專利名稱：研磨至少含有鈣和金屬雜質(zhì)的礦物材料的方法和適于研磨所述含鈣和金屬雜質(zhì)的礦物材 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及從至少含有鈣和金屬雜質(zhì)的礦物材料獲得用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑的細級分的方法，以及適于研磨所述包含鈣和金屬材料的礦物材料的設備。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑例如水泥的特殊應用，特別是從來自冶金工業(yè)的礦渣中。
背景技術：
在生產(chǎn)水硬性水泥中，使用石灰的常規(guī)方法存在放出大量CO2至空氣中和以燃料形式消耗大量能量的缺點。
高鈣含量的其他材料可以用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑。其中，來自冶金工業(yè)的礦渣是可通過制造水硬性水泥被再加工的原料的來源，從而避免了上述缺點。將這種礦渣用于制造水泥也使處理來自冶金工業(yè)的廢料成為可能。然而，在其生產(chǎn)過程中，礦渣產(chǎn)生不同粒度的金屬顆粒，在水泥中存在不同粒度的金屬顆粒，尤其是如果粗顆粒留在產(chǎn)品中，可能會降低其性能。當用于生產(chǎn)水泥的研磨機是球磨機時，金屬顆粒會在研磨過程中通過滾珠間的碰撞而破碎。因為在最終產(chǎn)品中它們的小粒度，它們的存在不會損害水泥的質(zhì)量。然而，球磨機與其他通過壓制材料床來操作的研磨機相比能效低，且消耗后者所需能量的約兩倍。一種通過材料床壓制來操作的研磨機的例子在文獻EP0486371中被公開。在該文獻中的研磨機包括由圓筒內(nèi)壁形成的大致水平的被旋轉(zhuǎn)運動地驅(qū)動的環(huán)形軌道，和夠在所述軌道上滾動的滾筒。當圓筒被設置為旋轉(zhuǎn)時，材料在滾筒和圓筒內(nèi)壁之間被研磨、壓制。然而，因為金屬顆粒的高延展性，壓制研磨不能使金屬顆粒完全破碎。因此，粗金屬顆粒仍然存在于離開研磨機的材料中，或堆積在研磨機自身內(nèi)。通常在研磨機的輸入處存在磁性分離步驟。該步驟的作用是阻止可能通過材料的壓制損壞研磨機輪(滾筒)的大的磁性元素進入。然而，該磁性分離步驟不能消除在礦渣碎片中所包含的金屬級分。也由文獻WO 97/14760中了解到一種主要由氧化鐵構(gòu)成的粒度在ΙΟΟμπι和600 μ m之間的磨料制品、其用途、其生產(chǎn)方法及由礦渣生產(chǎn)二次金屬顆粒產(chǎn)品的方法。該方法的目的是獲得具有特殊應用，例如作為研磨添加劑或用于生產(chǎn)道渣的二次金屬顆粒產(chǎn)品O該方法旨在選擇礦渣中的大多數(shù)金屬部分，并依次包括如下步驟-將礦洛進料至研磨機中，-在研磨機中研磨礦洛,獲得研磨材料，-在吹風條件下分揀所述研磨材料，從而從第一細級分中分離出大部分金屬級分，-磁性分揀所述大部分金屬級分，從而從精制產(chǎn)品中分離出非磁性產(chǎn)品，
-在吹風條件下分揀精制產(chǎn)品，從而從第二細級分中分離出包含多種截然不同粒度的金屬顆粒，這種方法有可能選擇出材料中的大部分金屬部分，但是不適合于滿意地提取留殘余地包含在礦物材料中的金屬雜質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過提出從至少含有鈣和金屬雜質(zhì)的礦物材料中獲得用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑的細級分的方法來克服上述缺點，從而使獲得提高質(zhì)量的適合用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑的最終產(chǎn)品成為可能。