一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备及其制造方法，属于白炭黑制备技术领域。过高温锅炉的炼化后得到硅酸钠，然后将配置后的水玻璃溶液注入第二罐体内，注入5‑20%的硫酸中酸浸8‑16小时，且温度保持在28‑32℃，而后，再升温至80℃，启动步进电机带动旋转架运转进行搅拌，其中，旋转架包括固定框架，在传动轴转动时带动固定框架转动，且固定框架内部传动轴设置的旋转扇体也会同步旋转，并且，二者在转动过程中互不干扰，从而混合过程也就更加彻底，经济效益也就更好，而后，通过闸门将混合的物质通入调解室内，调节PH值为5‑7，再经过滤洗涤、干燥、分选，得到白炭黑，如此，该白炭黑为活性，纯度高。

【技术实现步骤摘要】
一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备及其制造方法
本专利技术涉及白炭黑制备
，尤其涉及一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备及其制造方法。
技术介绍
白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸除外)。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。制备白炭黑的传统方法是利用硅酸钠、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸钠以外，其它成本都很高。新方法采用廉价的非金属矿作为硅源，大大降低了白炭黑的生产成本，其中，利用尾矿制备白炭黑越来越受到重视，但在制备过程中技术不成熟导致利用效率不高，且缺乏一体化的制备装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种一体化且能有效提高尾矿转化效率的白炭黑制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备，包括第一罐体、高温锅炉和第二罐体，还包括粉碎罐体和往复装置；所述的第一罐体上端左侧设置有进料口，所述的第一罐体上表面左侧设置有旋转电机，所述的第一罐体内部左侧上端固定连接有搅拌框，所述的旋转电机下端固定连接有旋转齿轮轴，所述的搅拌框内壁设置有锥形齿，所述的第一罐体上表面右侧固定连接有往复装置，所述的往复装置下端转动连接有粉碎罐体，所述的粉碎罐体下端固定连接有漏斗，所述的漏斗下端与锥形罩上端固定连接，所述的锥形罩内部设置有锥形转体，所述的锥形转体下端固定连接有传动装置，所述的搅拌框下端与粉碎罐体下端侧面通过连通管固定连接，所述的第一罐体下端右侧面设置有转动电机，所述的锥形转体下端与矿粉通管一端固定连接，所述的矿粉通管另一端与高温锅炉中部侧面固定连接，所述的矿粉通管上设置有吸力泵，所述的高温锅炉与第二罐体通过流通管固定连接，所述的流通管左端固定连接有电磁阀门。优选地，所述的高温锅炉内部上下端分别设置有喷洒器和过滤网层，所述的高温锅炉上端左右两侧分别设置有填料口和水溶液进口，所述的高温锅炉内部底端设置有沉淀池，所述的过滤网层下表面与沉淀池上表面通过斜坡固定连接，所述的沉淀池内部设置有回流管，所述的回流管上端与高温锅炉中部固定连接，所述的高温锅炉右侧面中上部分别设置有回流泵和控制面板，所述的控制面板与电磁阀门电性连接。通过高温锅炉对第一罐体内部的矿物原料进行深加工，得到硅酸钠。优选地，所述的第二罐体通过挡板将内部分为酸浸室和调解室，所述的第二罐体上表面左侧设置有步进电机，所述的步进电机下端转动连接有旋转架，所述的旋转架底端转动连接有固定块，所述的固定块与第二罐体底面固定连接，所述的挡板内部底端设置有闸门，所述的闸门与闸门开关通过连接链进行匹配。通过第二罐体可以对炼化好的混合进行进一步的加工。优选地，所述的传动装置包括偏心轮、转动齿轮、连接轴和转动杆，所述的转动杆一端贯穿转动滑块与转动齿轮转动连接，所述的转动杆另一端与转动电机固定连接，所述的连接轴下端贯穿转动滑块与偏心轮转动连接，所述的连接轴上端与锥形转体底端固定连接，所述的偏心轮与转动齿轮啮合连接。通过传动装置可以带动锥形转体与锥形罩对矿物质进行精细化打磨。优选地，所述的粉碎罐体上表面与往复装置下端固定连接，所述的粉碎罐体上表面左右两侧固定连接有弹簧组，所述的弹簧组上端固定连接在顶板下表面，所述的粉碎罐体内部上下端分别设置有滑动板和筛砾层，所述的滑动板上表面中部与活塞杆下端固定连接，所述的滑动板下表面设置有锥形齿，所述的滑动板与粉碎罐体内壁滑动接触。通过粉碎罐体可以对矿物质进行更加深层次的打磨细化。优选地，所述的往复装置包括活动框，所述的活动框上下边框固定连接有活塞杆，所述的活塞杆远离活动框一侧设置有抵块，所述的活动框内部设置有三角弧形盘，所述的三角弧形盘与转动轴转动连接。