RU2566405C2 - Способ и устройство для гранулирования путем агломерации керамических композиций, размолотых в сухой фазе - Google Patents
Способ и устройство для гранулирования путем агломерации керамических композиций, размолотых в сухой фазе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566405C2 RU2566405C2 RU2013120987/05A RU2013120987A RU2566405C2 RU 2566405 C2 RU2566405 C2 RU 2566405C2 RU 2013120987/05 A RU2013120987/05 A RU 2013120987/05A RU 2013120987 A RU2013120987 A RU 2013120987A RU 2566405 C2 RU2566405 C2 RU 2566405C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- granulation
- grinding
- ceramic
- composition
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000005245 sintering Methods 0.000 title abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims abstract 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims abstract 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 59
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 56
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 54
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 23
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 claims description 12
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 6
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 claims description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052900 illite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L nonaaluminum;magnesium;tripotassium;1,3-dioxido-2,4,5-trioxa-1,3-disilabicyclo[1.1.1]pentane;iron(2+);oxygen(2-);fluoride;hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[F-].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2 VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 2
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 34
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 6
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 6
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 4
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 3
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 2
- -1 tiles Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 description 1
- 235000019606 astringent taste Nutrition 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007907 direct compression Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 1
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000010435 syenite Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/18—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/10—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic in stationary drums or troughs, provided with kneading or mixing appliances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/04—Clay; Kaolin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/131—Inorganic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62695—Granulation or pelletising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
- C04B2235/3472—Alkali metal alumino-silicates other than clay, e.g. spodumene, alkali feldspars such as albite or orthoclase, micas such as muscovite, zeolites such as natrolite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/725—Metal content
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/726—Sulfur content
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/727—Phosphorus or phosphorus compound content
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Данное изобретение относится к способу гранулирования путем агломерации керамических композиций, размолотых в сухой фазе. Данное изобретение обеспечивает альтернативу способу размола во влажной фазе с сушкой при распылении. Способ заключается в размоле в сухой фазе и приготовлении глинистых керамических композиций, без связующих, добавок или дефлокулянтов, из глинистых минералов (примерно 60%), смешанных с неорганическими материалами, с размером частиц менее 120 мкм, в горизонтальном вращающемся цилиндрическом устройстве с изменяющими направление движения композиции лопатками; ввод указанных минералов, порошкообразных материалов и воды осуществляют на одном торце указанного устройства, при вращении указанного устройства образуются гранулы, которые перемещают посредством указанных изменяющих направление движения лопаток. Выход для гранулированного материала расположен на противоположном торце указанного устройства. Данное изобретение предоставляет следующие преимущества: энергосбережение, составляющее примерно 80%; 75-80% снижение потребления воды в ходе гранулирования и 10-20% дополнительной экономии на давлении для прессования гранул. Время, необходимое для перехода от одной керамической композиции к другой, составляет около одного часа по сравнению с несколькими днями, необходимыми в существующем в настоящее время способе распыления. Способ гранулирования представляет собой новую, безопасную для окружающей среды технологию, с нулевыми загрязнениями воздуха и водного горизонта и со значительно более низким потреблением воды. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.
Description
Данное изобретение относится к получению изделий из тонкой керамики, например облицовочных плиток, глиняных изделий, фарфора, санитарно-технической керамики и санитарного фаянса, при котором используют сырье, состоящее из глин и других минералов. В частности, данное изобретение относится к гранулированию путем агломерации композиций, формирующих исходные материалы для керамики, полученных размолом в сухой фазе.
Целью изобретения является обеспечение способа смешивания-гранулирования материалов, размолотых в сухой фазе, для замены применяемого в настоящее время способа размола во влажном состоянии, с последующей сушкой при распылении; при этом сухой способ предотвращает технологические недостатки, присущие способу, осуществляемому во влажном состоянии.
«Агломерация» является общим термином, определяющим увеличение размера частиц путем механического воздействия, т.е. этот термин охватывает способы увеличения размеров и соединения высокодисперсных частиц в более крупные агломераты. Фактически, термин «агломерация» в технологическом смысле противоположен разукрупнению или измельчению. В известном уровне техники агрегаты могут включать, среди прочего, шарики, экструдаты, гранулы, таблетки и т.д., что является конкретным обозначением, вытекающим из технологического способа, применяемого для получения частиц агломератов; классификацией, которая выделяет саму по себе агломерацию мини-частиц, агломерацию под давлением, путем сушки при распылении и формовки без применения давления. Для образования более крупных стабильных агломератов из первичных частиц необходимы силы сцепления. Эти силы представляют собой химические и физические силы. Эти силы могут быть обеспечены самими частицами или вспомогательными средствами, например связующими или клеящими веществами.
При производстве можно выделить два альтернативных пути гранулирования керамической композиции, которые являются результатом выбранного исходного способа размола:
a) применяемый в настоящее время способ размола во влажном состоянии, обладающий различными технологическими недостатками; и
b) способ размола в сухой фазе, который в настоящее время широко не применяют.
Ключевым моментом способа получения керамических материалов является выбор доступных сырьевых материалов, которые должны входить в состав композиции, в основном глин и полевых шпатов, песка, карбонатов и каолинов. Сырье содержит главным образом различные глины и другие минералы, например полевые шпаты, кварцевый песок, карбонат кальция и т.д., в зависимости от получаемых композиций. Глины относятся к мягким материалам, а другие представляют собой твердые материалы.
Из экономических соображений, исходные материалы обычно применяют без дополнительной обработки или после минимальной обработки, например промывки. Как правило, их природное происхождение требует предварительной гомогенизации, обеспечивающей однородность их характеристик, которую может гарантировать сама добывающая компания или производитель керамических материалов.
Первая стадия обычно заключается в смешивании различных компонентов керамической пасты; впоследствии ее подвергают размолу, который обычно проводят во влажном состоянии или в сухой фазе, как в данном изобретении. В последнем случае смешивание можно проводить в ходе размола или даже в ходе самого гранулирования.
При отдельном измельчении необходимо последовательно смешивать различные компоненты для получения заданной керамической формулы. Композиция имеет очень малый размер частиц (менее чем 120 мкм) и обладает высокой текучестью, как жидкость; такой тонкий порошок делает невозможной его соответствующую обработку. Впоследствии текучесть, необходимая для заполнения форм для любого типа прессов, также должна быть по возможности более низкой. Конечная композиция может в значительной степени изменяться, в зависимости от изготавливаемого конечного керамического продукта.
Необходимо подчеркнуть, что материал, полученный при размоле, имеет очень различные характеристики, в зависимости от того, размолот он в сухой фазе или во влажном состоянии. В первом случае происходит измельчение, но при этом сохраняются и конгломераты, и агломераты частиц, и полученный размер частиц больше (некоторые частицы более 300 мкм), чем размер частиц, полученных во влажном состоянии (все частицы менее 200 мкм).