本發(fā)明的另一目的是提出適合實施上述方法的裝置。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將在僅作為說明性給出的而非限制目的的說明過程中 示出。本發(fā)明首先涉及從至少含有鈣和金屬雜質(zhì)的礦物材料中獲得用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑的細級分的方法。所述方法在包括研磨機和粒度選擇裝置的設備中實施，所述粒度選擇裝置被稱作選擇裝置，能夠?qū)⒉牧戏蛛x為兩個級分。所述方法包括如下步驟-提供所述礦物材料，其包含全部或部分來自冶金工業(yè)的礦渣，-通過用研磨機進行材料床壓制來研磨所述礦物材料，獲得研磨材料，-用所述選擇裝置將所述研磨材料分離為所述細級分和粗級分，-使所述粗級分返回到所述研磨機中，以進行進一步的研磨步驟。根據(jù)本發(fā)明，通過使研磨材料的至少一部分經(jīng)受用于從礦物材料中分離金屬雜質(zhì)的磁性分揀來提取金屬雜質(zhì)，所述分揀在所述選擇裝置的下游和所述研磨機的上游的粗級分中進行，或在分離所述研磨材料之前在所述研磨機和所述選擇裝置之間進行。根據(jù)任選特征單獨或組合進行-所述分揀發(fā)生在所述選擇裝置的下游和所述研磨機的上游的粗級分中，分揀的礦物材料返回到所述研磨機，分揀的金屬材料被排出；-所述粗級分按重量計占來自所述研磨機的所述研磨材料的至少80%；-一部分新鮮礦物材料直接供給所述選擇裝置；-所述細級分構(gòu)成最終產(chǎn)品；-所述選擇裝置至少由裝有旋轉(zhuǎn)器的動態(tài)分離器組成；-除了所述動態(tài)分離器外，所述選擇裝置包含主要由上升管構(gòu)成的靜態(tài)分離器，從所述靜態(tài)分離器排出的細材料進料到所述動態(tài)分離器入口 ；-所述靜態(tài)分離器實現(xiàn)大于I毫米的粒度分離，所述動態(tài)分離器實現(xiàn)粒度小于100微米的粒度分離；-所述礦物材料是來自冶金工業(yè)的礦渣和礦物質(zhì)的混合物，所述礦物質(zhì)按重量計最高能為來自冶金工業(yè)的礦渣的20%。本發(fā)明還涉及適合于研磨至少含有鈣和金屬雜質(zhì)的金屬材料的設備，其包括-研磨機和粒度分離裝置，所述粒度分離裝置被稱為選擇裝置，能夠?qū)⒉牧戏蛛x為兩個級分，一種細級分和另一種粗級分，所述選擇裝置包括裝有旋轉(zhuǎn)器，特別是帶有垂直軸的動態(tài)分離器，在所述垂直軸的外圍裝有葉片，所述選擇裝置能夠通過使顆粒經(jīng)受相反的力根據(jù)粒度分離顆粒，首先是所述旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的趨于排斥顆粒的力，以及其次是通過向所述旋轉(zhuǎn)器中心吸氣的速度產(chǎn)生的吸引力，-第一輸送裝置，用于將從所述研磨機排出的所述研磨材料輸送至所述選擇裝置的入口，-第二輸送裝置，用于將從所述選擇裝置排出的所述粗級分輸送至所述研磨機的入口，根據(jù)本發(fā)明，所述設備還具有與所述第一輸送裝置和/或第二輸送配合的磁性裝置，其能夠從輸送材料中提取至少一些金屬雜質(zhì)。
