本发明涉及一种物料的制粒方法,例如石灰粉或类似物料的制粒方法。本发明的方法利用了一种带有刮离拌和装置的逆流式拌和机,所说的刮离拌和装置围绕着一根垂直轴旋转。 在公知的制粒方法中,不是使用旋转盘就是使用一种具有碾磨装置的螺旋输送设备。这些方法有许多缺点。例如用旋转盘原理制粒时,一般要求配有一套昂贵的设备,而且这种制粒方法本身不适合制取层状结构的颗粒。因为其形状不稳定,颗粒容易破碎。
特别是,旋转盘倾斜部分使其制造成本高,倾斜部分使围绕旋转轴的物料分布不均,这就需要大而结实的轴承和轴来承受强烈的冲击。
用具有碾磨装置的螺旋输送设备制粒时,物料要在螺旋输送装置中润湿,在碾磨装置中湿磨,然后通过一个振动筛面或象所谓的切碎机那样,通过一个带有许多适宜制粒孔的孔板,搅拌好的物料以一定的长度排出,并且被切成适当大小的颗粒。这种加工方法也需要相当高地成本。此外,由于在切断以前需要润湿、拌和,所以这种方法需要扩大原料的预处理和后续处理工序。切断后的物料不得不接着进行某种程度的干燥,用这种方法获得的非球形颗粒不能承受诸如贮存或运输所引起的压力作用,这样,容易导致物料的浪费。
此外,这种方法生产如2毫米的小颗粒也是不可能的。因为它的最小粒度为8-10毫米。一种具有碾磨装置的螺旋输送设备的制造也是昂贵的,因为碾磨装置的辊不得不是很重的,并且带有许多孔的孔板必须有很结实的结构,例如板的厚度为50~100毫米,孔板上的这些孔可使物料通过。另外,在厚板上钻许多孔是非常费事的。
这两种制粒方法的共同点是它们的产量相当低,这就使成品的成本增加。
在球磨机的旋转混合容器中使用石子是众所周知的。然而,这些石子的作用是使物料粉碎,这与本发明的目的正好相反。
本发明的目的是提供一种适合于粉粒状物料(如石灰或类似物料)的制粒方法。它利用简单的设备就可以容易地生产稳定的颗粒,而且废品很少。同时,加工和原始的成本都低。为此利用了一种带有刮离拌和装置的逆流式拌和机,所说的刮离拌和装置围绕着一根垂直轴旋转,其特征在于,拌和容器的底部覆盖有一层球形物体,将原料(如石灰)加入,并根据其原始水份使其与拌和介质相混合,以达到一个给定的水分含量,接着,使拌和装置转动,使原料经过一段给定的转动时间(取决于原料的水分)后,粘到球形体上,接着再使刮离拌和装置转动一段时间(取决于实际水份含量),使聚集在所说球形体上的物料剥离,并落在拌和容器的底部,在刮离拌和装置将物料送到置于容器底部的排料筛上时,物料便受到了成型的最后处理,成为成品颗粒。
在本发明中,球形体是由金属(如钢铝),或由陶瓷材料、或由石英砂、densit、或由石头(如燧石粒)制成,球形体的直径范围在10~200毫米之间。
此外,原料的水分含量调节到5~50%,最好为5~15%。加入一定量的粘合介质,如膨润土、熟石灰、烧结粘土、水泥、羧甲基纤维素、焦油物质、胶质或perdur、以保证每个粉粒的粘接。拌和时间为2~60分钟,最好为5~10分钟。
所使用的逆流式拌和机(与所说的球磨机相反)有一个基本上垂直旋转的轴,它实质上使得“拌和石”不断地堆集在容器的底部,而不是象球磨机工作的情况那样在容器中翻滚,这种翻滚结果使物料被粉碎。
然而,根据本发明的方法,由于物料本身的性质或所添加的水分,所得到的不是粉碎了的原料(石灰、粘土和类似的物料),而是使原料粘到石头上。在由旋转拌和所建立的物料层进行脱水或干燥后不久,物料对拌和石的粘附随即停止。物料剥皮并收集在容器底部,被从位于容器底部的筛子上刮出,成为成品。
很明显,制粒过程可以包括添加水份、干燥以及粘附,这样便可制取各种不同性质的颗粒。
本发明通过下列最佳实施例的描述,将会得到更充分的理解。参见附图,其中:
图1是适合于本发明方法的拌和及制粒容器的垂直剖面图;
图2是取沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的断面图。
图1表示带有容器2的拌和机1,容器2可以是固定的或转动的,它的底部充满了一层石子或类似物3(如燧石粒)。为了清楚起见,容器的底部仅表示有一部分被石子所覆盖。电机6驱动拌和机运转,电机6悬挂在横梁7上,拌和机还可以先安装一个顶板或盖板,然后电机再被固定在该顶板或盖板上。这样,在使用中,将原料(如石灰)加入。为了制粒过程能够进行,原料必须有一定的水分含量,如8~10%。如果水分低于这一范围的下限,可以采用雾化水进行润湿,随后制粒过程再开始。