В настоящее время способом, применяемым при изготовлении керамических напольных и облицовочных плиток, является способ, осуществляемый во влажном состоянии. В способе, проводимом во влажном состоянии, сырье размалывают в жидкой фазе в шаровой мельнице с получением суспензии материалов, тонко диспергированных в воде. В результате, необходимо удалять эту воду из полученной суспензии (называемой шликером), чтобы получить содержание влаги, необходимое для осуществления последующих способов обработки. В отношении сушки наиболее широко применяемым при изготовлении керамических изделий способом является сушка при распылении. Перед осуществлением способа распыления всю композицию, измельченную во влажном состоянии, смешивают внутри шаровых мельниц непрерывного или периодического действия, в которых минералы, образующие композицию, одновременно измельчают и смешивают. Эту композицию измельчают при содержании влаги от 30 до 40%, т.е. с использованием избытка воды. Таким образом получают композицию с плотностью от 1,30 до 1,40 кг/л, которую затем пропускают через сита, чтобы выгрузить в большие резервуары, и композицию хранят в подвижном состоянии с помощью мешалок и добавок, препятствующих седиментации. Каждый из таких резервуаров может содержать более чем 100000 литров, следовательно, необходимо перемешивать продукт, полученный за несколько стадий измельчения.
Способ распыления представляет собой способ, посредством которого суспензию распыляют в виде капель, которые приходят в контакт с горячим воздухом, и в качестве продукта получают твердое вещество с низким содержанием влаги. Для удаления воды находящиеся под давлением потоки композиции вводят в виде восходящего распыленного потока, а горячий воздух, при температуре около 650°C, вводят противотоком, сверху вниз. Гранулы твердой композиции с содержанием влаги 5% или 6% падают на дно распылителя. Распылитель представляет собой большое металлическое устройство в форме конуса, изготовленное из нержавеющей стали, обычно 15 м в высоту и 6 м в диаметре, в соответствии с требуемой производительностью. Производительность устройства измеряют в литрах испаренной воды и в количестве твердого продукта на выходе из устройства в тоннах в час. Топливом для получения горячего воздуха обычно является природный газ, так как он обеспечивает меньшее количество загрязняющего горячего дыма. Полученные в распылителе гранулы являются однородными в отношении их шарообразной формы и среднего размера гранул, находящегося в диапазоне величин, пригодных для подачи керамической композиции на стадию изготовления формованных в прессах изделий.
Среди многих документов, в которых описано применение распыления для гранулирования при нормальном давлении, можно упомянуть следующие.
CN 101011843 (Wang Jiazhu) относится к объединенному использованию различных материалов, включая тальк и глины, для стен из искусственного материала, имитирующего камень. Минеральные компоненты размалывают, смешивают в сухом состоянии, добавляют краситель, компонентам придают форму и обжигают при высокой температуре. Кроме того, для получения композиции применяют способ распыления.
CN 101234888 (Haitrong Lin) также относится к использованию глин для имитации натурального камня в кафеле и напольных плитках. В изобретении используют 10-15% порошка низкотемпературного фарфора, 10-20% порошка среднетемпературного фарфора, 10-15% натриевого искусственного песка, 5-10% керамического песка с высоким содержанием алюминия, 10-20% натриевого керамического песка, 5-18% глины, размолотой в шаровой мельнице, конденсирующий агент и пигмент. Способ включает следующие стадии: взвешивание в заданных пропорциях, пропускание через шаровую мельницу, окрашивание, гранулирование и сушка при распылении.
Определенный интерес представляет GB 1315553, в котором, помимо прочего, раскрыто получение катализатора с высоким содержанием глины, смешанной с аморфными и кристаллическими алюмосиликатами. Хотя способ гранулирования по сути основан на сушке при распылении, в данном документе кратко упомянуто гранулирование в обычном смесителе, без подробностей.
Однако способ агломерации при распылении обладает следующими известными недостатками.
Распылитель потребляет 30-40% воды в составе рабочей массы, что влечет за собой дополнительные затраты энергии на испарение избыточной воды. Необходимы добавки для получения агломератов с механической прочностью, соответствующей физическим нагрузкам, которым подвергают частицы на последующих стадиях получения конечного керамического продукта.
Эта загрязненная вода в значительной степени влияет на окружающую среду, поскольку:
a) она вызывает загрязнение горизонта грунтовых вод;
b) распылитель вместе с воздухом увлекает различные связующие, добавки, дефлокулянты, и, кроме того,
c) она вызывает загрязнение воздуха из-за увлеченных мелких минеральных частиц, даже продуктов их преобразования, так как достигают высоких температур, порядка 650°C, достаточных для преобразования кристаллических фаз.
Время перехода от изготовления одной композиции на изготовление композиции, соответствующей другому керамическому продукту, является очень продолжительным (высокая инерционность системы), поэтому либо в составе распылителя предусматривают большее количество резервуаров и мельниц, или это время является очень большим, порядка нескольких дней.
Затраты на монтаж устройства являются весьма высокими.
В распылителе в значительной степени теряется столь важное свойство композиции, как пластичность, поскольку ее разбавляют избытком воды; поэтому во время прессования керамического продукта требуется большее усилие, чем в случае композиции, полученной способом в сухой фазе.
Способом, который в настоящее время не используют широко для гранулирования, является агломерация композиции, размолотой в сухой фазе, и формование гранул путем добавления небольшого количества воды, достаточного для поддержания пластичных и когезионных свойств, присущих многим глинам, перед прессованием в формах для формования требуемого продукта.
US 4944905 и US 4680230, Gibb, James L, относящиеся к способу получения керамических гранул для расклинивающего агента, с обогащенной алюминием областью вблизи их поверхности, представляют особый интерес из-за их подхода к получению керамического материала, композиция которого не основана на глинах; способы, известные из этих документов, включают следующие стадии:
a) смешивание и гранулирование с помощью воды, при котором исходный материал включает минеральные частицы, например нефелин, сиенит, и связующее; при этом среди многих связующих предложен бентонит в количестве лишь 1-5% от состава композиции;
b) сушка;
c) смешивание с оксидом алюминия;
d) окончательный обжиг.
В этих документах указано использование различных типов смесителей, например обычных смесителей, применяемых в горнодобывающей промышленности, сферических агломераторов дискового типа; среди прочих, наиболее эффективными агломераторами являются устройства, описанные в US 3690622, по существу включающие вращающийся цилиндрический контейнер, центральная ось которого расположена под углом относительно горизонтали, снабженный одной или более чем одной пластиной и по меньшей мере одним устройством типа ударной дробилки, расположенным ниже верхней точки траектории вращения вращающегося контейнера. Тем не менее, характеристики полученных материалов очень отличаются от характеристик композиций, используемых при производстве тонкой керамики.
Таким образом, существует потребность в способе, который устраняет недостатки способа распыления и ориентирован на получение гранул для последующего прессования на стадиях получения различных изделий из тонкой керамики, в котором:
- используют количество воды, строго необходимое для агломерации частиц, которое значительно меньше, чем используемое в способе распыления;
- агломерацию проводят без использования связующих, добавок, дефлокулянтов и т.д.;
- предотвращают потери за счет уноса мелких частиц при гранулировании порошка;
- применяют новую технологию, без загрязнения воды и воздуха, с очень значительным снижением потребления воды и энергии.
