非金属矿粉改性装置及非金属矿粉的改性方法

技术领域

本发明涉及非金属矿物处理领域，特别地，涉及一种非金属矿粉改性装置。此外，本发 明还涉及一种上述装置改性非金属矿粉的方法。

背景技术

现有的超细湿法研磨水镁石和重晶石改性研磨方法为：首先将粒度较细的料浆在干燥机 中与热空气相遇，使浆料的部分水分蒸发，这样浆料的黏性下降并结成块状的物料不断下落。 经干燥筒下部的粉碎机粉碎后再干燥，干燥后的粉粒随气流继续上升进入旋风分离器收集， 尾气经袋式除尘器过滤后放空。把干粉升温至80度以上，再往改性机中加入改性剂，再进入 改性机，经改性后得到最终产品。

上述工艺需特制的改性机，及与其配套的旋风和布袋收尘系统，工艺路线长，设备占地 多。此外，一般情况下，改性效果取决于改性温度的高低，温度越高则改性效果越好。现有 工艺中所得的浆料在加入改性机时，温度并不高，还需外输能量对物料升温，以提高改性效 果，能耗高。

发明内容

本发明目的在于提供一种非金属矿粉改性装置及非金属矿粉的改性方法，以解决现有技 术工艺路线长，设备占地多，能耗高的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种非金属矿粉改性装置，包括筒体、 与筒体底部连通的进气通道、旋风分离器、引风机和与筒体顶部连通的出气通道，出气通道 的一端与旋风分离器的进气口相连，旋风分离器的出气口与引风机相连，还包括分别开设于 筒体侧壁上的浆料入口、改性剂入口、第一连接管和第二连接管；第一连接管的一端固定连 接于浆料入口，第二连接管的一端固定连接于改性剂入口。

进一步地，第一连接管与第二连接管之间的夹角β为0°～360°。

进一步地，第一连接管与第二连接管之间的夹角β为0°～180°。

进一步地，该装置还包括布袋收尘器，布袋收尘器包括进气口、出气口和出料口，布袋 收尘器的进气口与旋风分离器的出气口相连，布袋收尘器的出气口与引风机相连。

本发明的另一方面还提供了一种非金属矿粉改性方法，包括以下步骤：非金属矿粉经研 磨后，制得浆料，浆料与改性剂同时加入到上述的改性装置中。

进一步地，改性剂为硬脂酸、铝酸酯、锆酸酯、钛酸酯和硅烷类改性剂组成的组中的一 种或多种。

进一步地，改性剂的添加量为浆料中固体质量的1～10％。

进一步地，改性剂的添加量为浆料中固体质量的1～3％。

进一步地，非金属矿粉为水镁石、重晶石、石英或绢云母中的任一种。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的方法对湿法研磨的浆料干燥的同时进行改性，能简化流程，节约成本，改 性时无需额外能量，能耗低。

本发明提供的装置使实现该生产方法成为可能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面 将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及 其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选改性装置实施例的示意图；

图2是本发明优选改性装置实施例的示意图；

图3是本发明优选改性装置实施例的示意图；

图4是本发明优选改性装置实施例的示意图；

图5是本发明优选改性装置实施例的示意图；以及

图6是图5的A-A向剖视俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖 的多种不同方式实施。

本文中非金属矿粉仅限于水镁石、重晶石、石英和绢云母，目数小于100目，最好是325 目。该矿粉经研磨后得到粒径为3000～8000目的浆料。本文中浆料是指水和超细粉体的混合 物，当含水量较低时，浆料可为滤饼状，当浆料含水量较高时，浆料流动性增强。当浆料为 滤饼状时，也可实现本发明的目的。

改性装置实施例

参见图1，本发明提供的改性装置，其包括筒体110、与筒体110底部连通的进气通道130、 与筒体110顶部连通的出气通道120、旋风分离器400、引风机200、布袋收尘器300、分别开 设于筒体110的侧壁上的浆料入口150和改性剂入口140。旋风分离器400和布袋收尘器300 均包括侧壁上的进气口、底部的出料口和顶部的出气口。出气通道120的一端与旋风分离器 400的进气口相连。旋风分离器400的出气口与布袋收尘器300的进气口相连。布袋收尘器 300的出气口与引风机200相连。

该改性装置还包括与浆料入口150相连的第一连接管151。浆料入口150与第一连接管 151的一端相连。第一连接管151的另一端与浆料的输送管相连。本文中浆料中含水量不定， 当含水量较高时所得浆料流动性较好，而含水量低时(如滤饼)，流动性差，此时则采用螺杆 挤压输送。因而输送装置可以为压力泵或者其他能使得浆料流入筒体110的装置均可。浆料进 入筒体110的方向为沿第一连接管151的方向延伸。

该改性装置还包括与改性剂入口140相连的第二连接管141。第二连接管141的一端固定 连接于筒体110的外壁上。第二连接管141的另一端与改性剂的输送管相连。所用改性剂可以 为固体也可以为液体，入料时最好将改性剂配置成液态。改性剂从第二连接管141进入筒体 110中。改性剂进入筒体110的方向为沿第二连接管141的方向延伸形成。

