加工霞石正长岩粉末以生产超细粒径产品的方法技术

将具有粒径分布的霞石正长岩颗粒状原料转化为用于随后商业应用的超细微粒成品的方法，该超细微粒成品具有小于约６微米的最大粒径。该方法包括：提供具有大于约２０微米的受控的最大粒径的干燥原料；通过使干燥状态下的原料垂直向下通过连续的高速搅拌的球磨机来研磨该原料，由此将该原料研磨成粒径分布比该原料的粒径分布显著减小的中间体粉末；然后利用沿设定路径快速移动的高速气流使来自球磨机的中间体粉末通过风力分级机，以将所述超细微粒产品沿该路径传送并离开分级机，以及使包含比超细产物大的颗粒的粗颗粒材料分离，然后从分级机中排出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及粒状火成岩的加工，更具体地涉及加工霞石正长岩粉末以生产 有效粒径小于6微米的超细粒径霞石正长岩产品的改进方法，从而赋予如UMEE 200075中所述的性能和改进。该方法生产稳定的、可用的填料产品而 无需干燥被磨碎的粉末或成品。该成品具有最大粒径6微米的窄粒度分布。
技术介绍
在玻璃和陶乾制造中，霞石正长岩提供起助熔剂作用的碱金属，以降低玻 璃或陶资混合物的熔融温度，促进较快地熔融并节约燃料。在玻璃中，霞石正 长岩粉末还提供铝，该铝提高了耐热性、增加了化学稳定性并提高了耐划性和 抗裂性。此外霞石正长岩粉末在油漆、涂料、塑料和纸中被用作填料或补充剂。 它是所希望的材料，因为它不含游离的二氧化硅但仍有效地起到游离二氧化硅 基填料或补充剂的作用。该材料是具有类似于游离二氧化硅材料的机械特性的 无机氧化物，它是游离二氧化硅材料的代用品。多年来能够如C. J. Koenig在 1938年题为Some Fundamental Properties of Nephelene Syenite的文章中公开的 那样获得精细粒状的该材料，通过引用将该文章结合到本文中。这些机械性能 包括微粒形式的霞石正长岩粉末作为研磨剂的用途。因此，粒状霞石正长岩具 有快速磨损和沖蚀在加工利用霞石正长岩粉末的成品中所用的设备的倾向。已 经确定任何有机氧化物材料例如霞石正长岩的粒径减小，降低该材料的磨蚀性 能。因此，为了获得在霞石正长岩辅助的产品中的有效分散体，通常提供粒径 较小的霞石正长岩粉末。当在载体产品中分散精细颗粒霞石正长岩时获得几个 优势。这些优势涉及成品的硬度、光泽和亮度。公开采用霞石正长岩的优势的 专利包括Gundlach 5,380,356、 Humphrey 5,530,057; Hermele 5,686,507和 Broome 6,074,474。展示采用微粒霞石正长岩粉末的这些代表性的专利通过引 用被结合到本文中。它们说明了以各种粒径提供该特定的无机氧化物用于各种 应用的优势。已发现具有小于约IO微米的超细微粒的霞石正长岩粉末具有相当大的优势，并且显著提高了霞石正长岩粉末在各种产品中的效用。该形态的霞石正长岩粉末由Unimin Corporation of New Canaan, Connecticut以Minex 10出售。近来，通过实验和测试已发现粒径小于约6微米的霞石正长岩粉末产生 显著提高的物理和加工特性。在先的应用UMEE 200075中描述了这些。这样 的超细微粒霞石正长岩可以被传送通过制造装置，几乎未磨蚀该装置，并且实 质上提高了利用该超细微粒霞石正长岩粉末的成品的许多特性，尤其当用于油 漆和其它涂料中时。在获得该超细微粒粒径霞石正长岩的尝试中，浸润该粒状材料然后在微磨机中在浆液状态下研磨。其后，通过回转窑或其它工艺干燥装 置干燥该超细微粒。然而，超细微粒是高活性的并在液体载体中倾向于团聚， 以致最后结果包含团聚体。因而许多颗粒的有效粒径实质上大于所希望的超细 霞石正长岩粉末的小粒径。因而，未能令人满意地有效提供具有小于6微米的 受控粒径的霞石正长岩，直到Unimin Corporation开发出采用干球磨机和风力 分级机的系统。直到那时候，最大粒径显著小于IO微米有效粒径，特别小于 5 6微米有效粒径的霞石正长岩产品在商业上是不可行的，直到最近才通过干 磨工艺制造得到。在Unimin Corporation之后，该申请的受让人开发了用于生 产粒径小于5 6微米的超细霞石正长岩的系统，商业上确实需要更高效地生产 这种所希望的超细霞石正长岩产品的系统。术语"小于"某一粒径在相关技术中意指至少99.99%的粒径小于所标称的粒径
技术实现思路
