專利名稱：球形粒狀碳酸鋇工業(yè)生產(chǎn)法及造粒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)化用半干法生產(chǎn)球形顆粒狀碳酸鋇的生產(chǎn)方法及其造粒裝置，屬碳酸鋇造粒技術(shù)。
碳酸鋇是一種用途極廣的無(wú)機(jī)鹽，是化工、輕工、機(jī)械、制藥、建材、電子等工業(yè)的重要原料，近年來(lái)，特別是在鐵氧體磁石、光學(xué)玻璃、電視機(jī)陰極射線管和特種陶瓷方面的應(yīng)用，因其價(jià)格低廉，其用量成倍增長(zhǎng)。碳酸鋇從外形上可分為粉狀和粒狀，粒狀碳酸鋇由于流動(dòng)性好，假比重大、易于運(yùn)輸、方便儲(chǔ)存、不易結(jié)板，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化、連續(xù)化等許多優(yōu)點(diǎn)，呈逐步取代粉狀產(chǎn)品的趨勢(shì)，其商品價(jià)值也明顯優(yōu)于粉狀產(chǎn)品。我國(guó)碳酸鋇出口居世界第二位(僅次于德國(guó))，但目前我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)碳酸鋇的造粒技術(shù)仍主要是采用八十年代初、中期從國(guó)外引進(jìn)的工藝和設(shè)備，分濕法造粒和干法造粒兩種。濕法造粒流程為用過濾脫水后含水20%左右的碳酸鋇濾漿為原料，在捏合機(jī)中與來(lái)自整粒工序不合格粒徑的微粒進(jìn)行混捏成小團(tuán)塊，經(jīng)800-1200℃下高溫?zé)Y(jié)，團(tuán)塊表面熔融成3-5mm的燒結(jié)顆粒，待冷卻降溫后，再經(jīng)過多次整粒、篩分工序，即振動(dòng)篩-破碎機(jī)(粗碎)-振動(dòng)篩-破碎機(jī)(細(xì)碎)-振動(dòng)篩，再經(jīng)除鐵，得到不規(guī)則的顆粒產(chǎn)品。干法造粒流程是以粉狀碳酸鋇為原料，靠滾筒壓片機(jī)高壓擠壓成有一定強(qiáng)度的薄片或薄條，經(jīng)破碎機(jī)破碎，整粒機(jī)整粒(粗制)后，再經(jīng)振動(dòng)篩篩分、整粒機(jī)制粒(細(xì)制)得到不規(guī)則的顆粒產(chǎn)品。上述從國(guó)外引進(jìn)的碳酸鋇造粒技術(shù)，不管是濕法還是干法造粒，都存在著以下不足1、粒狀產(chǎn)品存在著兩個(gè)共同的致命缺點(diǎn)，一是產(chǎn)品的外形是不規(guī)則、不均勻的，且堆比重較小;二是產(chǎn)品的顆粒強(qiáng)度不高，仍有較多的粉狀物質(zhì)，其粉狀物最多可達(dá)24%。造成這兩種缺點(diǎn)的根本原因是由于粒狀產(chǎn)品均是系破碎機(jī)破碎后，再經(jīng)過多次整粒機(jī)、振動(dòng)篩整形造成的，而不是直接得到符合粒徑要求、表面均勻光滑的球形顆粒產(chǎn)品。產(chǎn)品的這兩種“先天不足”不管采用何種后處理措施都不可能產(chǎn)生使人滿意的效果。2、由于濕法或干法造粒的共同思路是采用;初步造型(小團(tuán)塊或薄條薄片)-提高強(qiáng)度(燒結(jié)或高壓擠壓工序)-破碎-篩分-再造型(整粒工序)，故其實(shí)質(zhì)造粒流程都較長(zhǎng)，如濕法造粒工序?yàn)槎?jí)破碎、三級(jí)篩分，而干法造粒工序?yàn)橐患?jí)破碎、二級(jí)整粒。故兩種造粒流程都不可能縮短，且產(chǎn)品強(qiáng)度不可能提高，產(chǎn)品中粉狀物不可能減少。由于上述原因，八十年代中末期我國(guó)有關(guān)部門和生產(chǎn)廠家曾組織協(xié)同攻關(guān)碳酸鋇造粒技術(shù)，但終因種種原因一直未能取得突破性的進(jìn)展。
本發(fā)明的目的旨在提出一種工藝流程更短、設(shè)備及投資更少同時(shí)其產(chǎn)品外形及顆粒強(qiáng)度均有較大提高的碳酸鋇造粒技術(shù)及造粒裝置，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的要點(diǎn)是直接采用圓盤造粒機(jī)，以粉狀碳酸鋇為原料，加入水為粘結(jié)劑，直接一步造粒成型，再經(jīng)燒結(jié)等后處理措施以提高顆粒強(qiáng)度，從而生產(chǎn)出外觀和質(zhì)量均優(yōu)越的球形顆粒產(chǎn)品。本發(fā)明最好采用含聚乙烯吡咯烷酮或羥基丙基纖維素或羥甲基纖維素的水溶液為粘結(jié)劑，其中水占95-100%。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明工藝及造粒裝置作詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明的工藝流程框圖;