Описание изобретения
Предложен способ, альтернативный способу размола во влажном состоянии с последующей сушкой распылением. Способ гранулирования путем агломерации после размола в сухой фазе по данному изобретению состоит из следующих стадий:
подбор исходных материалов;
смешивание этих материалов с получением керамической композиции;
размол в сухой фазе;
гранулирование - получение подходящей морфологии частиц;
регулирование содержания влаги в гранулах посредством низкотемпературной сушки;
классификация гранул путем рассева;
последующее хранение или переработка.
Подбор исходных материалов
Исходная композиция для способа гранулирования после размола во влажном состоянии обычно состоит из иллитовой глины, каолинитовой глины и/или огнеупорной глины при содержании порядка 60%. Другие минералы представляют собой различные типы полевых шпатов, относящихся к флюсам: натриевые полевые шпаты, калиевые полевые шпаты, литиевые полевые шпаты, а также карбонаты, карбонат кальция, карбонат магния. Дополнительно присутствуют кварцевый песок, пегматит, магнетит и др., в общем количестве не более 40%. В большинстве случаев эти элементы поступают непосредственно из рудников или являются продуктом предшествующей обработки, например промывки, в случае песка.
Смешивание материалов для получения керамической композиции
Компоненты композиции для каждого заданного керамического продукта можно смешать несколькими способами:
смешивание компонентов перед размолом;
смешивание компонентов в ходе размола;
смешивание компонентов в ходе гранулирования.
В каждом случае компоненты смешивают в зависимости от типа исходных материалов, состояния, в котором их добывают из месторождения, и даже от типа требуемой керамической композиции.
Размол в сухой фазе
Стадия подготовки материалов заключается в размоле в сухой фазе элементов, образующих керамическую композицию. Для этого элементы композиции, или конечную композицию, все компоненты которой уже подвергли агломерации, можно смолоть по отдельности. После смешивания выбранных компонентов композиции она поступает на размол в сухой фазе. Применяемые мельницы относятся к типу, известному в уровне техники, например молотковые или маятниковые дробилки. При размоле частицы материалов измельчаются, и отбирают частицы с размерами менее 120 мкм.
В случае раздельного размола частицы впоследствии смешивают, образуя состав композиции. Указанная композиция окончательно имеет очень малый размер частиц, также менее 120 мкм. Поведение указанного порошка сходно с поведением текучих сред: при обработке часть массы, образованная из такого мелкого порошка, способна подниматься вверх и частично увлекаться в атмосферу, увеличивая локальное загрязнение окружающей среды. В результате, из-за такой высокой текучести, с существенной частью массы невозможно соответствующим образом обращаться и заполнять ею формы для любых типов прессов.
Гранулирование посредством агломерации частиц
Неожиданно была обнаружена возможность агломерации частиц, размолотых в сухой фазе, при получении распределения зерен по размерам, подходящего для последующей переработки керамической композиции, в результате соответствующего регулирования необходимого минимального содержания влаги и конфигурации применяемого устройства.
После размола в сухой фазе композицию в форме мелкого порошка подают в устройство для смешивания-гранулирования посредством агломерации, с массовым расходом, соответствующим составу требуемого керамического продукта, и при добавлении количества воды, определенного для указанной конкретной композиции, которое соответствует только поглощению путем насыщения. Таким образом, на выходе из порошка, поступающего в устройство, получают гранулят, имеющий морфологию частиц и механическую прочность, пригодные для последующей транспортировки и выполнения операций при заполнении форм.
Устройство для непрерывного гранулирования представляет собой горизонтально расположенное вращающееся цилиндрическое устройство со стержнями, имеющими концы в форме лопаток, в целом с прямоугольной поверхностью контакта, которое при вращении перемещает массу из смеси минералов, размолотых с водой, по всей его длине, от первой торцевой стороны до противоположной второй торцевой стороны. Смесь минералов и воды дозируют в указанное цилиндрическое устройство через верхнюю часть указанной первой торцевой стороны, а уже гранулированный материал извлекают из нижней части указанной противоположной второй торцевой стороны. Указанные стержни, имеющие концы в форме лопаток, установлены под определенными углами, примерно 90°, и способствуют гранулированию композиции, играя при этом значительную роль.
В устройстве были сделаны определенные модификации для гранулирования таких композиций, которые по существу заключались в нанесении на его внутренний каркас и его внутренние детали покрытия из более твердого и износостойкого материала, усиливающего все элементы, которые находятся в контакте с гранулируемой композицией. Внутреннее покрытие устройства и покрытие его внутренних механизмов обычно представляет собой вольфрамовое покрытие, нанесенное в форме порошка путем приварки.
Материал поступает в устройство при комнатной температуре. Способ осуществляют без внешнего нагревания, и изменения температуры происходят только в результате гидратации глин и трения с покрытием внутренних деталей устройства для гранулирования. Гранулирование проводят при температурах от 40°C до 80°C. Содержание влаги в композиции на входе в гранулирующее устройство составляет примерно 0,5-2,5%. Весь продукт измельчают до микронных размеров, и при более высоком содержании влаги он может терять свои вяжущие свойства и комковаться. Гранулят на выходе имеет содержание влаги примерно 10-14%, а его размер изменяется в диапазоне от мелких гранул (менее 0,100) до гранул примерно 1,0 мм. Работу проводят в этом диапазоне, вводя для гранулирования наименьшее возможное количество воды. Температура на выходе составляет примерно 40-50°C. Следует учитывать, что при использовании данного способа содержание влаги в гранулах следует снижать от 12-14% до 6% воды, при минимальных затратах энергии.
Скорость вращения устройства составляет 500-3000 об/мин. Скорость зависит от расхода перерабатываемого материала (масса/час) и, соответственно, от размера устройства. Скорость можно регулировать в зависимости от композиции и перерабатываемого количества; она выше, если устройство меньше.
Трудно гранулировать очень мелкие неоднородные твердые вещества со средним размером частиц менее 200 мкм в сухой фазе без использования добавок, дефлокулянтов и т.д. Обычно применяют органические связующие, такие как смолы, крахмалы или производные карбоксиметилцеллюлозы, или неорганические связующие, такие как силикагель, силикаты, карбонаты и др.
В данном изобретении разработан инновационный способ для смешивающих устройств горизонтального типа, где исследовали влияние различных факторов, которые могут привести к эффективному гранулированию, то есть к образованию гранул, которые после сушки обладают достаточными механическими свойствами для последующих операций получения керамических продуктов. Среди исследованных параметров - содержание воды, необходимое для достижения гранулирования, типы требуемых минеральных композиций, время пребывания во вращающемся цилиндрическом устройстве. Таким образом, оптимальное добавление воды для каждого конкретного типа требуемых композиций и, что не менее важно, оптимальная скорость вращения и скорость подачи смеси (эквивалентная времени ее пребывания) были определены также в зависимости от типа керамической композиции. Таким образом, можно получить гранулы из рассмотренных композиций, имеющие подходящий размер, с достаточной механической прочностью для возможности последующих операцией и с более низким содержанием влаги перед операцией сушки, без использования связующих, добавок, дефлокулянтов и т.д.
