專利名稱：精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉加工工藝，特別是一種屬于廢橡膠制粉資源化自動(dòng)化控制生產(chǎn)系統(tǒng)的精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉加工工藝。
橡膠制品有著許多優(yōu)良的性能，用途十分廣泛。自從進(jìn)入工業(yè)化社會(huì)以來(lái)，橡膠制品的使用量越來(lái)越大，隨之產(chǎn)生了由大量橡膠廢棄物所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年全世界橡膠消耗量為1677萬(wàn)頓，而產(chǎn)生的廢橡膠量已達(dá)1000多萬(wàn)噸。目前我國(guó)橡膠的總消耗量在200萬(wàn)噸左右，廢橡膠量約120萬(wàn)噸，居世界第二位。廢橡膠中主要是大量的廢舊輪胎，他們?cè)谧匀唤珉y以分化降解，形成嚴(yán)重的黑色污染。將廢棄的硫化橡膠粉碎成精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉后再次使用，是解決廢硫化橡膠的資源化再生利用，綜合解決環(huán)境保護(hù)與資源問(wèn)題的有效途徑。該領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)主要是低溫冷凍粉碎工藝與常溫粉碎工藝兩類。前者利用液氮或空氣壓縮冷凍系統(tǒng)將廢舊輪胎粉碎，它可以完成廢橡膠的回收利用，但是其工藝需要消耗大量電能，使生產(chǎn)成本過(guò)高。同時(shí)這種工藝所得到的膠粉顆粒，其幾何物性不理想，與其他材料結(jié)合的性能較差，影響了它的再利用效果。常溫粉碎工藝又分為溶劑法與機(jī)械法，機(jī)械法的機(jī)械包括有刀盤式、輥軋式、齒盤式與螺桿擠出式。他們克服了冷凍法的不足，具有較好的發(fā)展前景，但橡膠可在-50～150℃范圍內(nèi)保持高彈性、高柔韌性，對(duì)它的精細(xì)與微細(xì)粉碎較之硬質(zhì)材料要困難的多。膠粉的粒度越小，其再利用的性能越好，應(yīng)用的附加值也越高。但目前機(jī)械法工藝與設(shè)備只能加工粗膠粉、細(xì)膠粉與60目左右的精細(xì)膠粉；80目以上的精細(xì)膠粉、微細(xì)膠粉以及超微細(xì)膠粉的加工則非常困難，尚未出現(xiàn)滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)需要的成熟工藝。
本發(fā)明將提供一種利用廢硫化橡膠制取精細(xì)與微細(xì)膠粉的工藝方法。該工藝能夠在常溫下利用機(jī)械方法將廢硫化橡膠粉碎成80目以上更細(xì)的精細(xì)與微細(xì)膠粉，解決一般機(jī)械粉碎工藝粉碎粒度過(guò)大的難題，同時(shí)其粉碎后得到產(chǎn)品的幾何物性優(yōu)于冷凍法生產(chǎn)的膠粉，能耗又遠(yuǎn)低于冷凍工藝，為該領(lǐng)域提供一種能夠進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的廢橡膠粉碎再生工藝。
完成上述發(fā)明任務(wù)的方案是，精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉加工工藝包括以下步驟細(xì)碎將30目左右的粗膠粉送入錐體磨，將粗粉粉碎到40～60目，將40～60目的細(xì)膠粉送入混合罐，罐內(nèi)加入水基促碎劑，水混合液與膠粉的重量比為1.5∶1～2.5∶1，促碎劑與水的重量比為1～3％，其中促碎劑可以采用氧化鋅或亞甲基萘磺酸鈉。
精微碎混合液與膠粉進(jìn)入橡膠微細(xì)粉磨機(jī)在錐形動(dòng)靜磨頭內(nèi)進(jìn)一步細(xì)化，最終獲得80目以上的精微細(xì)膠粉。