根據(jù)該設備的任選特征-所述研磨機是水平輥式研磨機；-除所述動態(tài)分離器外，所述選擇裝置包括主要由上升管構(gòu)成的靜態(tài)分離器，由所述靜態(tài)分離器排出的細材料供給所述動態(tài)分離器的入口 ；-所述磁性裝置與所述第一輸送裝置配合；-所述磁性裝置與所述第二輸送裝置配合；本發(fā)明還涉及通過實施本發(fā)明方法獲得的作為最終產(chǎn)品的細級分用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑如水泥的用途或本發(fā)明的設備用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑如水泥的用途。


通過結(jié)合附圖閱讀下列描述，將會更好地了解本發(fā)明，其中-圖I是根據(jù)本發(fā)明研磨方法的第一實施方式的示意圖；-圖2是根據(jù)本發(fā)明研磨方法的第二實施方式的實施例；-圖3是根據(jù)本發(fā)明研磨方法的第三實施方式的實施例；-圖4是根據(jù)本發(fā)明研磨方法的第四實施方式的實施例。
具體實施例方式本發(fā)明涉及研磨至少含有鈣和金屬雜質(zhì)的礦物材料的方法。因此所述礦物材料10可包含全部或部分來自金屬工業(yè)的礦渣。例如，所述礦物材料是來自冶金工業(yè)的礦渣和礦物質(zhì)(尤其是含有鈣)的混合物。根據(jù)一個例子，所述礦物質(zhì)按重量計最高為來自冶金工業(yè)的礦渣的20%。研磨方法在包括研磨機2和粒度選擇裝置的設備I中實施，所述粒度選擇裝置被稱為選擇裝置3，能將該材料分離為兩個級分。所述研磨機2可以是帶有輪(或輥)的水平式研磨機。其可以是在文獻EP0486371中公開的研磨機的類型，包括帶水平軸的旋轉(zhuǎn)圓筒和至少一個設置在圓筒內(nèi)以便在圓筒內(nèi)表面形成的軌道上滾動的輥，以及驅(qū)動圓筒旋轉(zhuǎn)的裝置。在這種類型的研磨機里，當所述圓筒被驅(qū)動繞其軸線旋轉(zhuǎn)運動時，材料在所述滾筒和所述圓筒內(nèi)壁之間被研磨、壓制。所述粒度選擇裝置可包括裝有旋轉(zhuǎn)器的動態(tài)分離器4。尤其可以是文獻FR2642994或文獻FR2658096中所公開這種類型的動態(tài)分離器。
這種類型的動態(tài)分離器中，通過帶有垂直軸的、其周圍規(guī)則地分布有葉片的圓柱形或截頭圓錐形旋轉(zhuǎn)器進行分離。在所述葉片之間，顆粒經(jīng)受相反的力，也就是首先通過旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生并傾向于排斥顆粒的離心力，其次通過向所述旋轉(zhuǎn)器中心吸氣的速度產(chǎn)生并傾向于由其將顆粒攜帶向所述氣體出口的吸引力。在這種類型的動態(tài)分離器中，對于最粗尺寸的顆粒的離心力較高，對于最小尺寸的粒子吸引力最高，這樣進行所處理材料的粒度選擇。因此，尺寸小于給定的選擇粒度的材料被氣體帶向氣體出口，同時尺寸大于所述給定的粒度的材料沉降并被收集。除了所述動態(tài)分離器4外，所述選擇裝置可以包括主要由上升管構(gòu)成的靜態(tài)分離器5。在這種選擇裝置3中，通過兩個分離階段，從所述靜態(tài)分離器5排出的細材料材料進料到所述動態(tài)分離器4的入口。這種靜態(tài)分離器5可以是申請W02008/068432中公開的類型。這種靜態(tài)分離器主要由具有上升氣流的垂直管構(gòu)成，所述管在其底部具有氣體入口并裝配有下開口和上開口以及在所述下開口和所述上開口之間的待處理材料的進料口。在這種靜態(tài)分離器中，細材 料憑借所述上升氣流隨氣體通過上開口逸出，同時另一部分較粗材料不被所述氣體帶走，而是沉降通過下開口。這種靜態(tài)分離器還具有設置在所述下開口和所述導管進料口之間用于產(chǎn)生湍流的裝置，尤其以大概水平的葉片形式對著氣體導管的內(nèi)墻固定并朝向?qū)Ч苤行?