Объяснение этого нового эффекта достижения агломерации композиций с таким мелким размером частиц из минеральной смеси с высоким содержанием глины, без необходимости в связующих, добавках, дефлокулянтов и т.д., следует искать в их кристаллохимических свойствах. Применяя химическую терминологию, глины представляют собой гидратированные алюмосиликаты, имеющие формулу А12O3∗SiO2∗Н2O. Глины обладают структурой, сходной со структурой слюды, и образуют плоские гексагональные слои. Глинистые минералы характеризуются двухмерными слоями из соединенных вершинами тетраэдров SiO2 и A1O4. Тетраэдрические слои всегда связаны с октаэдрическим слоем, образованным небольшими катионами, такими как алюминий и магний, в окружении шести атомов кислорода. Не являющаяся общей вершина тетраэдрического слоя также образует часть одной стороны октаэдрического слоя, но над тетраэдрическим слоем, в центре шестого тетраэдра, расположен дополнительный атом кислорода. Этот атом кислорода связан с атомом водорода, образуя группу ОН в глинистой структуре. В зависимости от состава тетраэдрических и октаэдрических слоев слой может иметь остаточный электрический заряд или суммарный отрицательный заряд, а может и не иметь его. Если слои заряжены, то этот заряд компенсируют катионы, расположенные между слоями, например Na+ или К+. Эти структуры обладают сильной способностью к поглощению молекул воды на местах точечного положительного или отрицательного заряда (кристаллизационная вода) и дополнительной воды, соответствующей молекулам воды, которые находятся внутри пор, существующих в этой структуре (физически адсорбированная вода). Глины характеризуются тем, что они приобретают пластичность при смешивании с оптимальным количеством воды. Существуют даже способные к расширению глины, которые могут претерпевать значительное изменение объема в прямой связи с изменениями содержания воды, поглощенной внутри ее слоев.
Таким образом, такое расположение кристаллохимических плоскостей глины, которые могут поглощать молекулы воды и образовывать координационные связи с атомами водорода и гидроксильными группами молекул воды, совместно с взаимодействием между плоскостями различных микрозерен, объясняет вяжущую способность многих глин. В данном изобретении используют это физико-химическое свойство глин для достижения ее агломерации лишь добавлением определенного количества воды, соответствующего композиции, составляемой согласно типу требуемого керамического продукта. Другими задаваемыми факторами являются, без сомнения, скорость вращения и скорость перемещения (время пребывания), пригодные для типа составляемой композиции, чтобы получить требуемое распределение гранул.
Следует подчеркнуть, что в способе по данному изобретению существует четыре основных стадии формирования гранул:
дозирование порошка композиции или, в конечном счете, дозирование ее компонентов, совместно с дозированием необходимого количества воды, в форме капель, причем обе операции дозирования выполняют непрерывно, на входе в устройство;
смешивание порошка и капель воды при горизонтальном перемещении, в ходе которого происходит образование мелких сфероидных гранул из материала, которые постепенно слипаются друг с другом;
рост сфероидных гранул после того, как произошла агломерация минералов на полученных мелких гранулах;
приближение гранул к сферической форме по мере их перемещения ближе к выходу из устройства. Определенным образом, эта стадия подобна стадии пребывания во вращающейся емкости для гранулирования посредством агломерации.
Регулирование содержания влаги и сушка
Затем проводят поточную сушку гранулята с содержанием влаги на выходе от 10 до 14%, на поверхности непрерывной ленты, подавая поток горячего воздуха с температурой от 60°C до 80°C, чтобы удалить избыточное количество влаги, до конечного содержания влаги 6%. Затем гранулированный продукт пропускают через сито, где гранулы калибруют по размеру, для большинства керамических продуктов обычно от 0,10 до 1,00 мм. Процентное содержание гранулированного материала, полученного на выходе, является высоким, от 90 до 95%; количество порошка<0,100 мм составляет от 6,0 до 8,0%, и количество материала, возвращаемого в процесс для повторной переработки, является относительно низким, не более 10%.
Стадии хранения или прямого прессования
Затем гранулированный материал можно хранить, чтобы впоследствии направить на прессование. В альтернативном случае материал можно непосредственно направлять на прессование, в зависимости от требуемых керамических продуктов, таких как, например, грубое напольное покрытие, керамическая облицовка, глазурованное напольное покрытие или фарфоровая посуда. Гранулят имеет хорошее качество, подходящую механическую прочность и эффективно выдерживает последующие операции и обработку.
Соответственно, в сравнении с применяемым в настоящее время способом распыления преимущества способа гранулирования по данному изобретению можно обобщить следующим образом.
В данном изобретении компоненты композиции можно смешивать одновременно с их гранулированием, после размола в сухой фазе.
Пластичность глинистых композиций, полученных при размоле во влажном состоянии, теряется, в соответствии с типом глины, так как их чрезмерно разбавляют водой и их следует гранулировать при высоких температурах (около 650°C), тогда как в случае способа гранулирования по данному изобретению пластичность сохраняется, так как добавляют только небольшое количество воды, и на нее не действует температура сушки около 60°C. В результате, при прессовании гранул, полученных в соответствии с данным изобретением, используют меньшее количество энергии, так как прилагают усилие примерно на 10% меньше.
В соответствии с данным изобретением получают 75-80% сокращение потребления воды, так как при распылении используют 30-40% воды, исходя из количества твердой массы, в то время как в данном изобретении на гранулирование такого же количества сухой массы используют только 11-13% воды (конечное содержание влаги в гранулах в обеих системах является одинаковым, примерно 5-6%).
Устраняют высокое потребление энергии на испарение избыточной воды, так как способ распыления заменяют гранулированием по данному изобретению.
Потребление топлива в килокалориях на литр испаренной воды является низким, так как количество воды, которое следует испарить, составляет примерно на 80% меньше. В способе можно использовать газ, электричество или другой источник топлива, в зависимости от того, какой из них является наиболее экономичным или доступным в области, где размещена установка.
Испаренная вода после гранулирования по данному изобретению является совершенно чистой и не содержит мелких порошков или связующих, добавок, дефлокулянтов и т.д. Распылитель испаряет воду при температурах около 650°C совместно с частично разложившимися и преобразованными добавками и мелкими частицами минералов.
Воздействие способа гранулирования по данному изобретению на окружающую среду снижено по двум причинам:
a) в данном способе используют лишь строго необходимое для гранулирования количество воды, и
b) в данном способе не используют связующие или добавки, дефлокулянты и т.д.
В случае способа гранулирования по данному изобретению время, необходимое для перехода от изготовления одной определенной керамической композиции к другой композиции, является очень небольшим (около одного часа). В способе распыления для перехода к новой композиции необходимы огромные капиталовложения в резервуары и мельницы, и этот переход требует дополнительного времени, например, в течение одного дня или более, в случае установки, которая не продублирована; а также очистки. В качестве примера распылители, которые производят красную композицию, обычно не производят белые распыленные продукты.
Данный способ гранулирования после размола в сухой фазе представляет собой новую технологию с нулевым загрязнением, так как он не загрязняет водный горизонт и потребляет значительно меньше воды, чем гранулирование способом распыления. Вложения средств в установку, на которой используют способ размола в сухой фазе, являются значительно меньшими, чем в случае применения размола во влажном состоянии.