圖2是本發(fā)明的圓盤造粒機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是圖2的俯視圖。
圖2-3中，1-噴槍，2-外殼，3-轉(zhuǎn)軸，4-電動(dòng)機(jī)，5-活聯(lián)接，6-底盤，7-擋板。
本發(fā)明工藝方法概括為于粉狀原料中加入0.5-15%(重量，下同)的粘結(jié)劑，在圖示圓盤造粒機(jī)上進(jìn)行造粒，經(jīng)直接燒結(jié)、冷卻后，經(jīng)篩分、脫鐵工序即得到球形粒狀產(chǎn)品。其流程的關(guān)鍵是造粒工序，而本發(fā)明的圓盤造粒機(jī)則是根本解決現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品先天不足的關(guān)鍵。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明工藝方法詳述如下1、直接造粒成型常壓下粉狀碳酸鋇原料送至圓盤造粒機(jī)內(nèi)，同時(shí)，安置在圓盤造粒機(jī)橫梁上的噴槍(1)以0.05-0.5兆帕的壓力噴入粘結(jié)劑，即含水95-100%的聚乙烯吡咯烷酮或羥基丙基纖維素或羥甲基纖維素的水溶液。圓盤造粒機(jī)在5-60度傾斜角，停留時(shí)間2-30分鐘的范圍內(nèi)通過給料機(jī)連續(xù)進(jìn)料操作，具有一定粒徑的球形粒狀產(chǎn)品則從造粒機(jī)最低處向外溢出。粘結(jié)劑是起粘接、潤(rùn)滑、打磨作用，它不會(huì)改變物料的化學(xué)成分，并在燒結(jié)過程中全部揮發(fā)，對(duì)產(chǎn)品含量無(wú)影響。
2、燒結(jié)由圓盤造粒機(jī)制得的球形粒狀生料送至回轉(zhuǎn)窯中直接用火燒結(jié)，燒結(jié)溫度為650-1100℃，停留時(shí)間為7-45分鐘，燒結(jié)后的熟料送至轉(zhuǎn)筒冷卻器冷卻至常溫-60℃。
3、篩分除鐵經(jīng)冷卻后的碳酸鋇熟料送入篩分機(jī)中篩分，符合粒徑要求的產(chǎn)品送至電磁除鐵機(jī)下除鐵后，即得到外觀為球形、含粉量少、顆粒強(qiáng)度高的顆粒狀產(chǎn)品。篩分后的返料經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后送入圓盤造粒機(jī)再造粒，返料量為5-30%。
參照?qǐng)D2、圖3，本發(fā)明的圓盤造粒機(jī)是由底盤(6)與外殼(2)通過活動(dòng)聯(lián)接(5)而成為一有一定厚度的圓盤體，圓盤底部通過轉(zhuǎn)軸(3)與電動(dòng)機(jī)(4)相固連，由其帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，圓盤體與水平面成一定傾斜角;噴槍(1)是安置在該圓盤造粒機(jī)的橫梁上。在外殼(2)內(nèi)裝有數(shù)塊1-5厘米寬的金屬板制成的擋板(7)，其數(shù)目根據(jù)需要而定，圖示為3塊。該擋板(7)的設(shè)置是為了控制物料流向，并有助于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行初步自動(dòng)分級(jí)。通過更換外殼(2)以及改變傾斜角等參數(shù)可以造粒得到不同粒徑的產(chǎn)品。本發(fā)明的圓盤造粒機(jī)可以清楚地觀察到造粒操作全過程，其操作簡(jiǎn)單，可以在極短時(shí)間內(nèi)掌握而不需專門培訓(xùn)，使用該造粒機(jī)不可能發(fā)生如噴漿造粒那樣堵塞管道的現(xiàn)象。
本發(fā)明工藝方法及造粒裝置從根本上突破了現(xiàn)行工藝流程，即改為一步直接造粒成型-提高顆粒強(qiáng)度的流程。本發(fā)明與現(xiàn)有濕法造粒相比，將捏合工序與造粒工序合二為一，并將繁瑣的多級(jí)破碎、多級(jí)篩分減少為僅一級(jí)篩分，能耗指標(biāo)(主要指燒結(jié)時(shí)能耗)降低60%以上，與現(xiàn)有干法造粒相比，流程更短，設(shè)備更少，產(chǎn)品質(zhì)量更好，其關(guān)鍵設(shè)備-造粒裝置的結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，維修方便。因此，本發(fā)明工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，尤其是產(chǎn)品質(zhì)量高;顆粒圓整度、顆粒光滑度、顆粒強(qiáng)度、顆粒堆比重等指標(biāo)均明顯優(yōu)于現(xiàn)有引進(jìn)設(shè)備和流程制得的產(chǎn)品，從而對(duì)提高我國(guó)這一傳統(tǒng)大宗出口商品的創(chuàng)匯能力和競(jìng)爭(zhēng)力將有十分重要的作用。
