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干燥、破碎、揭棉、分选一体化石棉选矿工艺推荐

  发表日期:2008年5月14日   出处:丁大武    作者:丁大武     【编辑录入:smxhzh

石棉业的朋友们:大家好.

在科技创新迅猛发展的今天,我非常期望"石棉干燥\破碎\分选一体化新工艺"能在我们这一代试验成功.现将我的发明专利修改文件发给大家,请专家们和有识之士多提宝贵意见,最好能立项实施.谢谢.

原芒崖石棉矿工程师\中国非金属工业协会专家委员会委员丁大武

技术专利介绍

发明名称:  干燥、破碎、揭棉、分选一体化石棉选矿工艺

申请人:    丁大武

身份证号码: 320104194011250413

发明人:    丁大武

申请号:(发明专利)200610086160.8

       (实用新型专利)200620077098.1

地址;       南京秦淮区扇骨里32-101室

邮政编码:   210001

联系电话:   025-84585881

Email:       dings_f@yahoo.com.cn

说 明 书

干燥、破碎、揭棉、分选一体化石棉选矿新工艺

技术领域

本发明是一种用于工业生产方面中石棉选矿的新工艺、新技术,属于石棉选矿方法的技术领域。

背景技术

目前国内、外石棉选矿均采用传统的分段的工艺路线,即:干燥—破碎—揭棉—分选(吸棉)—分级—净化工艺。其中的干燥部分,国内一般多采用自然干燥,少数也有采用回转窑或气流干燥等设备;破碎有初碎、中、细碎;主要设备为颚式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、圆锥破碎机等;揭棉设备有笼式破碎机、立式粉碎机或开棉机等;分选工艺多采用平面旋回筛加吸棉系统以及空气分选机等设备。老工艺该部分的工艺路线长、设备多、投资大、生产效率低。如国内青海芒崖石棉矿、祁连石棉矿、四川新康石棉矿、新疆和甘肃各石棉矿等均采用传统的分段、分别破碎、开棉、分选工艺。

发明内容

技术问题:本发明的目的是提供一种干燥、破碎、揭棉、分选一体化石棉选矿工艺,该方法简化了石棉选矿的整体工艺,减少了设备和投资,节约能耗和成本,大大提高了生产效率和经济效益。

技术方案:本发明的一体化新工艺依托环柱型粉碎、分选机将传统的干燥、破碎、揭棉、分选等四段工序(四种以上设备)一体化,从而大大地简化了工艺,减少了设备和基建投资,节约能耗和成本,大大提高了生产效率和经济效益。

具体的工艺方法为;

长棉系统:(含水率25%)

1). 提取石棉纤维:矿石半成品预热、干燥、粉碎、揭棉、分选在环柱型粉碎、分选机中一体化处理,(环柱型粉碎、分选机能满足该操作工艺要求)提取石棉纤维后进入下一工序;

2). 分级:用六角筛或平面筛将石棉纤维按长度分级;   

3). 净化: 分级后的石棉含一定的粉尘和杂质,用净化机,园筒筛和平面筛除尘、除砂等杂质;      

4). 产品检验、包装: 用标准检验筛检验合格后包装。  

    

短棉系统:(已干燥矿石,一般含水率<5 %)

1).强磁选: 根据矿石与围岩磁性的差异,用强磁选机选出大半不含棉的夹石、围岩;          

2).粉碎、揭棉、分选: 采用环柱型粉碎机进行加工,一体化处理; 

3).分级、 净化:用六角筛、平面筛将石棉按长度分级,分级后的石棉含一定的粉尘和杂质,用净化机、园筒筛和平面筛除尘、除砂等杂质;

4). 产品检验、包装: 用标准检验筛检验合格后包装。

工艺流程中,分开排放粗石粒、中砂和微粉,便于回收、综合利用。                          

这样,本工艺只用几套环柱型粉碎、分选机就可以代替老工艺中几十套设备 ,其效益是非常明显的,本工艺具有以下特点。

a.环柱型粉碎、分选机设备,是本工艺的核心;

b.石棉纤维在粉碎、揭离过程中及时分选,保护了原有的纤维长度,提高了

产品价值;

c.充分利用热能,沸腾炉、导热油锅炉的热效益很高,连烟气都当作热风进

行充分利用;

d.采用强磁分选机处理中矿,富集中矿石的品位,减少处理量;有可能时综

合利用矿石中富集的金属、稀有金属;

e尾砂、尾粉分别排放,也是创新。尾砂是镁硅酸盐,是生产金属镁、镁盐、

多孔硅的良好原料;尾粉中含大量≤0.5mm的石棉短纤维,可以直接做保温粉刷材料,也可以经过超细加工生产微米级或纳米级保温隔热材料(与石膏等胶凝材料结合使用)。这有利于资源的综合利用;实现整个生产中零排放,有利于环境保护。