Далее объект данного изобретения описан на основе предпочтительного воплощения, приведенного в качестве неограничивающего примера, где данное изобретение можно лучше понять на основании следующих прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показана технологическая схема способа гранулирования путем агломерации после размола в сухой фазе по данному изобретению.
На Фиг.2 показан схематический вид сбоку смесителя-гранулятора, применяемого в способе гранулирования путем агломерации после размола в сухой фазе по данному изобретению.
На Фиг.3 показан схематический вид спереди смесителя-гранулятора и стержней, имеющих концы в форме перемещающих лопаток, смесителя-гранулятора Фиг.2.
На Фиг.4 показано распределение частиц по размерам для примера продукта по данному изобретению, в виде графика зависимости % масс. от размера в микронах.
На Фиг.5 (5.1 и 5.2) показаны две микрофотографии гранулята Фиг.4.
На Фиг.6 (6.1 и 6.2) показаны две микрофотографии гранулята Фиг.4.
Описание предпочтительного воплощения данного изобретения
Предпочтительное воплощение осуществляли в соответствии со схемой, показанной на Фиг.1, выполняя следующие последовательные стадии, где дополнительно включена стадия прямого прессования гранулированной керамической композиции:
подбор исходных материалов;
смешивание материалов с получением композиции;
размол в сухой фазе;
гранулирование;
регулирование состава по влажности;
рассев;
хранение;
прессование.
Замечание: для предпочтительного воплощения компоненты смешивали перед гранулированием.
Минеральное вещество с содержанием иллитовой глины 62% смешивали с другим минеральным веществом с 30% содержанием кварцевого песка; остальное составляли калиевые полевые шпаты. Компоненты смешивали перед размолом. Композиция керамической смеси в конце размола имела размер частиц менее 120 мкм. Ниже приведены данные химического анализа полученной композиции.
| Элемент | Содержание в гранулированной композиции |
| SiO2 | 50,29 |
| Al2O3 | 25,37 |
| Fe2O3 | 2,51 |
| Na2O | 0,14 |
| К2O | 2,40 |
| CaO | 0,39 |
| TiO2 | 0,96 |
| MgO | 0,39 |
| ZrO2 | 0,03 |
| P2O5 | 0,05 |
| BaO | 0,045 |
| SОз | 0,36 |
В этой композиции наблюдали высокое содержание Аl2О3, что косвенно должно указывать на более высокое содержание глины и большую легкость гранулирования. Как видно, среди присутствующих катионов, содержание К2O выше, чем содержание других катионов, что косвенно должно указывать на более высокое содержание полевого шпата (не принимая во внимание Fе2O3, катион которого сам по себе достаточно тяжелый и, возможно, находится в виде примесей оксида железа).
На Фиг.2 показан схематический вид сбоку горизонтально расположенного устройства 1 для смешивания-гранулирования путем агломерации, снабженного стержнями 2. Указанные стержни 2 (см. Фиг.3) имеют концы в форме лопаток 2а, прикреплены посредством сварки к цилиндру на валу 2b и расположены под углом 90°. Предпочтительно они имеют по существу прямоугольную форму поверхности контакта со смесью.
Подачу порошка керамической композиции и воды в указанное устройство 1 осуществляют через трубы 3а ввода 3, расположенные внутри оболочки (см. Фиг.2) корпуса указанного устройства 1 на первой торцевой стороне устройства 1; подачу воды осуществляют посредством трубы с известным расходом. Однако также можно подавать воду через входное отверстие в виде распылителя и посредством других питателей, например подавать воду через внутреннюю область вала; при этом вода выходит через концы лопаток, чтобы контактировать с твердой композицией; эти два способа являются менее распространенными. Таким образом, вода контактирует с твердой композицией внутри устройства для гранулирования, и эти два компонента поступают по отдельности. Следует отметить, что чем мельче и однороднее распыление воды, тем однороднее размер частиц, т.е. тем ближе диаметры частиц к среднему диаметру. Керамическую композицию перемещают с помощью стержней 2 и их концов в форме лопаток 2а, которые, при вращении устройства, продвигают массу, состоящую из размолотых минералов и дозированной воды, по всей длине устройства 1, от первой торцевой стороны, куда они поступают, до противоположной второй торцевой стороны устройства 1. Вывод гранулированного материала через указанную противоположную вторую торцевую сторону происходит под действием тяжести, через выходную горловину 4, расположенную в нижней части устройства. Таким образом, порошок керамической композиции любого типа подают посредством конвейера, шнека или любой другой системы для подачи твердых веществ в трубы 3а, расположенные внутри оболочки (см. Фиг.2), и подают воду, поступающую в трубы, и это позволяет точно знать количество, в тоннах/час, обоих вводимых материалов. В частности, в предпочтительном воплощении использовали скорость вращения 1500 об/мин и гранулировали 20 тонн/час керамической композиции.
Содержание влаги в композиции на входе в устройство 1 для гранулирования составляло 0,6%. Для агломерации во введенную массу добавляли количество воды, эквивалентное 9% содержанию влаги, считая эту величину оптимальным количеством, которое следует добавлять к указанной композиции для керамических плиток в ходе гранулирования. Указанное гранулирование проводили при температурах от 20°C до 50°C. Гранулят на выходе имел содержание влаги от 10,5 до 11,0%, а температура на выходе (4) составляла примерно 45-50°C.
Типичный образец гранулированной керамической композиции имел распределение частиц по размерам, приведенное ниже в таблице 1. Следует отметить, что даже для экспериментов меньшего объема, которые исходно осуществляли в меньшем по размеру устройстве для гранулирования с такой же скоростью вращения 1500 об/мин и производительностью лишь 400 кг/ч, распределение частиц продукта по размерам было очень похожим, что указывает на влияние скорости вращения и добавления оптимального количества воды на конечное распределение частиц продукта по размерам.
| Таблица 1 | |||
| Сито (мм) | Разность, % масс. | % масс. частиц, прошедших через сито | % масс. частиц, оставшихся сверху |
| 1 | 6,00 | 94,00 | 6,00 |
| 0,6 | 18,50 | 75,50 | 24,50 |
| 0,5 | 8,50 | 67,00 | 33,00 |
| 0,4 | 10,70 | 56,30 | 43,70 |
| 0,3 | 13,70 | 42,60 | 57,40 |
| 0,2 | 16,80 | 25,80 | 74,20 |
| 0,1 | 19,00 | 6,80 | 93,20 |
| 0 | 6,80 | 0,00 | 100,00 |
| Всего | 100,00 | ||
На Фиг.4 показано это распределение частиц по размерам в другом виде, т.е. распределение частиц по размерам выражено как относительное количество конкретной фракции, в массовых процентах, которая остается на ситах с каждым размером отверстий (в мм). Анализ этой зависимости показывает ее бимодальный характер, так как наблюдают два максимума диаметров частиц. Обнаружено, что один максимум диаметра частиц составляет примерно 0,6 мм, а другой лежит в области 0,4-0,1 мм. Это бимодальное распределение частиц по размерам может указывать на явление первичного образования крупных частиц при добавлении воды. Вторичное образование мелких частиц может происходить впоследствии, в результате распада крупных частиц при перемещении массы и образования на них вторичных частиц из порошка, не связанного в начале процесса.