在以上工藝中，還可以在細(xì)碎步驟的中途通過(guò)空分將纖維進(jìn)一步分離，即在送料中途經(jīng)過(guò)1～2道離心分級(jí)。以上工藝的進(jìn)一步優(yōu)化方案是可以建立一個(gè)包括各工藝步驟的完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，其中各步驟分別構(gòu)成子系統(tǒng)，即粗碎子系統(tǒng)。將廢舊輪胎，切割、剔出胎側(cè)緣鋼絲圈后，送入破膠機(jī)，在刀盤式的加工室內(nèi)切成料塊，再進(jìn)入輥扎式的破碎機(jī)。出料尺寸再由5目左右(約4MM)到30目左右(約0.5MM)，經(jīng)往復(fù)篩獲得約30目左右的粗膠粉。
細(xì)碎子系統(tǒng)。將30目左右的粗膠粉通過(guò)錐體磨，將粗粉粉碎到40～60目，中途通過(guò)空分將纖維進(jìn)一步分離，在送料中途經(jīng)過(guò)1～2道離心分級(jí)。
精微碎子系統(tǒng)。將40～60目的細(xì)膠粉送入橡膠微細(xì)粉磨機(jī)進(jìn)一步細(xì)化，入機(jī)前先進(jìn)入混合罐，罐內(nèi)加入水基促碎劑，水混合液與膠粉的重量比為2∶1，活化劑與水的重量比為2％，混合液中的膠粉在特殊的磨頭內(nèi)進(jìn)一步細(xì)化最終獲得80目以上的精微細(xì)膠粉。
上料輔助子系統(tǒng)。膠塊的輸送采用皮帶輸送機(jī)，5目以上的膠粒與細(xì)粉用封閉式的螺旋輸送機(jī)(立式、臥式)及封閉刮板式輸送機(jī)(水平、傾斜)用閘板式的控料口進(jìn)行多口配料。
分離除雜子系統(tǒng)。輪胎中一般含有鋼絲和纖維。重新作為輪胎的膠粉對(duì)此有嚴(yán)格的要求，為此要在粉碎過(guò)程中從膠粉中剔除。用磁選裝置可吸出鋼絲等鐵磁物質(zhì)；用空分裝置可用膠粉與纖維的重量差異，通過(guò)離心力的作用將其纖維分離。為了在加工的過(guò)程中，較徹底的剔除鋼絲與纖維，應(yīng)在不同的階段分別加入3～5道上述工序，膠粒加工到不同粒度(例如5目大小、15目大小、30目大小)后分別加入磁選裝置；在更細(xì)一級(jí)(例如15目大小、30目大小、60目大小)分別加入空分裝置。
水循環(huán)子系統(tǒng)。工藝用水一方面是浸漬細(xì)膠粉與之混合的水基促碎劑用水，一方面是各類膠粉的加工設(shè)備冷卻用水。這些水都循環(huán)利用，其中后者通過(guò)冷卻泵降溫。
前端準(zhǔn)備系統(tǒng)。在進(jìn)入粗碎子系統(tǒng)前，輪胎要清洗要除去胎側(cè)緣粗鋼絲(大于直徑φ900MM的輪胎要分割為二)，為進(jìn)入粗碎作好準(zhǔn)備。
后端完工系統(tǒng)。經(jīng)各級(jí)粉碎系統(tǒng)后的膠粉經(jīng)分級(jí)(根據(jù)要求)篩選后，凡達(dá)到要求(例如80目)或更細(xì)的精、微細(xì)膠粉，就可進(jìn)入自動(dòng)包裝線。少量未達(dá)標(biāo)的膠粉再返回生產(chǎn)線再次加工。
控制系統(tǒng)。膠粉生產(chǎn)線采用WL-300X集散控制系統(tǒng)(DCS)和生產(chǎn)管理與調(diào)度的管理信息系統(tǒng)(MIS)，然后綜合形成自動(dòng)化膠粉生產(chǎn)系統(tǒng)(CIMS)。
以上所述各步驟中的膠粉目數(shù)，均可以按照生產(chǎn)的需要上下調(diào)整。