，如在申請W02008/068432中所開發(fā)的。根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟-所述礦物材料10用研磨機2，通過材料床壓制研磨，得到研磨材料11，-通過所述選擇裝置3將所述研磨材料11分成細級分12(尤其是構(gòu)成最終產(chǎn)品)和粗級分13，-所述粗級分13返回到所述研磨機2中以進行進一步的研磨步驟。根據(jù)本發(fā)明，使研磨材料11或13的至少一些經(jīng)受用于從礦物材料中分金屬雜質(zhì)的分揀。這種分揀步驟可以是磁性分揀，特別是通過設備中的多種項目實施，例如磁性探測器和磁性提取器，尤其是安裝于輸送機上，特別是輸送待加工材料的輸送帶上。所述磁性探測器通過產(chǎn)生用于使含有所述金屬碎片的材料轉(zhuǎn)移的電磁場來探測金屬碎片。所述磁性提取器包括磁鐵并吸引磁性顆粒以清除它們。然而，設備的后一項目不能提取處于材料床層下面的磁性顆粒。有利的是，粗級分13可以按重量計至少占來自所述研磨機2排出的所述研磨材料的80%。這樣，產(chǎn)生大量的循環(huán)以便材料可經(jīng)過連續(xù)的多次分揀，尤其是磁性分類，從而提高分揀性能。憑借至少四次連續(xù)的材料通過磁性分揀步驟的通道，獲得令人滿意的磁性級分的去除，這對應于所述研磨材料的至少80%的剩余材料的比例。根據(jù)圖I至3所示的非限制性的實施方式，所述分揀可在所述選擇裝置3的下游和所述研磨機2的上游的所述粗級分U1中進行。分揀的礦物材料132返回到所述研磨機2，分揀的金屬材料14被排出。根據(jù)圖4所示的另一實施方式，分揀步驟可在分離所述研磨材料11之前，在所述研磨機2和所述選擇裝置3之間實施。根據(jù)圖3所示的非限制性的實施例，所述礦物材料10的一部分102直接供給所述
選擇裝置3?，F(xiàn)在，我們詳細地描述圖I至3的非限制性實施例。圖I示出了用材料床壓制研磨機類型的研磨機2和由裝有旋轉(zhuǎn)器的動態(tài)分離器4構(gòu)成的粒度選擇裝置3的研磨方法。待處理的材料10進料至所述研磨機2，進行研磨步驟，產(chǎn)生研磨材料11。該研磨材料11通過第一輸送裝置輸送至所述選擇裝置3，所述選擇裝置3將研磨材料11分成細級分12 (最終產(chǎn)品)和粗級分13。所述粗級分13通過第二輸送裝置再次輸送至所述研磨機2的入口。磁性裝置6和所述第二輸送裝置配合并從輸送的材料中提取一些金屬雜質(zhì)。更具 體地，分揀的金屬材料14被排出，分揀的礦物材料132通過所述第二輸送裝置發(fā)送至所述研磨機2的入口。圖2示出了本發(fā)明的第二實施方式。與圖I中的實施方式的區(qū)別在于礦物材料10的一部分102直接進料至所述選擇裝置3。所述研磨機2由直接提供的礦物材料的一部分101和由回收的材料132制備所述研磨材料11。所述選擇裝置3處理全部材料11和102，并分成所述細級分12 (最終產(chǎn)品)和所述粗級分13。所述粗級分由所述磁性裝置6進行磁性分揀。分揀的金屬材料14被排出，而分揀的礦物材料132被發(fā)送至所述研磨機2以進行進一步的研磨步驟。圖3標示本發(fā)明的第三實施方式，其中粒度選擇步驟包括兩個連續(xù)階段5、4。第一階段是靜態(tài)分離器5并進行對尺寸大于I毫米的大顆粒進行粒度分離，而第二階段是裝有旋轉(zhuǎn)器的動態(tài)分離器4并對尺寸小于100微米的較小顆粒進行粒度分離。具有高含量的細顆粒的原料10的一部分102被直接送至所述粒度選擇步驟，更具體地，進料至所述靜態(tài)分離器5的入口。