Морфология полученных гранул показана на Фиг.5 (5.1 и 5.1) и 6 (6.1 и 6.2), где представлены микрофотографии, полученные с помощью микроскопа с 25-кратным увеличением. Видны гранулы различной формы и размеров; при этом форма является почти сферической, а различие в размерах согласуется с результатами по размерам больших, более мелких и мелких частиц, полученными с использованием сит.
Механическая прочность сухих образцов обеспечивает следующие результаты.
Содержание влаги в отпрессованном гранулированном продукте: 6%. Давление, оказываемое на образец: 280 кг/см2 (определяют по гидравлическому прессу). Механическая прочность сухого вещества: 40 кг/см2. Механическая прочность изделий после обжига: 620 кг/см2.
Таким образом, механическая прочность гранулированных частиц по данному воплощению была вполне удовлетворительной, и они вели себя идентично промышленным продуктам, полученным способом сушки при распылении, при их транспортировке, обращении с ними и заполнении форм. Практическое значение данного изобретения заключается в том, что морфология гранулята, с точки зрения размера и формы частиц, не изменялась в ходе упаковки, перевозки навалом, обычном обращении с ними и заполнении форм.
В итоге, ключевым технологическим выводом является то, что продукт по данному изобретению имеет диаметры частиц, почти полностью лежащие в диапазоне между 1,0 и 0,1 мм, что вполне соответствует промышленным требованиям, предъявляемым для работы с керамической композицией, так как количество порошка (с диаметром менее 0,1 мм) составляет менее 7%, в то время как принятые в настоящее время требования по работе с керамическими гранулами допускают содержание мелких частиц до 14%. Таким образом, следует отметить, что характеристики гранулята не отличаются от характеристик гранулированного продукта, имеющегося сейчас на рынке и полученного путем распыления размолотой во влажном состоянии композиции, и они даже лучше, чем некоторые из таких продуктов. Кроме того, с точки зрения преимуществ, получено только 6% крупных зерен, т.е. зерен более 1 мм. Следует отметить, что крупные зерна (более 1 мм) в данном способе возвращают в процесс и снова размалывают. Промышленные грануляты с гранулами крупнее 1 мм бесполезны для потребителей. Такой процентный состав также является вполне удовлетворительным, так как обеспечен способ гранулирования с 94% выходом полезного продукта от подаваемого в устройство материала.
В результате, обеспечен способ гранулирования после размола в сухой фазе, при этом гранулят имеет свойства, эквивалентные гранулятам, полученным при производстве керамических материалов способом размола во влажном состоянии, с последующим распылением суспензии.
По сравнению со способом гранулирования путем распыления, применяемым в настоящее время при производстве керамических материалов, при использовании способа гранулирования по данному изобретению, можно достичь следующих преимуществ.
Высокая экономия энергии, порядка 80%, обусловленная 75-80% снижением потребления воды при гранулировании и 10-20% снижением потребления энергии при последующем прессовании гранул, полученных по данному изобретению.
По данному изобретению время, необходимое для перехода от производства одного типа определенной композиции к производству другого типа керамической композиции, является очень небольшим, около одного часа, тогда как время перехода в случае способа распыления является очень продолжительным и занимает несколько дней.
Капиталовложения для внедрения устройства для гранулирования, используемого в способе по изобретению, для обработки продуктов, полученных размолом в сухой фазе, являются значительно более низкими, чем в случае способа гранулирования путем распыления продукта, полученного размолом во влажном состоянии, при одинаковой конечной производительности.
Способ гранулирования по данному изобретению представляет собой новую, безопасную для окружающей среды технологию, с нулевыми выбросами, так как не происходит загрязнения водных горизонтов и воздуха, а потребление воды является значительно более низким.
После того как данное изобретение, а также его предпочтительное воплощение в виде неограничивающего примера, в достаточной степени описаны, остается только добавить, что его реализацию и применяемые материалы можно модифицировать, не выходя за рамки области защиты данного изобретения, определенной в приложенной формуле изобретения.
Claims (14)
1. Способ гранулирования путем агломерации глинистых керамических композиций, размолотых в сухой фазе, отличающийся тем, что он включает следующие стадии:
- введение, при комнатной температуре, керамической композиции из порошкообразных компонентов в сухой фазе с размером частиц менее 120 мкм, полученной при размоле глинистых минералов и неорганического материала, в горизонтально расположенное цилиндрическое устройство (1) через первый торец; при этом в состав композиции входит до 60% глинистых минеральных компонентов, относительно общего вводимого количества;
- введение в цилиндрическое устройство (1) количества воды, без связующих или добавок, определяемого в зависимости от вводимого количества керамической композиции и от параметров получаемых гранул;
- непрерывное гранулирование указанной керамической композиции из порошкообразных компонентов в цилиндрическом устройстве (1) посредством перемещения указанных компонентов, для образования гранул, от указанного первого торца до второго торца, обусловленного вращательным действием центрального вала (2b) с перпендикулярными ему стержнями (2а), снабженными лопатками (2а) на концах, при этом скорость вращения вала (2b) составляет от 500 до 3000 об/мин; причем скорость вращения и количество воды поддерживают постоянными в ходе гранулирования керамической композиции из порошкообразных компонентов, и скорость вращения зависит от вводимой керамической композиции и от параметров получаемых гранул, и
- извлечение гранулированного материала из цилиндрического устройства (1) через указанный второй торец.
- введение, при комнатной температуре, керамической композиции из порошкообразных компонентов в сухой фазе с размером частиц менее 120 мкм, полученной при размоле глинистых минералов и неорганического материала, в горизонтально расположенное цилиндрическое устройство (1) через первый торец; при этом в состав композиции входит до 60% глинистых минеральных компонентов, относительно общего вводимого количества;
- введение в цилиндрическое устройство (1) количества воды, без связующих или добавок, определяемого в зависимости от вводимого количества керамической композиции и от параметров получаемых гранул;
- непрерывное гранулирование указанной керамической композиции из порошкообразных компонентов в цилиндрическом устройстве (1) посредством перемещения указанных компонентов, для образования гранул, от указанного первого торца до второго торца, обусловленного вращательным действием центрального вала (2b) с перпендикулярными ему стержнями (2а), снабженными лопатками (2а) на концах, при этом скорость вращения вала (2b) составляет от 500 до 3000 об/мин; причем скорость вращения и количество воды поддерживают постоянными в ходе гранулирования керамической композиции из порошкообразных компонентов, и скорость вращения зависит от вводимой керамической композиции и от параметров получаемых гранул, и
- извлечение гранулированного материала из цилиндрического устройства (1) через указанный второй торец.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание влаги в порошкообразных компонентах при введении их в цилиндрическое устройство (1) составляет от 0,5 до 2,5% масс.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание влаги в гранулированном материале на выходе из цилиндрического устройства (1) составляет от 8 до 15% масс., в зависимости от вводимой в цилиндрическое устройство (1) керамической композиции.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что гранулированный материал подвергают стадии непрерывной поточной сушки, чтобы снизить содержание влаги до 6-7% масс., при соответствующей температуре, в зависимости от количества воды, которую следует удалить, а также от доступного времени и пространства.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что температура сушки составляет от 40 до 90°C.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводимое количество воды составляет от 11 до 13% масс. исходя из сухой массы, подлежащей гранулированию.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что керамическую композицию из глинистых минералов и неорганического материала получают путем их смешивания и указанное смешивание можно осуществить перед размолом минералов и материалов, в ходе их размола, после размола или в ходе гранулирования в цилиндрическом устройстве (1).