通过往复装置可以很好的带动粉碎罐体对矿物质进行粉碎。优选地，所述的旋转架包括固定框体和传动轴，所述的固定框体上下端固定连接有上止块和下止块，所述的传动轴依次贯穿上止块和下止块并保持转动连接，所述的传动轴上端活动套接有转动盘，所述的转动盘设置与固定框架内部，所述的传动轴上等距设置有多组旋转扇体，所述的旋转扇体与传动轴转动连接，所述的旋转扇体包括套筒和旋转扇叶，所述的旋转扇叶一端与套筒外表面固定连接。通过旋转架使得搅拌混合更加均匀。一种由矿山尾矿制备白炭黑的制造方法，包括以下步骤：S1、煤矸石粉碎；通过粉碎装置将煤矸石或粉煤灰粉碎至粒度小于120目；S2、高温冶融；S1中将粉碎的煤矸石或粉煤灰注入高温锅炉35内部，通过填料口38注入纯碱按照重量比1：50进行混合均匀，并保持温度稳定在1400℃-1500℃，时间1-2h；S3、水萃浸溶；由水溶液进口34输入水溶液与S2中混合物混合均匀，保持恒温100℃，时间4-5h；S4、制备硅酸钠；将S3步骤中混合物进行过滤去杂质，静置1-2h，浓缩滤液形成硅酸钠；S5、稀硅酸钠溶液制取；将S4得到的固体硅酸钠加入到第二罐体25内部，通入蒸汽至罐体内的蒸汽压力达到120-150cm汞柱时停止，待全部硅酸钠溶解后，形成比重为1.36-1.38g/cm3稀硅酸钠溶液；S6、酸浸；将稀硫酸通过管道缓慢输送至第二罐体25内部，与S5得到的硅酸钠溶液混合，并控制温度30-32℃时混合搅拌，至PH值达到6.0-7.5时，静置1-3h进行老化并生成晶种，然后搅拌形成混合溶液；S7、萃化反应；将高温水蒸汽通入步骤S6的混合溶液中进行加热，当罐体内溶液温度加热到70-80℃时，停止通入高温水蒸汽，加入比重为1.36-1.38g/cm3的稀硅酸钠，当溶液pH为11.0-11.5时，停止加入稀硅酸钠；S8、白炭黑制取；再将高温水蒸汽通入步骤S7反应后的溶液中进行加热，当溶液温度加热到88-94℃时，停止通入高温水蒸汽，并将98％的硫酸以0.52-0.7m3/h的流率加入溶液中，当罐体溶液的PH值为5.0-5.0时，合成结束沉淀物析出，并进行过滤、打浆、干燥得到白炭黑。与现有技术相比，本专利技术提供了一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备及其制造方法，具备以下有益效果：（1）该由矿山尾矿制备白炭黑的设备，首先，将尾矿煤矸石等物质通过进料口注入搅拌框内，在进入搅拌框时旋转电机转动，带动旋转齿轮轴旋转，通过与搅拌框内部的锥形齿进行粉碎性打磨，粉碎细化后的原料通过连通管进入粉碎罐体内部，进行第二轮的打磨粉碎，此时，电机带动三角弧形盘转动，由于为非不规则结构，因此，在转动过程中会推动活动框的上下活动，从而推动活塞杆做伸缩式活塞运动，推动滑动板上下运动，在滑动板向下运动时会与筛砾层进行贴合，在贴合过程中可以对原料进行挤压打磨，粉碎后的矿物原料由漏斗进入锥形罩内部，通过传动装置带动锥形转体与锥形罩旋转打磨对矿物原料进行更深层次的打磨，确保细化行为粉末，相比较传统的打磨方式更加的彻底，多重方式进行粉碎矿物质以保证物质后续的制备更加的彻底高效；（2）该由矿山尾矿制备白炭黑的设备，在经过第一罐体的作用后，矿物原料被彻底的粉碎，通过矿粉通管进入到高温锅炉内部，此时，通过填料口注入纯碱按照比例进行混合，经过1400℃-150本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备，包括第一罐体（1）、高温锅炉（35）和第二罐体（25），其特征在于：还包括粉碎罐体（40）和往复装置（39）；所述的第一罐体（1）上端左侧设置有进料口（3），所述的第一罐体（1）上表面左侧设置有旋转电机（2），所述的第一罐体（1）内部左侧上端固定连接有搅拌框（5），所述的旋转电机（2）下端固定连接有旋转齿轮轴（6），所述的搅拌框（5）内壁设置有锥形齿（4），所述的第一罐体（1）上表面右侧固定连接有往复装置（39），所述的往复装置（39）下端转动连接有粉碎罐体（40），所述的粉碎罐体（40）下端固定连接有漏斗（8），所述的漏斗（8）下端与锥形罩（9）上端固定连接，所述的锥形罩（9）内部设置有锥形转体（10），所述的锥形转体（10）下端固定连接有传动装置（12），所述的搅拌框（5）下端与粉碎罐体（40）下端侧面通过连通管（7）固定连接，所述的第一罐体（1）下端右侧面设置有转动电机（15），所述的锥形转体（10）下端与矿粉通管（37）一端固定连接，所述的矿粉通管（37）另一端与高温锅炉（35）中部侧面固定连接，所述的矿粉通管（37）上设置有吸力泵（16），所述的高温锅炉（35）与第二罐体（25）通过流通管（22）固定连接，所述的流通管（22）左端固定连接有电磁阀门（21）。...

