球形粒状碳酸钡工业生产法及造粒装置制造方法及图纸

一种球形粒状碳酸钡工业生产法，是将粉状碳酸钡在粘结剂存在下通过本发明专利技术的圆盘造粒机直接造粒成型，得到球形粒状生料，经烧结、筛分、除铁工序后即得到一定粒径的球形粒状产品，其外形、颗粒强度及颗粒堆比重等质量指标均优于现有产品。所述粘结剂是含聚乙烯吡咯烷酮或羟基丙基纤维素或羟甲基纤维素的水溶液，其在烧结中全部挥发。本发明专利技术的造粒装置是一由电机驱动的圆盘造粒机，造粒机上方有喷射粘结剂的喷枪，外壳内有控制物料流向及分级作用的挡板。本发明专利技术工艺简单，流程短，产品质量优良。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种工业化用半干法生产球形颗粒状碳酸钡的生产方法及其造粒装置，属碳酸钡造粒技术。碳酸钡是一种用途极广的无机盐，是化工、轻工、机械、制药、建材、电子等工业的重要原料，近年来，特别是在铁氧体磁石、光学玻璃、电视机阴极射线管和特种陶瓷方面的应用，因其价格低廉，其用量成倍增长。碳酸钡从外形上可分为粉状和粒状，粒状碳酸钡由于流动性好，假比重大、易于运输、方便储存、不易结板，便于实现生产自动化、连续化等许多优点，呈逐步取代粉状产品的趋势，其商品价值也明显优于粉状产品。我国碳酸钡出口居世界第二位（仅次于德国），但目前我国工业生产碳酸钡的造粒技术仍主要是采用八十年代初、中期从国外引进的工艺和设备，分湿法造粒和干法造粒两种。湿法造粒流程为：用过滤脱水后含水20%左右的碳酸钡滤浆为原料，在捏合机中与来自整粒工序不合格粒径的微粒进行混捏成小团块，经800-1200℃下高温烧结，团块表面熔融成3-5mm的烧结颗粒，待冷却降温后，再经过多次整粒、筛分工序，即振动筛-破碎机（粗碎）-振动筛-破碎机（细碎）-振动筛，再经除铁，得到不规则的颗粒产品。干法造粒流程是以粉状碳酸钡为原料，靠滚筒压片机高压挤压成有一定强度的薄片或薄条，经破碎机破碎，整粒机整粒（粗制）后，再经振动筛筛分、整粒机制粒（细制）得到不规则的颗粒产品。上述从国外引进的碳酸钡造粒技术，不管是湿法还是干法造粒，都存在着以下不足：-->1、粒状产品存在着两个共同的致命缺点，一是产品的外形是不规则、不均匀的，且堆比重较小;二是产品的颗粒强度不高，仍有较多的粉状物质，其粉状物最多可达24%。造成这两种缺点的根本原因是由于粒状产品均是系破碎机破碎后，再经过多次整粒机、振动筛整形造成的，而不是直接得到符合粒径要求、表面均匀光滑的球形颗粒产品。产品的这两种“先天不足”不管采用何种后处理措施都不可能产生使人满意的效果。2、由于湿法或干法造粒的共同思路是采用;初步造型（小团块或薄条薄片）-提高强度（烧结或高压挤压工序）-破碎-筛分-再造型（整粒工序），故其实质造粒流程都较长，如湿法造粒工序为二级破碎、三级筛分，而干法造粒工序为一级破碎、二级整粒。故两种造粒流程都不可能缩短，且产品强度不可能提高，产品中粉状物不可能减少。由于上述原因，八十年代中末期我国有关部门和生产厂家曾组织协同攻关碳酸钡造粒技术，但终因种种原因一直未能取得突破性的进展。本专利技术的目的旨在提出一种工艺流程更短、设备及投资更少同时其产品外形及颗粒强度均有较大提高的碳酸钡造粒技术及造粒装置，从而克服现有技术的不足。本专利技术的要点是直接采用圆盘造粒机，以粉状碳酸钡为原料，加入水为粘结剂，直接一步造粒成型，再经烧结等后处理措施以提高颗粒强度，从而生产出外观和质量均优越的球形颗粒产品。本专利技术最好采用含聚乙烯吡咯烷酮或羟基丙基纤维素或羟甲基纤维素的水溶液为-->粘结剂，其中水占95-100%。下面结合附图对本专利技术工艺及造粒装置作详细说明。图1是本专利技术的工艺流程框图;图2是本专利技术的圆盘造粒机结构示意图;图3是图2的俯视图。图2-3中，1-喷枪，2-外壳，3-转轴，4-电动机，5-活联接，6-底盘，7-挡板。本专利技术工艺方法概括为：于粉状原料中加入0.5-15%（重量，下同）的粘结剂，在图示圆盘造粒机上进行造粒，经直接烧结、冷却后，经筛分、脱铁工序即得到球形粒状产品。其流程的关键是造粒工序，而本专利技术的圆盘造粒机则是根本解决现有技术生产的产品先天不足的关键。下面结合附图对本专利技术工艺方法详述如下：1、直接造粒成型：常压下粉状碳酸钡原料送至圆盘造粒机内，同时，安置在圆盘造粒机横梁上的喷枪（1）以0.05-0.5兆帕的压力喷入粘结剂，即含水95-100%的聚乙烯吡咯烷酮或羟基丙基纤维素或羟甲基纤维素的水溶液。