使用时，空气与热风炉中的热空气进行热交换后从进气通道130通入筒体110。在引风机 200的牵引下，热风在筒体110内形成龙卷风式的气流。进入筒体110内的浆料和改性剂在热 风的剪切力作用下发生激烈的碰撞，混合充分，在水分刚刚离开颗粒的表面时，改性剂迅速 与颗粒发生反应。液滴表面光滑。由于液滴形状不稳定，浆料和改性剂的液滴相触碰后可以 融合。融合后的液滴在高温气流的运送下进入干燥的高温区段，发生改性反应。水则蒸发离 开。从而使得所得物料既满足干燥要求又已经完成了改性。此时所得改性后物料的活化度高。

液滴形状不稳定还会使得浆料中部分液滴在进入筒体110后，会再次相遇而相互融合成较 大的液滴。改性剂也会出现相同的现象。如果此时改性剂才与浆料相遇，则二者的混合效果 的改进远不如在初次分散形成液滴时相遇的相容效果好。

由上述分析可见，浆料与改性剂在干燥机内形成的进料方向之间的夹角β是二者是否能 融合的关键。为使浆料和改性剂混合均匀，第一连接管151与第二连接管141之间的夹角β 为0°～360°。该夹角β也可优选为0～180°。参见图1，夹角β是指第一连接管151的中心 线的延长线与第二连接管141的中心线的延长线相交所得角度。当第一连接管151与第二连 接管141垂直筒体110设置，且第一连接管151与第二连接管141处于同一水平面时，所成夹 角β可以为0～360°。当第一连接管151与第二连接管141不处于同一平面，为错开设置时， 由于第一连接管151的中心线与第二连接管141的中心线均为一维，二者围成的只能是一个 二维平面。因而在该平面上的角度仅限于0～360°。此处的0～360°包括了所能成的所有的角 度值。

改性剂和浆料混合后，在高温下完成干燥和改性得到物料，物料混合后从出气通道120 离开筒体110。在引风机200的牵引下，物料与气体的混合物依次经过旋风分离器400和布袋 收尘器300的分离将物料收集。

优选地，图1中所示本实施例中第一连接管151与第二连接管141之间的夹角β为100°。

参见图2，与实施例1的区别在于第一连接管151与第二连接管141之间的夹角β为0°， 显然地，当二者夹角β为0°时，浆料入口150与改性剂入口140需间隔设置。

参见图3，与实施例1的区别在于第一连接管151与第二连接管141之间的夹角β为180°。

参见图4，与实施例1的区别在于第一连接管151与第二连接管141之间的夹角β为90°。 当改性剂入口140开设于靠近筒体110的顶部时，改性剂从此口进入。由于达到筒体110顶部 的浆料含水量仅为10％，表面水分少，此时浆料与改性剂的反应阻力小，改性效果最好。

参见图5和6，与实施例1的区别在于第一连接管151和第二连接管141处于同一平面， 夹角β为第一连接管151和第二连接管141的延长线相交所成角度，具体为120°。采用该结 构即使所用浆料为滤饼状也可实现。

本发明的另一方面还提供了非金属矿粉改性方法，用于处理经过研磨的非金属矿粉。该 方法包括如下步骤：非金属矿粉经研磨后，制得浆料。之后对该浆料进行干燥。此时浆料与 改性剂同时进入干燥步骤。干燥所用装置为上述改性装置。

此处所用改性剂为硬脂酸、铝酸酯、锆酸酯、钛酸酯和硅烷类改性剂组成的组中的一种 或任意多种。硅烷类改性剂为含有硅元素和/或烷基元素的改性剂，如乙烯基硅烷、烷氧基硅 烷等。改性剂的添加量可以为常用改性剂的添加量。优选为浆料中固体质量的1～10％。进一 步为浆料中固体质量的1～3％。

改性方法实施例

以下实施例中所用设备和物料均为市售。

实施例1

把含水35％的水镁石料浆泵入气流干燥机的干燥筒的下部，通入360°的热风。所用改性 装置为实施例1中所示。所加改性剂为按所处理浆料重量1.5％加入的硅烷偶联剂151(乙烯 基三乙氧基硅烷)。经检验，产品活化度大于97％，没有结块。采用本发明提供的装置进行改 性，在干燥的同时进行改性，不但节约了能源减少了设备投入，而且所得产品的性能与传统 方法制得的产品性能相比没有差异。

实施例2

把含水30％的重晶石滤饼经螺旋加料器进入气流干燥机的干燥筒的下部，通入330°的热 风。所用改性装置为实施例5中所示。所加改性剂为按所处理浆料重量2.0％的比例加入钛酸 酯NDZ-201(异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯)，经检验，产品活化度大于98％，没 有结块。采用本发明提供的装置进行改性，在干燥的同时进行改性，不但节约了能源减少了 设备投入，而且所得产品的性能与传统方法制得的产品性能相比没有差异。

由实施例1～2可见，采用本发明提供的改性装置对物料处理物料，使得干燥和改性能同 时进行，减少了购置改性机的费用和使用改性机的能耗，仅需在干燥机上进行改装即能满足 使用要求。而且所得产品的性能也并未受损。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、 改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。