本發(fā)明提供的這種工藝，可以設(shè)計(jì)成一條年產(chǎn)5000～10000噸廢輪胎橡膠膠粉生產(chǎn)線，由粗碎、細(xì)碎、精微細(xì)碎、上料輔助、分離除雜、水循環(huán)、前端準(zhǔn)備、后端完工等八個(gè)子系統(tǒng)組成。整個(gè)生產(chǎn)線采用三級(jí)(現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、控制級(jí)、管理級(jí))生產(chǎn)線及管理綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)(CIMS)實(shí)現(xiàn)了人、財(cái)、物等信息的統(tǒng)一采集、整理、分析處理。這是一個(gè)用廢舊輪胎作原料，最終加工成精微細(xì)高質(zhì)量膠粉的現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)。該工藝能夠在常溫下利用機(jī)械方法將廢硫化橡膠粉碎成80目以上更細(xì)的精細(xì)與微細(xì)膠粉，其產(chǎn)品質(zhì)量，膠粉生產(chǎn)的規(guī)模，生產(chǎn)過(guò)程的安全環(huán)衛(wèi)狀況，整合后的系統(tǒng)性，以及自動(dòng)控制的程度與水平已達(dá)到目前全國(guó)行業(yè)領(lǐng)先，國(guó)際先進(jìn)的水平。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖；圖2為實(shí)施例80目膠粉生產(chǎn)線帶控制點(diǎn)工藝方框圖。
實(shí)施例1，參照?qǐng)D1、圖2采用一條完整的由粗碎到細(xì)碎，進(jìn)而精細(xì)碎、微細(xì)碎的制粉系統(tǒng)，并采用自動(dòng)控制系統(tǒng)。如圖1工藝流程所示，從一條輪胎(子午胎或斜交胎)開(kāi)始，最終加工成精細(xì)、微細(xì)膠粉。該系統(tǒng)可劃分為粗碎子系統(tǒng)、細(xì)碎子系統(tǒng)、精微碎子系統(tǒng)、上料輔助子系統(tǒng)、分離除雜子系統(tǒng)、水循環(huán)子系統(tǒng)、前端準(zhǔn)備系統(tǒng)、后端系統(tǒng)及全程控制系統(tǒng)。八個(gè)子系統(tǒng)分述如下1、粗碎子系統(tǒng)。對(duì)于廢舊輪胎，凡直徑大于φ900MM，要切割成兩半，小于φ900MM的在剔出胎側(cè)緣鋼絲圈后送入LP37破膠機(jī)，在刀盤式的加工室內(nèi)切成30×30MM料塊，再進(jìn)入三道共8臺(tái)輥扎式的破碎機(jī)。出料尺寸再由5目(約4MM)到30目(約0.5MM)，途經(jīng)兩道以上磁選剔除鋼絲，經(jīng)兩道以上剔出纖維，至此經(jīng)往復(fù)篩獲得約30目的粗膠粉。
2、細(xì)碎子系統(tǒng)。將30目的粗膠粉通過(guò)12臺(tái)XJF-500錐體磨，將粗粉粉碎到40～60目，中途通過(guò)空分將纖維進(jìn)一步分離，在送料中途經(jīng)過(guò)1～2道離心分級(jí)。
3、精微碎子系統(tǒng)。將40～60目的細(xì)膠粉送入WLM-150橡膠微細(xì)粉磨機(jī)進(jìn)一步細(xì)化，入機(jī)前先進(jìn)入混合罐，罐內(nèi)加入水基促碎劑，水混合液與膠粉的重量比為2∶1，活化劑與水的重量比為2％，混合液中的膠粉在特殊的磨頭內(nèi)進(jìn)一步細(xì)化最終獲得80目以上的精微細(xì)膠粉。
4、上料輔助子系統(tǒng)。膠塊的輸送采用皮帶輸送機(jī)，5目以上的膠粒與細(xì)粉用封閉式的螺旋輸送機(jī)(立式、臥式)及封閉刮板式輸送機(jī)(水平、傾斜)用閘板式的控料口進(jìn)行多口配料。
5、分離除雜子系統(tǒng)。輪胎中一般含有鋼絲和纖維。重新作為輪胎的膠粉對(duì)此有嚴(yán)格的要求，為此要在粉碎過(guò)程中從膠粉中剔除。用磁選裝置可吸出鋼絲等鐵磁物質(zhì)；用空分裝置可用膠粉與纖維的重量差異，通過(guò)離心力的作用將其纖維分離。為了在加工的過(guò)程中，較徹底的剔除鋼絲與纖維，應(yīng)在不同的階段分別加入3～5道上述工序，膠粒加工到5目大小、15目大小、30目大小后分別加入磁選裝置；在15目大小、30目大小、60目大小分別加入空分裝置。
