高压辊磨与微珠介质搅拌磨复合装置及应用其制备超细碳酸钙的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了高压辊磨与微珠介质搅拌磨复合装置及应用其制备超细碳酸钙的方法，该装置包括高压辊磨和微珠介质搅拌磨；高压辊磨进料口与给料斗连接，出料口与第一搅拌槽连接，第一搅拌槽与第一料浆泵连接，第一料浆泵通过管道与微珠介质搅拌磨连接。该方法采用高压辊磨对碳酸钙物料进行一次或多次预磨，然后采用微珠介质搅拌磨对预磨后的碳酸钙物料进行后续研磨，得到的碳酸钙产品。与单纯采用微珠介质搅拌磨工艺相比，本发明专利技术制备超细碳酸钙可明显降低生产能耗；在能耗相同的情况下，采用高压辊磨－微珠介质搅拌磨复合系统可获得粒度更细的产品。高压辊磨－微珠介质搅拌磨系统能够有效的提高能量利用率和产品生产率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超细碳酸钙的制备，特别是涉及高压辊磨与微珠介质搅拌磨复合装置 及应用其制备超细碳酸钙的方法。
技术介绍
高压辊磨是二十世纪80年代开发出来的一种较新的粉碎设备，其粉碎原理是通 过施加高压(通常可达50到200MPa)对颗粒进行挤压，使颗粒产生高压应力区，从而使其 发生离解和破碎。高压辊磨已经成功应用于粉碎水泥熟料、煤、无机非金属矿物等脆性原料 的工业生产中。与传统的球磨(主要破碎作用为冲击力)相比，采用高压辊磨挤压粉碎脆 性材料能够有效地降低能耗，但其粉碎得到的产品粒度难以达到亚微米级(0. 1-1 μ m)，难 以满足各行业对产品的细度要求。微珠介质搅拌磨是一种广泛应用于造纸、建材、涂料、陶瓷、化工、粉末冶金等行业 的有效超细研磨设备，其原理是微珠介质在磨机腔体内因高速搅拌下而产生剧烈高速运 动，颗粒物料因受到微珠介质激烈的碰撞与剪切作用而被粉碎。微珠介质搅拌磨能有效地 将颗粒物料研磨至微米、亚微米及纳米粒度范围，已成功应用于某些超细物料(例如碳酸 钙、高岭土、二氧化钛等)的工业生产。然而，微珠介质搅拌磨的能量输入大部分转化为动 能、声能、热能，其单位能耗相对较高。碳酸钙盐类矿物(方解石和石灰石)是一种脆性物料，主要用于重质超细碳酸钙、 氧化钙等工业填涂料、颜料和化工产品。为了制备超细碳酸钙，现有制备设备与工艺主要采 用各种类型的介质搅拌磨，实验和生产实践已经证明单一采用介质搅拌磨制备超细碳酸 钙产品时，存在着由于所需较长研磨时间可消耗较高电能、较低产品白度以及造成较宽产 品粒度分布等诸问题。现有加工技术目前是采用高压辊磨和滚筒式球磨机或棒磨机相结合的工艺，主要 应用于建材水泥原料或熟料粉碎和冶金矿物颗粒有效解离破碎。由于缺乏对不同形状的脆 性颗粒在高压下产生应力出现微裂隙的现象的检测认识以及对高压辊磨和微珠介质搅拌 磨结合工艺技术制备超细颗粒产品的具体应用实践，现有技术中还没有采用高压辊磨和微 珠介质搅拌磨结合的粉碎技术制备超细颗粒产品的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于结合高压辊磨预磨与微珠介质搅拌磨后续研磨两者的特点，提 供一种高压辊磨与微珠介质搅拌磨复合装置，并提供应用该装置制备超细碳酸钙的方法， 使得制备超细碳酸钙产品的能耗较单用微珠介质搅拌磨降低10-30%，并提到产品生产率。本专利技术采用高压辊磨进行预处理结合后续研磨设备(如微珠介质搅拌磨)等的复 合系统处理脆性颗粒物料能够降低单位能耗。结合高压辊磨与微珠介质搅拌磨的各自特 点，采用高压辊磨_微珠介质搅拌磨复合系统粉碎物料对于物料的超细化以及节约能耗有重要意义。本专利技术是根据在采用先进的声发射技术已成功地观测不同形状的脆性碳酸钙颗 粒在高压力下产生微裂隙的现象和数学模拟方法有效地预计到这些不同形状的颗粒经高 压力挤压后再采用后续微珠介质搅拌磨可制备超细颗粒的效果基础上，经过验证实施后提 出的。本专利技术所述的高压辊磨-微珠介质搅拌磨复合系统的生产流程(见图1)如下碳 酸钙原料通过传送带从料箱中取出经由给料斗喂入高压辊中，高压辊在一定转速下对辊间 物料施加高压从而使其解离、破碎；经高压辊磨预磨的物料不需要进行机械分散，经由搅拌 槽直接通过料浆泵进入微珠介质搅拌磨进行超细湿式研磨，物料在微珠介质搅拌磨中经循 环研磨数次后即通过出料口成为最终产品。