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что глинистые минералы выбирают из иллитовых глин, каолинитовых глин и/или огнеупорных глин, или их смесей; а неорганические материалы выбирают из кварцевого песка, песка полевого шпата, натриевых полевых шпатов, калиевых полевых шпатов, литиевых полевых шпатов, пегматита, магнетита, карбоната кальция, карбоната магния или из смесей.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию гранулирования проводят при температуре от 30 до 50°C.
10. Способ по п.4, отличающийся тем, что после сушки гранулированный материал подвергают классификации по размерам, в зависимости от измеренных размеров гранул путем рассева, где
- от 90 до 96% гранулированного материала имеет размеры от 0,1 до 1 мм,
- от 6 до 8% гранулированного материала имеет размеры менее 0,1 мм, что относят к порошку, который возвращают в способ на стадию гранулирования, и
- от 0 до 10% гранулированного материала имеет размеры более 1 мм, и его возвращают на повторную обработку размолом.
- от 90 до 96% гранулированного материала имеет размеры от 0,1 до 1 мм,
- от 6 до 8% гранулированного материала имеет размеры менее 0,1 мм, что относят к порошку, который возвращают в способ на стадию гранулирования, и
- от 0 до 10% гранулированного материала имеет размеры более 1 мм, и его возвращают на повторную обработку размолом.
11. Цилиндрическое устройство (1) для гранулирования путем агломерации керамических композиций, отличающееся тем, что оно включает:
- горизонтально расположенное цилиндрическое тело (1) с первым торцом и вторым торцом,
- центральный вал (2b), проходящий внутри цилиндрического тела (1) от первого торца до второго торца и имеющий скорость вращения от 500 до 3500 об/мин,
- группу радиальных стержней (2), расположенных вдоль вала (2b);
причем каждая группа образована четырьмя стержнями (2), находящимися под углом 90° друг к другу, и указанные стержни (2) имеют концы в форме лопаток (2а),
- ввод (3) для регулируемого дозирования порошкообразного материала, имеющего размер частиц менее 120 мкм, расположенный в верхней части первого торца цилиндрического тела (1),
- выход (4) для гранулированного материала, расположенный в нижней части второго торца цилиндрического тела (1),
- ввод для воды, для регулируемого дозирования воды, расположенный на первом конце цилиндрического тела (1).
- горизонтально расположенное цилиндрическое тело (1) с первым торцом и вторым торцом,
- центральный вал (2b), проходящий внутри цилиндрического тела (1) от первого торца до второго торца и имеющий скорость вращения от 500 до 3500 об/мин,
- группу радиальных стержней (2), расположенных вдоль вала (2b);
причем каждая группа образована четырьмя стержнями (2), находящимися под углом 90° друг к другу, и указанные стержни (2) имеют концы в форме лопаток (2а),
- ввод (3) для регулируемого дозирования порошкообразного материала, имеющего размер частиц менее 120 мкм, расположенный в верхней части первого торца цилиндрического тела (1),
- выход (4) для гранулированного материала, расположенный в нижней части второго торца цилиндрического тела (1),
- ввод для воды, для регулируемого дозирования воды, расположенный на первом конце цилиндрического тела (1).
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что ввод для воды расположен во вводе для порошкообразного материала.
13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что ввод для воды расположен внутри центрального вала (2а) и соединен с концами лопаток (2а).
14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что воду вводят путем распыления.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ESP201001374 | 2010-10-26 | ||
| ES201001374A ES2425017B1 (es) | 2010-10-26 | 2010-10-26 | Granulacion por aglomeracion de composiciones ceramicas molturadas en fase seca |
| PCT/ES2011/070738 WO2012056077A1 (es) | 2010-10-26 | 2011-10-25 | Granulación por aglomeración de composiciones cerámicas molturadas en fase seca |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013120987A RU2013120987A (ru) | 2014-12-10 |
| RU2566405C2 true RU2566405C2 (ru) | 2015-10-27 |
Family
ID=45993209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013120987/05A RU2566405C2 (ru) | 2010-10-26 | 2011-10-25 | Способ и устройство для гранулирования путем агломерации керамических композиций, размолотых в сухой фазе |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9387480B2 (ru) |
| EP (1) | EP2633903B1 (ru) |
| CN (1) | CN103269784B (ru) |
| BR (1) | BR112013010071B1 (ru) |
| ES (2) | ES2425017B1 (ru) |
| MX (1) | MX356277B (ru) |
| PL (1) | PL2633903T3 (ru) |
| PT (1) | PT2633903T (ru) |
| RU (1) | RU2566405C2 (ru) |
| WO (1) | WO2012056077A1 (ru) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9272468B1 (en) * | 2008-04-03 | 2016-03-01 | Purdue Research Foundation | Apparatus and method for producing biobased carriers from byproducts of biomass processing |
| ES2442465B1 (es) * | 2012-07-11 | 2014-08-11 | Cosentino Research And Development, S.L. | Procedimiento para la fabricación de superficies sólidas para construcción |
| CN103861520A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 南通华兴磁性材料有限公司 | 一种节能喷雾造粒塔 |
| RU2522113C1 (ru) * | 2013-06-14 | 2014-07-10 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для изготовления керамзита |
| EA201501169A1 (ru) * | 2013-11-28 | 2016-10-31 | Калес Де Ла Плана, С.А. | Способ получения гранул для изготовления керамической плитки |
| RU2609781C1 (ru) * | 2015-12-07 | 2017-02-03 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Сырьевая смесь для производства керамзита |
| IT201600096358A1 (it) * | 2016-09-26 | 2018-03-26 | L B Off Mec S P A | Metodo per produrre materiale ceramico scorrevole in forma di polvere per la fabbricazione di piastrelle ceramiche |
| CN106477617B (zh) * | 2016-11-29 | 2019-05-07 | 安徽工业大学 | 一种烟气脱硫副产物低温氧化装置 |