6、水循環(huán)子系統(tǒng)。工藝用水一方面是浸漬細(xì)膠粉與之混合的水基促碎劑用水。一方面是各類膠粉的加工設(shè)備冷卻用水。這些水都是循環(huán)利用的。前者視物料處理量按比例相應(yīng)補(bǔ)充之，而后者則通過(guò)冷卻水泵始終保持工藝所限定的溫度(小于30℃)。
7、前端準(zhǔn)備系統(tǒng)。在進(jìn)入粗碎子系統(tǒng)前，輪胎要清洗要除去胎側(cè)緣粗鋼絲，大于直徑φ900MM的輪胎要分割為二。為進(jìn)入粗碎作好準(zhǔn)備。
8、后端完工系統(tǒng)。經(jīng)各級(jí)粉碎系統(tǒng)后的膠粉經(jīng)分級(jí)(根據(jù)要求)篩選后，凡達(dá)到80目要求或更細(xì)的精、微細(xì)膠粉，就可進(jìn)入自動(dòng)包裝線，以25公斤為單位自動(dòng)稱量包裝入庫(kù)。少量未達(dá)標(biāo)的膠粉再返回生產(chǎn)線再次加工。
控制系統(tǒng)膠粉生產(chǎn)線采用WL-300X集散控制系統(tǒng)(DCS)和生產(chǎn)管理與調(diào)度的管理信息系統(tǒng)(MIS)，然后綜合形成自動(dòng)化膠粉生產(chǎn)系統(tǒng)(CIMS)。具有模擬量與開(kāi)關(guān)量各200點(diǎn)的系統(tǒng)規(guī)模。膠粉生產(chǎn)的自動(dòng)化系統(tǒng)分為三級(jí)(令牌網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備(現(xiàn)場(chǎng)級(jí))與控制操作設(shè)備(控制級(jí))有機(jī)連接形成DCS，用以太網(wǎng)將DCS與MIS再有機(jī)結(jié)合。生產(chǎn)過(guò)程的工藝參數(shù)就地控制顯示，重要的參數(shù)引入中央控制室供操作人員監(jiān)視和控制。全廠的信息人、材、物、生產(chǎn)過(guò)程統(tǒng)--采集整理、分析、處理，以高效率組織經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)活動(dòng)。此外對(duì)膠粉防火防爆以及生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)衛(wèi)檢測(cè)等進(jìn)行控制，通過(guò)防爆電子定溫探測(cè)器，智能光電感煙探測(cè)器及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，通過(guò)環(huán)境溫濕度檢測(cè)儀及靜電檢測(cè)儀等。
權(quán)利要求
1.一種精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉加工工藝，包括以下步驟細(xì)碎將30目的粗膠粉送入錐體磨，將粗粉粉碎到40～60目，將40～60目的細(xì)膠粉送入混合罐，罐內(nèi)加入水基促碎劑，水混合液與膠粉的重量比為1.5∶1～2.5∶1，.促碎劑與水的重量比為1～3％，精微碎混合液與膠粉進(jìn)入橡膠微細(xì)粉磨機(jī)在錐形動(dòng)靜磨頭內(nèi)進(jìn)一步細(xì)化，最終獲得80目以上的精微細(xì)膠粉。