有益效果:该创新工艺是国内外石棉选矿行业中是个空白,世界领先。

1、采用的环柱型粉碎、分选机是本工艺的关键。该设备综合了Mps立磨,悬辊式(雷蒙)磨、辊压磨、轮碾机、德国的彼得(Petter-Mills)磨、俄罗斯的EM型磨煤机、开棉机及风选机等设备的功能自行设计创新式的集干燥、粉碎、揭棉、分选等功能于一体的新型环柱型粉碎、分选机,大大简化了工艺,减少设备和基建投资,节能、增效。

2、综合利用能源:采用热效率高的沸腾式热风炉、换热器;充分利用烟气余热,进行予热、,使热效率达到较高的水平。

3、石棉纤维在粉碎,揭离过程中即时分选,保护原有的纤维长度,提高了产品价值。

4、采用高磁分选机,处理中矿,富集二次粉碎矿石的品位,减少处理量,提高石棉回收率;各矿区矿石、各地段矿石可能有差异,可有不同的方法;也可能富集某些金属、稀有金属,以便回收利用。

5、对尾砂、尾粉分开排放,也是个创新;尾砂主要是镁硅酸盐,是生产金属镁、氯化镁和多孔硅(SiO2)的良好原料;尾粉中含大量≤VI级的短纤维石棉,可超细深加工生产微米级或纳米级保温、隔热材料(保温涂料);这样极有利于资源的综合利用,实施生产过程中零排放,有利于环境保护。

6、燃煤过程中可增添CaCO3以利脱硫,减少大气污染;高钙煤渣是很好的水泥混合材,是水泥厂、道路或建筑工程可以利用的辅助原料。

本发明的工艺有干燥、粉碎、揭棉、分选石棉及类似的矿物原料于一体的功能;不仅可用于潮湿地区的选矿,也可用干旱地区的石棉选矿(不需热风系统、能耗、投入更少);该工艺、也可以推广至其它行业:如水泥生料粉磨、熟料粉磨工艺;电厂磨煤工艺;矿渣(水渣)的粉磨工艺;高岭土(含瓷石)、石英砂、红铁矿石等矿物原料的干燥和磨细,特别适用于中、高硬度、高白度的矿物原料如水泥熟料、石英砂(硅石)、钢玉、金红石、铁矿石及钢渣等材料的磨细、深加工,应用范围宽广。

总之,本项目各种关键技术的完满实施,多种创新思路不仅有很大的经济效益,而且对资源充分利用,节能及环境意义也是前所未有的。

具体实施方式

采用设备:供热、预热采用热效益高的沸腾炉导热油锅炉,其高温烟气用作热风输入环柱式粉碎机进行矿石干燥,锅炉上安装一中、低温导热油连续炒锅;热矿石半成品经过环柱式粉碎机就可以破碎、揭棉。同时热咽气一边干燥石棉、一边将离解了的纤维吹出粉碎机,进入降棉筒,后面的石棉的分级、净化、检验、包装等采用的设备,新老工艺类似。环柱式粉碎机排出大量的中矿经过强磁分选机又分出大量的尾砂,经过检验达不到品位则作废石排除;选出的含棉中矿与长棉系统净化下来的砂、短棉及粉尘一道送进小型的环柱式粉碎机,提取短棉后,石棉的分级、净化、检验、包装同传统设备。

如石棉矿区半成品含水量25%,则可减掉搅拌式烘干机,如含水量∠5% (干旱或半干旱地区多自然干燥)更可以减掉热风系统,工艺更简化,投资、能耗更低,效率更高。

1、年产三万吨的石棉选厂初步预算:(祁连石棉矿)

矿山提供半成品原料,含棉率(1—6级)12%,含水量30%,经计算:选矿年处理半成品原料38万吨;选用环柱型粉碎、分选机Ф3000两台,Ф1800一台,配套热风炉等二套。设备总投资:800万元,加上土建、供电、运输总投入1500万元;生产成本900元/吨(其中半成品300元/吨,煤耗120元,电耗90元,包装60元,工资130元,维修30元,矿区内运输80元,车间管理费,55元,其它35元等。),企业管理费180元,平均售价1550元/吨,税收150元,总利润960万元,不到两年即可收回全部投入。对比:现祁连石棉矿将半成品运至县城选厂,凉晒后选棉,光运输含水半成品的运费每吨摊800元,若售价2000元/吨,则企业仅获微利。