所述研磨機2由直接提供給所述研磨機2的礦物材料10的一部分101和一部分回收的粗級分132制備所述研磨材料11。所述靜態(tài)分離器5和所述動態(tài)分離器4 一起處理材料11、102并從所述粗級分13中分出所述細級分12。更具體地，所述粗級分13由被所述靜態(tài)分離器5淘汰的粗級分16和被所述動態(tài)分離器4淘汰的粗級分15組成。所述粗級分13通過輸送裝置送至所述研磨機2的入口。磁性裝置6和輸送裝置配合，并從輸送的材料中提取一些金屬雜質(zhì)。更具體地，磁性裝置6排出分揀的金屬材料14，分揀的礦物材料132送至所述研磨機2進行進一步的研磨步驟。圖4中的實施方式通過與所述第一輸送裝置配合的磁性裝置在所述研磨機2和所述選擇裝置3之間的位置與圖I進行區(qū)別。從所述研磨機排出的研磨材料IlUl1經(jīng)受磁性裝置6的處理，排出分揀的金屬材料14，同時研磨材料11、112的另一部分送至所述選擇裝置3。在圖I至4的實施例方式中，所述研磨機可以是水平輥式研磨機。第一輸送裝置，如帶式輸送機或類似物，將從研磨機2排出的研磨材料11輸送至所述選擇裝置3的入口。第二輸送裝置，如帶式輸送機或類似物，將從所述選擇裝置3排出的粗級分13輸送至所述研磨機2的入口。
自然地，本領域技術人員在不脫離權利要求書所限定的本發(fā)明范圍下能夠想到其它的實施方 式例。
權利要求
1.從至少含有鈣和金屬雜質(zhì)的礦物材料(10)中得到用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑的細級分的方法，所述方法在包含研磨機(2)和粒度選擇裝置的設備(I)中實施，所述粒度選擇裝置被稱為能夠?qū)⒉牧戏殖蓛蓚€級分(12，13)的選擇裝置(3)，所述方法包括以下步驟-提供所述礦物材料(10)，其包含全部或部分來自冶金工業(yè)的礦渣，-用所述研磨機(2)通過材料床壓制來研磨所述所述礦物材料(10)，獲得研磨材料(11)，-通過所述選擇裝置(3)將所述研磨材料(11)分成所述細級分(12)和粗級分(13)，-使所述粗級分(13)返回到所述研磨機(2)以進行進一步的研磨步驟，其特征在于通過使至少部分所述研磨材料經(jīng)受用于從礦物材料中分離所述金屬雜質(zhì)的磁性分揀提取所述金屬雜質(zhì)，所述分揀在所述選擇裝置(3)的下游和所述研磨機(2)的上游的所述粗級分(13)中進行，或在分離所述研磨材料(11)之前在所述研磨機(2)和所述選擇裝置(3)之間進行。
2.根據(jù)權利要求I的方法，其中所述分揀在所述選擇裝置(3)的下游和所述研磨機(2)的上游的所述粗級分(U1)中進行，分揀的礦物材料(132)返回到所述研磨機(2)，分揀的金屬材料(14)被排出。
3.根據(jù)權利要求I或2的方法，其中所述粗級分(13)按重量計至少占來自所述研磨機(2)的所述研磨材料(11)的80%。
4.根據(jù)權利要求I至3任一項的方法，其中礦物材料(10)的一部分(102)直接供給所述選擇裝置(3)。
5.根據(jù)權利要求I至4任一項的方法，其中所述細級分(12)構(gòu)成最終產(chǎn)品。
6.根據(jù)權利要求I至5任一項的方法，其中所述選擇裝置(3)至少由裝有旋轉(zhuǎn)器的動態(tài)分離器(4)構(gòu)成。
7.根據(jù)權利要求6的方法，其中所述選擇裝置(3)，除了動態(tài)分離器(4)外，還包括主要由上升管構(gòu)成的靜態(tài)分離器(5)，從所述靜態(tài)分離器排出的細材料進料至所述動態(tài)分離器⑷的入口。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中靜態(tài)分離器(5)的實現(xiàn)大于I毫米的粒度分離，所述動態(tài)分離器(4)實現(xiàn)小于100微米的粒度分離。