在制粒过程中,一定数量的适于制粒过程的拌和臂4使得石头和原料之间有一恰当的粘结力和恰当的拌和,石灰在这个过程中被干燥。当原料或石灰干燥达到一个特定的粘度时,原样作为石灰皮层几乎会立即粘附在石头表面上,这时进行进一步的旋转和干燥,这些物料几乎又将立即从石头上大块脱离沉积。这种沉积的物料收集在容器的底部,借助于拌和刮离装置4,物料传送到置于容器中的筛子5上,成为所要求尺寸和形状的成品颗粒。此时,安装在筛子下面的底板(没有画出)打开,颗粒从容器中连续排出。
众所周知,根据产品的性质和颗粒尺寸。可以把在拌和容器的旋转速度、拌和臂的数量和它们的旋转方向及速度,以及拌和容器中的空气温度之间的某种相互关系置于特定的和所希望的状态。
由于拌和机的容器可以是固定的,同旋转盘不一样,不需要用结实的轴承来悬挂拌和容器,这就使费用降低。由于拌和装置的旋转作用,球和物料围绕拌和装置的旋转轴自动地对称分布。这样对拌和装置的轴承所受到的冲击力是相当小的。即使将本发明的方法使用在一个具有水平安装的旋转容器和旋转拌和装置的拌和机中,轴承所受到的冲击力也比在相应转盘中球分布均匀对轴承所产生的冲击力要小。
同用具有碾磨装置的螺旋输送设备制取的颗粒相比,本发明所使用的设备也是非常便宜的。因为碾磨装置笨重的碾辊已经由许多小球所取代,并且所必需的带有许多孔的厚板也可以取消。当压出物料通过开有孔的底板时,只需克服底板的摩擦力即可,因为按照本发明的方法,颗粒通过出口筛时,基本上是自动进行的。
此外,本发明的方法使得生产例如1-2毫米的小颗粒成为可能,这就克服了上述用碾磨机所能制取最小粒度只能为8-10毫米的不足。
因此,用本发明的方法和现有已知的简单设备相结合,除了可以直接节省成本外,还可以使设备的生产能力在单位时间内比现有的生产能力大。此外,试验已经表明,大于75%的成品颗粒有一基本均匀和所需要的颗粒尺寸。其余25%的颗粒分布是15%的颗粒尺寸略大,10%的颗粒尺寸略小。故此,本发明的方法的意义在于,在制粒过程中基本上没有废品产生。
下面简要地描述四种不同的实施例。
在第一个实施例中,本发明的方法在一个滚筒拌和机中,被用来制取石灰粒。该拌和机的容量为1500升,制粒物料是1200公斤的燧石粒,其直径为65~85毫米。在拌和过程中,600公斤的石灰被加入并被润湿到水份含量为12%的程度,在经过大约6分钟的拌和后,产品被排出,结果为85%的产品是所需要的1-2毫米的颗粒,没有小于0.5毫米的颗粒,也没有大于4毫米的颗粒。
本发明的方法还被用来处理通常所说的格陵兰晶石粉,处理这种格陵兰晶石粉使用上述的设备也是成功的,所制得的颗粒尺寸为1-3毫米。这个制粒试验使用了3000升拌和容积的拌和机和1000公斤的冰晶石,并取得了同样好的结果。这样,一种副产品便可以被制成为一种颗粒产品,这种颗粒进一步处理可成为一种有用的产品。
在第三种实施例中,本发明的方法用来处理氧化铁粉。这种氧化铁粉可能污染环境。然而,按照本发明的方法,可以将其转变为2-3毫米的无尘颗粒。这便有可能使氧化铁粉的输送和使用以一个于环境而言恰当又安全的方式进行。
最后,本发明的方法还对煅烧白云石粉进行了实验。这种白云石粉的粒度小于0.03毫米,对于这种颗粒,实验采用的拌和机的容积为500升,加入300公斤60~80毫米的椭圆形卵石,白云石粉的加入量大约为160公斤,制粒时间也是6分钟。结果是颗粒的尺寸为0.5~3毫米,成品水分为11.5%。这种实验还可产生水分为6.6%,尺寸为0.2~1.5毫米的颗粒。在这种实验中,还对上述颗粒进行了风耗试验,结果分别得到9%和12%的粉尘粒低于30微米。
这个结果可以与由旋转盘制取的同种物料颗粒相比较,由旋转盘制取的颗粒尺寸为0.2~3毫米,水分为11.8%。然而,在这种情况下,风耗试验表明,构成产品29%的粉尘粒低于30微米。
本发明的方法还可用于对于过滤粉尘进行粒化,这些干过滤粉尘在颗粒中的水分含量是最低的。粒化的唯一目的在于获得无尘颗粒,因为在过滤粉尘中含有石英粉和其它有害物质。粒化后的颗粒与湿粘土混合,然后焙烧。因此从经济观点看,使颗粒中水分含量尽可能地低是重要的。下面的表格表示了四种独立的、具有不同水分的实验,每种实验的原料用量都是160公斤。
实验号 水分含量(%) 颗粒尺寸(毫米)
1 无尘 10 0.2-2
2 - 10.8 0.2-2
3 - 15 2-8
4 - 16.5 4-10