与现有的超细研磨设备系统相比，本专利技术的优点在于高压辊磨预磨作用使得碳 酸钙物料颗粒内部产生微裂隙，力学强度下降，从而微珠介质搅拌磨的后续研磨难度大大 降低，可使总单位能耗显著降低(约10 30% )。与单一采用搅拌磨进行研磨相比，在相同 的总比能耗下，高压辊磨预磨次数每增加一次，都使得复合系统所得到产品中小于2 μ m的 颗粒百分比提高大约10%。高压辊磨预磨能够显著提高后续研磨的能量利用率与生产率。附图说明图1为高压辊磨与微珠介质搅拌磨构成的复合粉碎系统的示意图。图2为实施例1中经过不同次数高压辊预磨与未经预磨的碳酸钙物料进行了微珠 介质搅拌磨超细研磨所获的产品中小于2微米的百分比含量与所需比能耗的关系图。图3为实施例1中经过不同次数高压辊预磨与未经预磨的碳酸钙物料进行了微珠 介质搅拌磨超细研磨所获的产品的中位径与所需比能耗的关系图。图4为实施例1中经过不同次数高压辊预磨与未经预磨的碳酸钙物料进行了微珠 介质搅拌磨超细研磨所获的产品的比表面值与所需比能耗的关系图。图5-1为实施例1中采用美国Mircomeritics公司型号为SediGragh5000D X光 沉降粒度仪测试的未经高压辊预磨预磨的碳酸钙物料进行了微珠介质搅拌磨超细研磨所 获的各产品颗粒粒度分布图。图5-2为实施例1中采用美国Mircomeritics公司型号为SediGragh 5000D X光 沉降粒度仪测试的经高压辊预磨预磨一次后碳酸钙物料进行了微珠介质搅拌磨超细研磨 所获的各产品颗粒粒度分布图。图5-3为实施例1中采用美国Mircomeritics公司型号为SediGragh5000D X光 沉降粒度仪测试的经高压辊预磨预磨二次后碳酸钙物料进行了微珠介质搅拌磨超细研磨 所获的各产品颗粒粒度分布图。图5-4为实施例1中采用美国Mircomeritics公司型号为SediGragh5000D X光 沉降粒度仪测试的经高压辊预磨预磨三次后碳酸钙物料进行了微珠介质搅拌磨超细研磨 所获的各产品颗粒粒度分布图。图6为实施例2中未经高压辊磨和经三次高压辊磨后微珠介质搅拌磨研磨的产品 颗粒粒度分布图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。如图1所示，一种高压辊磨与微珠介质搅拌磨复合装置包括高压辊磨1和搅拌磨 2 ；高压辊磨1的进料口与给料斗6连接，原料8由进料口进入，出料口与第一搅拌槽3连 接，第一搅拌槽3与第一料浆泵4连接，第一料浆泵4通过管道与微珠介质搅拌磨2连接， 产品9经微珠介质搅拌磨2处理后产出。进一步地，高压辊磨与搅拌磨复合装置还包括第 二搅拌槽7，微珠介质搅拌磨2与第二搅拌槽7连接，第二搅拌槽7还通过第二料浆泵5与 搅拌磨2连接。采用第二搅拌槽7对经微珠介质搅拌磨未达到最终产品细度的研磨浆料储 料和调浆并经第二料浆泵5泵入微珠介质搅拌磨进行循环再研磨。所用的高压辊磨1可选用德国HD Humboldt Wedag AG公司或中国中信重工机械 股份公司生产的RP型高压辊磨；微珠介质搅拌磨2可以选用德国NETSZSCH公司生产的LME 型、瑞士 BUHLER公司生产的Perl Mill Certex型或中国瑞驰托维公司生产的HDM型微珠 介质搅拌磨；第一料浆泵4和第二料浆泵5可以选用德国NETSZSCH公司生产NEMO型和上 海中石泵业有限公司生产的JGB型蠕动泵；第一搅拌槽3和第二搅拌槽7均为一种安装高 速搅拌机的圆筒形罐或方形池。实施例1原料8为一种碳酸钙湿料，其颗粒粒径全部(100% )小于150 μ m(其中95%小于 100 μ m 禾口 60 % 小于 47. 3 μ m)，比表面积为 0.71m2 · g—1，含水量为 10. 5wt. % 应用图1所述高压辊磨与微珠介质搅拌磨复合装置制备超细碳酸钙，其方法包括 如下步骤(1)高压辊磨一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压辊磨与微珠介质搅拌磨复合装置，其特征在于包括高压辊磨和微珠介质搅拌磨；所述高压辊磨进料口与给料斗连接，出料口与第一搅拌槽连接，第一搅拌槽与第一料浆泵连接，第一料浆泵通过管道与微珠介质搅拌磨连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕民，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]