9.根據(jù)權利要求I至8的方法，其中所述礦物材料是來自冶金工業(yè)的礦渣和礦物質(zhì)的混合物。
10.設計用于實施根據(jù)權利要求I至9任一項的方法的設備(I)，適于研磨至少含有鈣和金屬雜質(zhì)的礦物材料，所述設備包括-研磨機(2)和粒度分離裝置，所述粒度分離裝置被稱為能將材料分成兩個級分，一種細級分(12)、另一種粗級分(13)的選擇裝置(3)，所述選擇裝置(3)包含裝有旋轉(zhuǎn)器的動態(tài)分離器(4)，所述旋轉(zhuǎn)器帶有垂直軸并在其外圍提供有葉片，所述選擇裝置能夠通過使顆粒經(jīng)受相反的力來根據(jù)粒度分離顆粒，首先是所述旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的趨于排斥顆粒的力，其次是由向所述旋轉(zhuǎn)器中心吸氣的速度產(chǎn)生的吸引力，-第一輸送裝置，用于將從所述研磨機(2)排出的所述研磨材料(11)輸送至所述選擇裝置⑶的入口，-第二輸送裝置，用于將從所述選擇裝置(3)排出的所述粗級分(13)輸送至所述研磨機⑵的入口，其特征在于所述設備還具有與所述第一輸送裝置和/或第二輸送裝置配合的磁性裝置(6)，其能夠從輸送的材料(14)中提取至少一些所述金屬雜質(zhì)。
11.根據(jù)權利要求10的設備，其中所述研磨機(2)是水平輥式研磨機。
12.根據(jù)權利要求10或11的設備，其中所述選擇裝置(3)，除動態(tài)所述分離器(4)夕卜，還包括主要由上升管構(gòu)成的靜態(tài)分離器(5)，從所述靜態(tài)分離器排出的細材料進料至所述動態(tài)分離器(4)的入口。
13.根據(jù)權利要求10至12任一項的設備，其中所述磁性裝置(6)與所述第一輸送裝置配合。
14.根據(jù)權利要求10至12任一項的設備，其中所述磁性裝置(6)與所述第二輸送裝置配合。
15.由實施根據(jù)權利要求I至9的任一項的方法獲得的細級分(12)作為最終產(chǎn)品用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑，例如水泥的用途，或根據(jù)權利要求10至14的任一項的設備用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑，例如水泥的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及研磨至少含有鈣和金屬雜質(zhì)的礦物材料(10)的方法，該方法在包含研磨機(2)和粒度選擇裝置的設備(1)中實施，所述粒度選擇裝置被稱為能將材料分成兩個級分的選擇裝置(3)。該方法包括以下步驟用所述研磨機通過壓制材料床來研磨所述礦物材料，獲得研磨材料，用所述選擇裝置將所述研磨材料分成細級分和粗級分，所述粗級分(13)返回到研磨機(2)進行進一步的研磨步驟。根據(jù)本發(fā)明，至少部分所述研磨材料進行用于將金屬雜質(zhì)從礦物材料中分離的分揀操作。本發(fā)明還涉及所述設備。該方法和設備特別地用于生產(chǎn)水硬性粘結(jié)劑，例如水泥。
文檔編號B02C23/12GK102933305SQ201180022427
公開日2013年2月13日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權日2010年5月5日
發(fā)明者D·波旁, S·德夫勒 申請人:菲弗斯有限公司