實(shí)施例將50kg碳酸鋇粉料(平均粒徑為1.6-2.1μm)加入圓盤造粒機(jī)中，噴槍(1)以0.12MPa的壓力噴入0.5%聚乙烯吡咯烷酮水溶液為粘結(jié)劑，其用量為粉料的4%，圓盤造粒機(jī)以45°的傾斜角轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分，物料平均停留時(shí)間5分鐘，直接得到粒徑0.154-2.0mm的球形生料，送入回轉(zhuǎn)窯中直接用火燒結(jié)，燒結(jié)溫度780℃，平均停留時(shí)間30分鐘制得球形熟料，再將熟料送入冷卻器中冷卻10分鐘，冷卻到58℃，然后送入振動(dòng)篩中篩分后，送入電磁除鐵機(jī)除鐵，最后得到粒徑為0.154-0.8mm的球形顆粒狀產(chǎn)品41.2kg。篩分后的返料均經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，重新送入圓盤造粒機(jī)中再造粒。該實(shí)施例所得粒狀產(chǎn)品與現(xiàn)有濕法、干法造粒產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)比見附表。
附表本發(fā)明實(shí)施例產(chǎn)品與現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種球形粒狀碳酸鋇工業(yè)生產(chǎn)方法，以粉狀碳鋇為原料，本發(fā)明的特征在于首先將粉狀原料在粘結(jié)劑存在下送入呈一定傾斜角的圓盤造粒機(jī)內(nèi)，在一定停留時(shí)間內(nèi)直接造粒，得到球形顆粒狀生料，再經(jīng)燒結(jié)、篩分、除鐵工序后，即得到符合一定粒徑要求的球形粒狀產(chǎn)品，所述粘結(jié)劑是含聚乙烯吡咯烷酮或羥基丙基纖維素或羥甲基纖維素的水溶液，其中水的比例為95-100%，粘結(jié)劑用量為物料量的0.5-15%，所述粘結(jié)劑以0.05-0.5MPa的壓力噴入物料中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于物料在圓盤造粒機(jī)中的停留時(shí)間為2-30分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于圓盤造粒機(jī)與地平面成5-60°的傾斜角。
4.一種用于生產(chǎn)球形粒狀碳酸鋇的造粒裝置，其特征在于由底盤(6)與外殼(2)通過活聯(lián)接(5)成為一有一定厚度的圓盤體，圓盤底部通過轉(zhuǎn)軸(3)與電動(dòng)機(jī)(4)相固連由其帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并與地平面成一定傾斜角;在造粒裝置上方安置有噴射粘結(jié)劑的噴槍(1)，在外殼(2)內(nèi)布有若干擋板(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的造粒裝置，其特征在于圓盤體成5-60°傾斜角。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特征在于外殼(2)內(nèi)設(shè)有三塊擋板。
全文摘要
一種球形粒狀碳酸鋇工業(yè)生產(chǎn)法，是將粉狀碳酸鋇在粘結(jié)劑存在下通過本發(fā)明的圓盤造粒機(jī)直接造粒成型，得到球形粒狀生料，經(jīng)燒結(jié)、篩分、除鐵工序后即得到一定粒徑的球形粒狀產(chǎn)品，其外形、顆粒強(qiáng)度及顆粒堆比重等質(zhì)量指標(biāo)均優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品。所述粘結(jié)劑是含聚乙烯吡咯烷酮或羥基丙基纖維素或羥甲基纖維素的水溶液，其在燒結(jié)中全部揮發(fā)。本發(fā)明的造粒裝置是一由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的圓盤造粒機(jī)，造粒機(jī)上方有噴射粘結(jié)劑的噴槍，外殼內(nèi)有控制物料流向及分級(jí)作用的擋板。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，流程短，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良。
文檔編號(hào)C01F11/18GK1056442SQ9110672
公開日1991年11月27日 申請(qǐng)日期1991年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月12日
發(fā)明者劉炳福, 李岳華 申請(qǐng)人:湖南省化學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)院