2、代替水泥工业中的熟料磨

Ф3×9m球磨机,装机容量1000KW,小时产量40吨,电耗25度/吨,(未考虑辅助传动装置所耗电量)钢耗平均750g/t,用环球(柱)系列磨粉机,同样产量、细度、能耗为17度/吨,钢耗170 g/t,对比环球(柱)磨机:投资少、占地面积小、燥音低、熟料不需冷却,直接入磨,循环热风可转到旋窑中喷煤再利用,降低煤耗;操作维修方便;节能(煤、电)、节钢,因此应大力在水泥工业中推广。如用在年产100万吨的水泥厂,每年节电800万度,节钢580吨,煤1万吨,总价1070万元,每年节约的生产成本可以购买近10台的磨机。

3、建筑石膏的生产

类似于德国的彼得磨(Petter-Mills)工艺,可以使二水石膏脱水、粉磨一体化,即在我们开发的另一系列环球型磨机中,通入高温热空气(500—600℃),边粉磨,边脱水,使二水石膏转化为半水建筑石膏。该工艺效率高,能耗低,是当前石膏深加工中一种先进工艺。但对设备和材质的要求很高,国内尚处中试阶段。本发明的专利设备将在建筑石膏的生产中发挥重要作用。

实用新型名称:环柱式粉碎、分选机

申请人:      丁大武

身份证号码:  320104194011250413

发明人:      丁大武

地址;        南京秦淮区扇骨里32-101室

邮政编码:    210001

联系电话:    025-84585881

Email:        dings_f@yahoo.com.cn

说  明  书

环柱式粉碎、分选机

技术领域

本实用新型是一种用于石棉选矿中的机械设备,尤其是一种将干燥、破碎、揭棉、分选四道工序合为一体的加工设备。

背景技术  

目前,国内通用的破碎、粉磨设备都是将大块物料破碎成小块,将粗颗粒物料磨成细粉,功能单一;轮碾机或古老的石磙具有破碎、脱粒、磨粉等多种功能;德国的彼得磨、俄罗斯的ZM型磨煤机等环柱型设备,配上热风系统就具备了干燥和粉磨两种功能。石棉选矿中破碎、揭棉、分选是分别在破碎机、开棉机(或笼式机)、空气分选机(或平面筛加吸棉系统)等设备中各个完成,要是潮湿地区还要加干燥系统。所以整个生产流程长,设备多,加上提升、运输设备达到数十台,设备、基建投资大,成本较高,效益较差。

发明内容

技术问题:本实用新型的发明目的是提供一种环柱式粉碎、分选机,将石棉选矿工艺中的干燥、破碎、揭棉、分选四道工序合为一体,

技术方案:本实用新型的环柱式粉碎、分选机的机体内的中部设有固定支架,固定支架的下面连接有压力弹簧座组,在压力弹簧座组的下端设有上环,滚柱组位于上环与下环之间,在下环的下部固定有传动大齿轮,传动大齿轮与小齿轮啮合,小齿轮的轴通过轴承座与变速箱相接,在下环边缘的机体上设有尾砂排料孔,在尾砂排料孔下方设有尾砂收集传送带,热风进口设在机体的外侧;下环的中间固定在主轴上,主轴的上端设有分料盘,主轴的下端设有球轴承,主轴的中部设有轴承组;在机体的上部设有分级机,分级机的上部设有出风口,分级机通过传动轴与变速器相连接,分级机的下部连接叶片,叶片的下方为回料器,回料器的下部下料管相连接,下料管的出料口位于分料盘上方,下料管的上部与电磁振动给料机相连接

有益效果:

1、将环球改为环柱

  一般球磨对纤维磨损严重,我们创新的柱是带有一定曲面的长圆柱,类似于古老的石磙或腰鼓。它可以压碎矿石,减少磨损纤维;可以将石棉纤维束解离、松散,在风力吹浮作用下经过分级机送入降棉筒;

2、 下环改为碾盘

    带有一定锥度、于碾磙相对应的曲面的碾盘是本设备一大创新,便于物料由中心向边缘流动,增加了揭棉效果;