【技术特征摘要】
1.一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备，包括第一罐体（1）、高温锅炉（35）和第二罐体（25），其特征在于：还包括粉碎罐体（40）和往复装置（39）；所述的第一罐体（1）上端左侧设置有进料口（3），所述的第一罐体（1）上表面左侧设置有旋转电机（2），所述的第一罐体（1）内部左侧上端固定连接有搅拌框（5），所述的旋转电机（2）下端固定连接有旋转齿轮轴（6），所述的搅拌框（5）内壁设置有锥形齿（4），所述的第一罐体（1）上表面右侧固定连接有往复装置（39），所述的往复装置（39）下端转动连接有粉碎罐体（40），所述的粉碎罐体（40）下端固定连接有漏斗（8），所述的漏斗（8）下端与锥形罩（9）上端固定连接，所述的锥形罩（9）内部设置有锥形转体（10），所述的锥形转体（10）下端固定连接有传动装置（12），所述的搅拌框（5）下端与粉碎罐体（40）下端侧面通过连通管（7）固定连接，所述的第一罐体（1）下端右侧面设置有转动电机（15），所述的锥形转体（10）下端与矿粉通管（37）一端固定连接，所述的矿粉通管（37）另一端与高温锅炉（35）中部侧面固定连接，所述的矿粉通管（37）上设置有吸力泵（16），所述的高温锅炉（35）与第二罐体（25）通过流通管（22）固定连接，所述的流通管（22）左端固定连接有电磁阀门（21）。2.根据权利要求1所述的一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备，其特征在于：所述的高温锅炉（35）内部上下端分别设置有喷洒器（36）和过滤网层（19），所述的高温锅炉（35）上端左右两侧分别设置有填料口（38）和水溶液进口（34），所述的高温锅炉（35）内部底端设置有沉淀池（17），所述的过滤网层（19）下表面与沉淀池（17）上表面通过斜坡（18）固定连接，所述的沉淀池（17）内部设置有回流管（20），所述的回流管（20）上端与高温锅炉（35）中部固定连接，所述的高温锅炉（35）右侧面中上部分别设置有回流泵（32）和控制面板（33），所述的控制面板（33）与电磁阀门（21）电性连接。3.根据权利要求1所述的一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备，其特征在于：所述的第二罐体（25）通过挡板（27）将内部分为酸浸室（29）和调解室（26），所述的第二罐体（25）上表面左侧设置有步进电机（31），所述的步进电机（31）下端转动连接有旋转架（30），所述的旋转架（30）底端转动连接有固定块（23），所述的固定块（23）与第二罐体（25）底面固定连接，所述的挡板（27）内部底端设置有闸门（24），所述的闸门（24）与闸门开关（28）通过连接链进行匹配。4.根据权利要求1所述的一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备，其特征在于：所述的传动装置（12）包括偏心轮（41）、转动齿轮（43）、连接轴（11）和转动杆（42），所述的转动杆（42）一端贯穿转动滑块（44）与转动齿轮（43）转动连接，所述的转动杆（42）另一端与转动电机（15）固定连接，所述的连接轴（11）下端贯穿转动滑块（44）与偏心轮（41）转动连接，所述的连接轴（11）上端与锥形转体（10）底端固定连接，所述的偏心轮（41）与转动齿轮（43）啮合连接。5.根据权利要求1所述的一种由矿山尾矿制备白炭黑的设备，其特征在于：所述的粉碎罐体（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玲，崔兆纯，张晋霞，李存国，聂轶苗，刘淑贤，韩威，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：河北,13