'本专利技术涉及用于生产粒径小于约6微米的霞石正长岩粉末的高效系统的 专利技术。已发现干球磨机和风力分级机能够生产超过99%的颗粒具有小于5~6 微米粒径的霞石正长岩。用于生产所希望的超细粒径的霞石正长岩粉末的干球非常高效的系统。本专利技术涉及一种实质上提高效率因而节约成本的制造所希望 的霞石正长岩粉末的方法。在市场上将会以低价能够买到产品本身以生产改进 的产品，例如涂料。已确定采用未团聚的极细颗粒状的霞石正长岩粉末是有利 的，并且已经通过干磨工艺生产。本专利技术涉及一种用于制造这种超细微粒霞石 正长岩粉末的新方法。本专利技术通过采用 一种将具有粒径分布的霞石正长岩颗粒状原料转化为用 于随后的商业应用的超细微粒粒径成品的方法来达到上述目的。该超细^L粒产品具有小于约6微米的粒径。该新方法包括提供粒径大于约20微米的干燥原 料。实践中，该原料具有约60微米的最大粒径，并且D50超过约10的设定 粒度分布。使原料垂直向下通过连续的、高速搅拌的球磨机，该球磨机具有在 装满研磨介质的垂直方向延伸的腔室中以选定的高速旋转的搅拌臂。当介质被 旋转的搅拌臂高速推动时，该原料通过介质的作用被研磨成中间体粉末。该中 间体粉末具有显著减小的粒径和改变的粒度分布分布，因此该分布小于进料的 粒径分布。该分布具有25~35的D99和约2.5 ~ 3.5的D50。其后，利用沿设分级机，以将该超细微粒产品沿该路径传送并且离开分级机。该分级机还使包 括比超细产品大的颗粒的粗颗粒材料通过离心力和重力与作为目标的6微米 以及更小的颗粒分离。然后从分级机中排出该粗料。然后收集小于6微米且具 有约6的D99和约1.5-2.0的D50的超细霞石正长岩粉末成品，供装运至最 终用户。粗料返回至高速搅拌球磨机用于再次研磨。已发现直立的高速搅拌球 磨机与利用快速移动气流的随后风力分级机的组合以非常高的效率和有效的 方式生产粒径小于6微米的霞石正长岩粉末。根据本专利技术的一个方面，风力分 级机是两段型风力分级机，第一段分离粗料，第二段从已被移出风力分级机的 成品中除去粉尘。在本专利技术优选的实施方式中，该原料具有其中99%的颗粒小于约50微米 的粒径。直立的高速搅拌的球磨机的选定速度被提高至约200 450rpm。在腔 室中的介质具有小于5毫米的粒径，优选在2.0 2.5mm的范围内。选择具有9 的莫氏硬度的介质，该介质是二氧化铈稳定化的氧化锆。测试表明氧化铝和碳 化鴒可以代替该优选的介质。为了保证高效率，将介质填充到该腔室的约 50~80%,优选约在该范围的中间值或约70 77%。才艮据本专利技术的一个方面，以 选定的进料速率向介质中添加助磨剂。研磨介质通常是二乙二醇。添加助磨剂 的速率在50 150毫升/分钟的一般范围内。该助磨剂具有小于1.6wt。/。的用量。 对于该系统最高效的操作，搅拌球磨机的进料速度在0.5 2.3千克/分钟的一般 范围内。实践中，该原料具有约20 30%颗粒的粒径小于约5 6微米的粒度分布，以及从磨机送至风力分级才几的中间体粉末具有约35~40%粒径小于约5~6 微米的颗粒。磨机的卸料阀门具有在0.5~1.5mm的一般范围内的开口以控制通 过磨机的原料的研磨时间。本专利技术的第二方面是风力分级机的具体类型的选择和应用，该风力分级机 具有包含以高转速运转的直立叶片旋转分离器的主分级室以及使通过受高速 气流作用的分离器分级的颗粒悬浮的下扩展室。在被称为"侧通风(side draft )" 风力分级机的这类分级机本文档来自技高网...

【技术保护点】
将具有粒径分布的粒状火成岩原料转化为用于随后商业应用的超细微粒成品的方法，所述超细微粒成品具有小于约６微米的最大粒径，所述方法包括：　（ａ）提供最大粒径大于约２０微米的干燥原料；　（ｂ）通过使干燥状态下的原料垂直向下通过连续的高 速搅拌的球磨机来研磨所述原料，该球磨机具有在装满研磨介质的垂直方向延伸的室中以选定的高速度旋转的搅拌臂，由此在所述介质被所述旋转的搅拌臂高速度推动下，所述原料通过所述介质的作用被研磨成中间体粉末，所述中间体粉末具有比所述原料的粒径分布显著减小的粒径分布；　（ｃ）利用沿设定的路径快速移动的高速气流使所述中间体粉末通过风力分级机，以将所述超细微粒产品沿所述路径传送并离开所述分级机，以及通过离心力使包含比所述超细产品大的颗粒的粗颗粒材料分离，然后从所述分级机中排出；　（ ｄ）收集所述超细产品；以及　（ｅ）将所述粗料返回所述高速搅拌的球磨机用于再次研磨。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易斯M施莱辛格，毛里西奥杜兰桑切斯，杰拉尔多埃尔南德斯冈萨雷斯，阿特米奥冈萨雷斯阿塞韦多，
申请(专利权)人：尤尼明公司，
类型：发明
国别省市：US[]