3、 增加了排矿口

经过碾压、解离石棉纤维之后的矿石直接从排矿口排除,经过磁选少量含棉矿石再送进小环柱磨机二次加工。这样加大了设备处理能力,避免石棉纤维过分磨损;两段破碎、揭棉基本达到了石棉回收率,降低了能耗。

4、 改雷蒙式分级机为简易涡流式分级机

石棉纤维特别是长棉易被分级机叶片缠住,影响分级,甚至堵塞通道。创新的分级机不易堵塞,还可以松解石棉纤维,并将比重、体积较大的块石弹回重新破碎。

5、 将直接承载的大变速箱改为小变速箱加齿轮传动

引进或国产的环球类型磨机基本都采用变速箱直接传动,设备结构复杂、材料要求很高,造价昂贵。对于直径三米以上的特大型变速箱,国内还不能生产。本设计改用一般的变速箱传动大小伞齿轮带动下盘,并由一组轴承支撑有很高货载的主轴。该传动耗能少、造价低。

应用范围

(一) 石棉及一些纤维状矿物的选矿、粉磨:

  创新的环柱型粉碎、分选机配上热风系统可以很好地实现石棉矿石干燥、破碎、揭棉、分选一体化的选矿新工艺。这一套设备可以代替传统工艺中四个工序中的大部设备。类似的海泡石、硅灰石等要求保护纤维结构地粉磨,也可以采用。对于较干旱的地区不用干燥,那更加节省,节省了一套热风系统。

(二) 其它行业中的应用

1水泥工业:

水泥工业目前大部采用球磨机,它的能耗高,只能粉磨干料,有些潮湿的生料还要烘干窑来烘干。本设备另一系列环球式粉磨机可以将烘干、粉磨一次完成。

2、水渣、钢渣、粉煤灰等工业废渣的综合利用:

磨细矿渣等材料在建材等工业中应用日益广泛,宝钢等钢厂花百万美圆引进日本的环球系列磨粉机,来处理矿渣。本机完全可以代用。

3、电厂磨煤或煤矸石:

本设备也可以代替俄罗斯ZM型磨煤机粉磨煤炭或煤矸石,送进沸腾炉燃烧发电,效率高于其它磨机。

   4、用于建筑石膏粉生产

参考德国的彼得磨生产建筑石膏粉,有配套的热风系统使得二水石膏脱水、粉磨一体化。目前国内有类似的设备,但主要用自然风进行粉磨(冷磨)。本机配上热风系统可以完成脱水粉磨一体化建筑石膏粉的生产。

本专利设备在石棉选矿方面具有世界领先水平;在其他粉磨方面达到国内先进水平

附图说明

图1是环柱型粉碎、分选机结构图。

以上的图中有:半成品料仓1、电磁振动给料及2、下料管3、固定支架4、鸭梨弹簧座组5、上环6、滚珠组7、热风进口8、出风口9、分级机10、传动轴11、叶片12、回撩起13、变速器14、分料盘15、主轴16、下环17、传动大齿轮18、小齿轮19、轴承组20、球轴承21、轴承座22、变速箱23、电动机24、尾砂排料孔25、尾砂收集传送带26。

具体实施方式

本实用新型的环柱式粉碎机,其特征在于该粉碎机的机体1内的中部设有固定支架4,固定支架4的下面连接有压力弹簧座组5,在压力弹簧座组5的下端设有上环6,滚珠组7位于上环6与下环17之间,在下环17的下部固定有传动大齿轮18,传动大齿轮18与小齿轮19啮合,小齿轮19的轴通过轴承座22与变速箱23相接,在下环17侧面的机体1上设有尾砂排料孔25,在尾砂排料孔25下方设有尾砂收集传送带26,热风进口8设在机体1的外侧;下环17的中间固定在主轴16上,主轴16的上端设有分料盘15,主轴16的下端设有球轴承21,主轴16的中部设有轴承组20;在机体1的上部设有分级机10,分级机10的上部设有出风口9,分级机10通过传动轴11与变速器14相连接,分级机10的下部连接叶片12,叶片12的下方为回料器13,回料器13的下部下料管3相连接,下料管3的出料口位于分料盘15上方,下料管3的上部与电磁振动给料机2相连接。

1、年产三万吨的石棉选厂初步预算:(祁连石棉矿)