| CN108097161A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-01 | 王翠萍 | 固体颗粒制剂的高孔隙率成粒方法及设备及固体颗粒制剂 |
| EP3640227B1 (en) * | 2018-10-15 | 2021-12-22 | Vecor IP Holdings Limited | Process for making a ceramic particulate mixture |
| CN113171848B (zh) * | 2020-09-29 | 2023-11-17 | 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心 | 一种用于天然二维黏土材料剥离的球磨装置及其剥离方法 |
| BR102021022287A2 (pt) * | 2021-11-05 | 2022-01-11 | Miranda Salgueiro Alexandre | Processo de produção de aditivo redutor de temperatura de sinterização de massas cerâmicas,composição e produto resultante |
| CN116272645B (zh) * | 2023-05-11 | 2023-08-04 | 中建环能科技股份有限公司 | 一种污水脱氮载体制备系统及制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4108932A (en) * | 1976-03-03 | 1978-08-22 | J. M. Huber Corporation | Method of agglomerating powders |
| RU2032619C1 (ru) * | 1989-10-25 | 1995-04-10 | Хехст АГ | Способ получения кристаллического силиката натрия слоистой структуры |
| EP0699640A1 (en) * | 1994-08-05 | 1996-03-06 | Manfredini E Schianchi S.R.L | Method for producing granules from ceramic powders, said granules and apparatus for their production |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH490110A (de) | 1969-02-28 | 1970-05-15 | Spemag Ag | Mischmaschine |
| CA967136A (en) | 1969-07-28 | 1975-05-06 | Apparao T. Lengade | Hydrocarbon conversion catalyst |
| US4944905A (en) | 1984-01-18 | 1990-07-31 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Particulate ceramic useful as a proppant |
| US4680230A (en) | 1984-01-18 | 1987-07-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Particulate ceramic useful as a proppant |
| JPH02164751A (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-25 | Kawatetsu Mining Co Ltd | 顆粒状ウィスカーおよびその製造方法 |
| US5094604A (en) * | 1990-12-19 | 1992-03-10 | Oil-Dri Corporation Of America | Apparatus for making granular absorbent from fibrous materials |
| JP3213013B2 (ja) * | 1991-03-16 | 2001-09-25 | ティーディーケイ株式会社 | 混合造粒装置 |
| RU2129987C1 (ru) * | 1998-01-09 | 1999-05-10 | Открытое акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Способ переработки алюмокремниевого сырья |
| CN101234888B (zh) | 2007-01-29 | 2012-12-19 | 林海荣 | 一种仿天然石材瓷砖及其制造方法 |
| CN100412301C (zh) | 2007-02-02 | 2008-08-20 | 南安协进建材有限公司 | 利用花岗岩石板材加工尾料生产的大颗粒干拌通体仿石外墙砖及其生产方法 |
-
2010
- 2010-10-26 ES ES201001374A patent/ES2425017B1/es active Active
-
2011
- 2011-10-25 RU RU2013120987/05A patent/RU2566405C2/ru active
- 2011-10-25 CN CN201180062794.9A patent/CN103269784B/zh active Active
- 2011-10-25 MX MX2013004698A patent/MX356277B/es active IP Right Grant
- 2011-10-25 BR BR112013010071-0A patent/BR112013010071B1/pt active IP Right Grant
- 2011-10-25 PT PT118356732T patent/PT2633903T/pt unknown
- 2011-10-25 PL PL11835673T patent/PL2633903T3/pl unknown
- 2011-10-25 ES ES11835673T patent/ES2871048T3/es active Active
- 2011-10-25 US US13/881,549 patent/US9387480B2/en active Active
- 2011-10-25 WO PCT/ES2011/070738 patent/WO2012056077A1/es active Application Filing
- 2011-10-25 EP EP11835673.2A patent/EP2633903B1/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4108932A (en) * | 1976-03-03 | 1978-08-22 | J. M. Huber Corporation | Method of agglomerating powders |
| RU2032619C1 (ru) * | 1989-10-25 | 1995-04-10 | Хехст АГ | Способ получения кристаллического силиката натрия слоистой структуры |
| EP0699640A1 (en) * | 1994-08-05 | 1996-03-06 | Manfredini E Schianchi S.R.L | Method for producing granules from ceramic powders, said granules and apparatus for their production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112013010071A2 (pt) | 2017-10-24 |
| ES2425017A1 (es) | 2013-10-10 |
| MX2013004698A (es) | 2013-08-29 |
| WO2012056077A1 (es) | 2012-05-03 |
| ES2425017B1 (es) | 2014-09-30 |
| ES2871048T3 (es) | 2021-10-28 |
| CN103269784A (zh) | 2013-08-28 |
| PT2633903T (pt) | 2021-06-01 |
| US20130248625A1 (en) | 2013-09-26 |
| PL2633903T3 (pl) | 2021-10-25 |
| EP2633903A4 (en) | 2017-01-04 |
| EP2633903A1 (en) | 2013-09-04 |
| BR112013010071B1 (pt) | 2024-03-05 |
| RU2013120987A (ru) | 2014-12-10 |
| US9387480B2 (en) | 2016-07-12 |
| MX356277B (es) | 2018-05-22 |
| EP2633903B1 (en) | 2021-04-28 |
| CN103269784B (zh) | 2016-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2566405C2 (ru) | Способ и устройство для гранулирования путем агломерации керамических композиций, размолотых в сухой фазе | |
| CN101912811B (zh) | 一种制备霞石正长岩粉体的方法 | |
| CN102557583A (zh) | 建筑陶瓷节能干法制粉工艺 | |
| CN101121282B (zh) | 一种半干法制备建筑陶瓷用坯料的工艺 | |
| JP2007522070A (ja) | 粉砕ボール及びその製造方法 | |
| CN110216777B (zh) | 干压成型陶瓷砖坯体生产工艺 | |
| US6758893B2 (en) | Granular pigments useful to color concrete | |
| CA2681324A1 (en) | Granulated kaolin compositions and processes for their production | |
| RU2515786C1 (ru) | Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для производства строительных изделий | |
| CN109053204A (zh) | 一种耐火铸造砂及其制备方法 | |
| CN106957151A (zh) | 含有稀土的碱石灰硼硅酸盐空心玻璃微珠及其生产方法 | |
| CN104876595B (zh) | 氧化镁纳米粉制备氧化锆质定径水口的方法及设备 | |
| WO2015009461A2 (en) | Glass microbubbles, raw product, and methods of making the same | |
| CN104520245A (zh) | 具有低硼含量的低密度玻璃颗粒 | |
| WO2010140918A1 (ru) | Способ получения кремнеземсодержащего связующего и изделий, материалов на основе кремнеземсодержащего связующего | |
| TW305822B (ru) | ||
| CN105347701A (zh) | 一种纳米氢氧化钙粉体的制备方法 | |
| CN112010578A (zh) | 一种免烧赤泥基地聚合物及其制备方法 | |
| CN109020246A (zh) | 一种新型玻璃纤维配合料配方及其生产工艺 | |
| KR100415005B1 (ko) | 초미립자 시멘트계 주입재 조성물 및 이를 제조하기 위한 제조 장치 및 방법 | |
| CN106396696A (zh) | 莫来石球形骨料增强耐火材料的制备方法 | |
| Nassetti et al. | Granulation of powders for whitebody ceramic tiles | |
| CN1022751C (zh) | 制备非颜料二氧化钛粉末的方法 | |
| CN218286074U (zh) | 细颗粒铁尾矿免烧透水砖制备装置 | |
| CZ2006793A3 (cs) | Zpusob výroby prumyslového silikátového granulátu, zejména kaolinového, jílového, betonitového a páleného |