p. e. bentonite, hidrato de cal, argila calcinada, cimento, carboximetilcelulose, substâncias de alcatrão, cola ou peridur, por forma a assegurar-se a aglomeração dos granulados in dividuais.

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-105^&. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações de 1-4, caracterizado por o tempo de mistura ser de 2-60 minutos, preferivelmente de 5-10 minutos.