2.按照權(quán)利要求1所述的精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉加工工藝，其特征是在以上工藝中，在細(xì)碎步驟送料中途經(jīng)過(guò)1～2道離心分級(jí)，纖維進(jìn)一步分離。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉加工工藝，其特征是一個(gè)包括各工藝步驟的完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，其中各步驟分別構(gòu)成以下子系統(tǒng)粗碎子系統(tǒng)，將廢舊輪胎，切割、剔出胎側(cè)緣鋼絲圈后，送入破膠機(jī)，在刀盤式的加工室內(nèi)切成料塊，再進(jìn)入輥扎式的破碎機(jī)。出料尺寸再由5目到30目，經(jīng)往復(fù)篩獲得約30目的粗膠粉，細(xì)碎子系統(tǒng)，將30目的粗膠粉通過(guò)錐體磨，將粗粉粉碎到40～60目，在反料中途經(jīng)過(guò)1～2道離心分級(jí)，將纖維進(jìn)一步分離，精微碎子系統(tǒng)，將40～60目的細(xì)膠粉送入橡膠微細(xì)粉磨機(jī)進(jìn)一步細(xì)化，入機(jī)前先進(jìn)入混合罐，罐內(nèi)加入水基促碎劑，水混合液與膠粉的重量比為2∶1，活化劑與水的重量比為2％，混合液中的膠粉在特殊的磨頭內(nèi)進(jìn)一步細(xì)化最終獲得80目以上的精微細(xì)膠粉，上料輔助子系統(tǒng)，膠塊的輸送采用皮帶輸送機(jī)，5目以上的膠粒與細(xì)粉用封閉式的螺旋輸送機(jī)及封閉刮板式輸送機(jī)用閘板式的控料口進(jìn)行多口配料，分離除雜子系統(tǒng)，用磁選裝置吸出鋼絲等鐵磁物質(zhì)，用空分裝置將其纖維分離，在不同的階段分別加入3～5道上述工序，膠粒加工到不同細(xì)度后分別加入磁選裝置，在更細(xì)一級(jí)分別加入空分裝置，水循環(huán)子系統(tǒng)，水基促碎劑用水與加工設(shè)備冷卻用水都循環(huán)利用，后者通過(guò)冷卻水泵降溫，前端準(zhǔn)備系統(tǒng)，在進(jìn)入粗碎子系統(tǒng)前，輪胎要清洗要除去胎側(cè)緣粗鋼絲，后端完工系統(tǒng)，經(jīng)各級(jí)粉碎系統(tǒng)后的膠粉經(jīng)分級(jí)篩選后，凡達(dá)到要求或更細(xì)的精、微細(xì)膠粉，就進(jìn)入自動(dòng)包裝線，少量未達(dá)標(biāo)的膠粉再返回生產(chǎn)線再次加工，控制系統(tǒng)，膠粉生產(chǎn)線采用集散控制系統(tǒng)和生產(chǎn)管理與調(diào)度的管理信息系統(tǒng)，然后綜合形成自動(dòng)化膠粉生產(chǎn)系統(tǒng)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉加工工藝，其特征是所說(shuō)的水基促碎劑，水混合液與膠粉的重量比為1.5∶1～2.5∶1，促碎劑與水的重量比為1～3％，其中促碎劑為氧化鋅或亞甲基萘磺酸鈉。
全文摘要
精細(xì)膠粉或微細(xì)膠粉加工工藝,包括以下步驟:細(xì)碎:將粗膠粉送入錐體磨,粉碎到40～60目;將40～60目的細(xì)膠粉送入混合罐,罐內(nèi)加入水基促碎劑,水混合液與膠粉的重量比為1.5∶1～2.5∶1,促碎劑與水的重量比為1～3%;精微碎:混合液與膠粉進(jìn)入橡膠微細(xì)粉磨機(jī)在錐形動(dòng)靜磨頭內(nèi)進(jìn)一步細(xì)化,最終獲得80目以上的精微細(xì)膠粉。本工藝能夠在常溫下利用機(jī)械方法將廢硫化橡膠粉碎成80目以上更細(xì)的精細(xì)與微細(xì)膠粉。
文檔編號(hào)C08J3/12GK1318576SQ01113600
公開(kāi)日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2001年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月9日
發(fā)明者金文慶, 沈福順, 賀健 申請(qǐng)人:南京偉龍環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司