圆盘造粒机在5-60度倾斜角，停留时间2-30分钟的范围内通过给料机连续进料操作，具有一定粒径的球形粒状产品则从造粒机最低处向外溢出。粘结剂是起粘接、润滑、打磨作用，它不会改变物料的化学成分，并在烧结过程中全部挥发，对产品含量无影响。2、烧结：由圆盘造粒机制得的球形粒状生料送至回转窑中直接用-->火烧结，烧结温度为650-1100℃，停留时间为7-45分钟，烧结后的熟料送至转筒冷却器冷却至常温-60℃。3、筛分除铁：经冷却后的碳酸钡熟料送入筛分机中筛分，符合粒径要求的产品送至电磁除铁机下除铁后，即得到外观为球形、含粉量少、颗粒强度高的颗粒状产品。筛分后的返料经粉碎机粉碎后送入圆盘造粒机再造粒，返料量为5-30%。参照图2、图3，本专利技术的圆盘造粒机是由底盘（6）与外壳（2）通过活动联接（5）而成为一有一定厚度的圆盘体，圆盘底部通过转轴（3）与电动机（4）相固连，由其带动旋转，圆盘体与水平面成一定倾斜角;喷枪（1）是安置在该圆盘造粒机的横梁上。在外壳（2）内装有数块1-5厘米宽的金属板制成的挡板（7），其数目根据需要而定，图示为3块。该挡板（7）的设置是为了控制物料流向，并有助于对产品进行初步自动分级。通过更换外壳（2）以及改变倾斜角等参数可以造粒得到不同粒径的产品。本专利技术的圆盘造粒机可以清楚地观察到造粒操作全过程，其操作简单，可以在极短时间内掌握而不需专门培训，使用该造粒机不可能发生如喷浆造粒那样堵塞管道的现象。本专利技术工艺方法及造粒装置从根本上突破了现行工艺流程，即改为：一步直接造粒成型-提高颗粒强度的流程。本专利技术与现有湿法造粒相比，将捏合工序与造粒工序合二为一，并将繁琐的多级破碎、多级筛分减少为仅一级筛分，能耗指标（主要指烧结时能耗）降低60%以上，与现有干法造粒相比，流程更短，设备更少，产品质量更好，其关键-->设备-造粒装置的结构极为简单，维修方便。因此，本专利技术工艺流程短，设备简单，操作方便，尤其是产品质量高;颗粒圆整度、颗粒光滑度、颗粒强度、颗粒堆比重等指标均明显优于现有引进设备和流程制得的产品，从而对提高我国这一传统大宗出口商品的创汇能力和竞争力将有十分重要的作用。实施例：将50kg碳酸钡粉料（平均粒径为1.6-2.1μm）加入圆盘造粒机中，喷枪（1）以0.12MPa的压力喷入0.5%聚乙烯吡咯烷酮水溶液为粘结剂，其用量为粉料的4%，圆盘造粒机以45°的倾斜角转动，转速20转/分，物料平均停留时间5分钟，直接得到粒径0.154-2.0mm的球形生料，送入回转窑中直接用火烧结，烧结温度780℃，平均停留时间30分钟制得球形熟料，再将熟料送入冷却器中冷却10分钟，冷却到58℃，然后送入振动筛中筛分后，送入电磁除铁机除铁，最后得到粒径为0.154-0.8mm的球形颗粒状产品41.2kg。筛分后的返料均经粉碎机粉碎后，重新送入圆盘造粒机中再造粒。该实施例所得粒状产品与现有湿法、干法造粒产品的质量对比见附表。-->附表：本专利技术实施例产品与现有技术产品质量对比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球形粒状碳酸钡工业生产方法，以粉状碳钡为原料，本专利技术的特征在于首先将粉状原料在粘结剂存在下送入呈一定倾斜角的圆盘造粒机内，在一定停留时间内直接造粒，得到球形颗粒状生料，再经烧结、筛分、除铁工序后，即得到符合一定粒径要求的球形粒状产品，所述粘结剂是含聚乙烯吡咯烷酮或羟基丙基纤维素或羟甲基纤维素的水溶液，其中水的比例为９５－１００％，粘结剂用量为物料量的０．５－１５％，所述粘结剂以０．０５－０．５ＭＰａ的压力喷入物料中。

【技术特征摘要】
1、一种球形粒状碳酸钡工业生产方法，以粉状碳钡为原料，本发明的特征在于首先将粉状原料在粘结剂存在下送入呈一定倾斜角的圆盘造粒机内，在一定停留时间内直接造粒，得到球形颗粒状生料，再经烧结、筛分、除铁工序后，即得到符合一定粒径要求的球形粒状产品，所述粘结剂是含聚乙烯吡咯烷酮或羟基丙基纤维素或羟甲基纤维素的水溶液，其中水的比例为95-100%，粘结剂用量为物料量的0.5-15%，所述粘结剂以0.05-0.5MPa的压力喷入物料中。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于物料在圆盘造粒机中的停留时间为2-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炳福，李岳华，
申请(专利权)人：湖南省化学工业设计院，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]