矿山提供半成品原料,含棉率(1—6级)12%,含水量30%,经计算:选矿年处理半成品原料38万吨;选用环柱型粉碎、分选机Ф3000两台,Ф1800一台,配套热风炉等二套。设备总投资:800万元,加上土建、供电、运输总投入1500万元;生产成本900元/吨(其中半成品300元/吨,煤耗120元,电耗90元,包装60元,工资130元,维修30元,矿区内运输80元,车间管理费,55元,其它35元等。),企业管理费180元,平均售价1550元/吨,税收150元,总利润960万元,不到两年即可收回全部投入。对比:现祁连石棉矿将半成品运至县城选厂,凉晒后选棉,光运输含水半成品的运费每吨摊800元,若售价2000元/吨,则企业仅获微利。

2、代替水泥工业中的熟料磨

Ф3×9m球磨机,装机容量1000KW,小时产量40吨,电耗25度/吨,(未考虑辅助传动装置所耗电量)钢耗平均750g/t,用环球(柱)磨粉机,同样产量、细度、能耗为17度/吨,钢耗170 g/t,对比环球(柱)磨机:投资少、占地面积小、燥音低、熟料不需冷却,直接入磨,循环热风可转到旋窑中喷煤再利用,降低煤耗;操作维修方便;节能(煤、电)、节钢,因此应大力在水泥工业中推广。如用在年产100万吨的水泥厂,每年节电800万度,节钢580吨,煤1万吨,总价1070万元。

3、建筑石膏的生产

类似于德国的彼得磨(Petter-Mills)工艺,可以使二水石膏脱水、粉磨一体化,即在我们开发的另一系列环球磨机中,通入高温热空气(500—600℃),边粉磨,边脱水,使二水石膏转化为半水建筑石膏。该工艺效率高,能耗低,是当前石膏深加工中一种先进工艺。但对设备和材质的要求很高,国内尚处中试阶段。本发明的专利设备将在建筑石膏的生产中发挥重要作用。

权 利 要 求 书

1. 一种环柱式粉碎机,其特征在于该粉碎机的机体(1)内的中部设有固定支架(4),固定支架(4)的下面连接有压力弹簧座组(5),在压力弹簧座组(5)的下端设有上环(6),滚珠组(7)位于上环(6)与下环(17)之间,在下环(17)的下部固定有传动大齿轮(18),传动大齿轮(18)与小齿轮(19)啮合,小齿轮(19)的轴通过轴承座(22)与变速箱(23)相接,在下环(17)侧面的机体(1)上设有尾砂排料孔(25),在尾砂排料孔(25)下方设有尾砂收集传送带(26),热风进口(8)设在机体(1)的外侧;下环(17)的中间固定在主轴(16)上,主轴(16)的上端设有分料盘(15),主轴(16)的下端设有球轴承(21),主轴(16)的中部设有轴承组(20);在机体(1)的上部设有分级机(10),分级机(10)的上部设有出风口(9),分级机(10)通过传动轴(11)与变速器(14)相连接,分级机(10)的下部连接叶片(12),叶片(12)的下方为回料器(13),回料器(13)的下部下料管(3)相连接,下料管(3)的出料口位于分料盘(15)上方,下料管(3)的上部与电磁振动给料机(2)相连接。

2. 根据权利要求1所述的环柱式粉碎、分选机,其特征在于:

1、将环球改为环柱

  一般球磨对纤维磨损严重,我们创新的柱是带有一定曲面的长圆柱,类似于古老的石磙或腰鼓。它可以压碎矿石,减少磨损纤维;可以将石棉纤维束解离、松散,在风力吹浮作用下经过分级机送入降棉筒;

2、下环改为碾盘

    带有一定锥度、于碾磙相对应的曲面的碾盘是本设备一大创新,便于物料由中心向边缘流动,增加了揭棉效果;

3、增加了排矿口

经过碾压、解离石棉纤维之后的矿石直接从排矿口排除,经过磁选少量含棉矿石再送进小环柱磨机二次加工。这样加大了设备处理能力,避免石棉纤维过分磨损;两段破碎、揭棉增加了石棉回收率。

4、 改雷蒙式分级机为简易涡流式分级机

石棉纤维特别是长棉易被分级机叶片缠住,影响分级,甚至堵塞通道。创新的分级机不易堵塞,还可以松解石棉纤维,并将比重、体积较大的块石弹回重新破碎。

5、 将直接承载的大变速箱改为小变速箱加齿轮传动

引进或国产的环球类型磨机基本都采用变速箱直接传动,设备结构复杂、材料要求很高,造价昂贵。对于直径三米以上的特大型变速箱,国内还不能生产。本设计改用一般的变速箱传动大小伞齿轮带动下盘,并由一组轴承支撑有很高货载的主轴。该传动耗能少、造价低。


 
 
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