Способ получения тонкодисперсного мела

 

Изобретение относится к способу получения тонкодисперсного мела, используемого в лакокрасочной, резинотехнической и кабельной промышленности, при производстве строительных материалов и в сельском хозяйстве. Исходное сырье в виде природного мела различного гранулометрического состава дробят под воздействием статической нагрузки и производят грохочение в несколько стадий с выводом в промпродукты крупнокусковой, среднекусковой и мелкокусковой фракций, а оставшуюся часть размучивают и виброперемешивают в три стадии в последовательно установленных емкостях. На первой стадии производят слив верхней и нижней загрязняющей примесей, на второй стадии в суспензию добавляют в количестве 0,09 0,11% от массы мела осадитель, в качестве которого используют 1%-ный раствор винной кислоты, и удаляют грубокристаллическую часть отстоя, а на третьей стадии после удаления кристаллической части отстой направляют на пресс-фильтрацию. Кроме того отстой слива загрязняющих примесей, грубокристаллическую и кристаллическую части суспензии смешивают со связующим веществом, в качестве которого используют пыль с электрофильтров цементного производства в количестве 5 15% от массы отстоя, и направляют на гранулирование. Изобретение позволяет повысить чистоту и качество дисперсного мела, а также утилизировать отходы при производстве тонкодисперсного мела. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу полу-чения тонкодисперсного мела, используемого в лакокрасочной, резинотехнической и кабельной промышленности, при производстве строительных материалов и в сельском хозяйстве.

Известен способ обогащения карбонатных пород, который осуществляют в две стадии путем псевдоожижения (1).

Недостатком этого способа является высокая запыленность производства, ухудшающая экологию окружающей среды.

Известен способ получения окомкованного карбоната кальция, включающий смешение его со связующей добавкой в виде смеси нитрата кальция и гидроокиси кальция (2).

Недостатком этого способа является нерациональное использование исходного сырья, исключающего возможность выделения тонкодисперсной фракции, пользующейся наибольшим спросом при производстве высококачественных резинотехнических изделий.

Известна вибромешалка для перемешивания жидких смесей и суспензий, состоящая из сосуда, вибропривода и перемешивающих дисков, совершающих в противофазе возвратно-поступательные колебательные движения (3).

Недостатком известной вибромешалки является отсутствие возможности разделения твердой части смеси или суспензии по их фракционному составу на тонкодисперсную часть и отходы.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения тонкодисперсного мела, включающий грубое дробление исходного сырья, магнитное сепарирование, мокрое размучивание, тонкое измельчение в струйных дезинтеграторах, сбор суспензии с введением диспергатора, обогащение в гидроциклонах с промежуточным сбором суспензии, вторичное тонкое измельчение в струйных дезинтеграторах, сбор суспензии, контрольный отсев, сбор суспензии, распылительную сушку, в котором в качестве диспергатора используется триполифосфат натрия или смесь триполифосфата натрия с углекислым натрием, вводимый на стадии мокрого размучивания с последующим удалением частиц с размером более 5 мм примесей на виброгрохоте и вибросите, причем после вторичного измельчения и сбора суспензии проводят отмывку суспензии водой (4).

Недостатками этого способа являются сложность и многооперационность протекания технологического процесса, а также низкие чистота и качество готового продукта.

Цель изобретения повышение чистоты и качества дисперсного мела, а также утилизация отходов при производстве тонкодисперсного мела.

Цель достигается тем, что в известном способе получения тонкодисперсного мела, включающем грубое дробление исходного сырья, мокрое размучивание, сбор суспензии, тонкое измельчение и сушку, грубое дробление исходного сырья производят под воздействием статической нагрузки с последующим грохочением в несколько стадий и выводом в промпродукты крупнокусковой, среднекусковой и мелкокусковой фракций, а оставшуюся часть размучивают, виброперемешивают в три стадии в последовательно установленных емкостях путем чередования процессов вибрационного воздействия, отстоя и слива суспензии, причем на первой стадии производят слив верхней и нижней загрязняющих примесей, на второй стадии в суспензию добавляют в объеме 0,09-0,11% от массы мела осадитель, в качестве которого используют 1%-ный раствор винной кислоты, и удаляют грубокристаллическую часть отстоя, а на третьей стадии после удаления кристаллической части отстой направляют на пресс-фильтрацию. Кроме того отстой слива загрязняющих примесей, грубокристаллическую и кристаллическую части суспензии смешивают со связующим веществом, в качестве которого используют пыль с электрофильтров цементного производства в объеме 5-15% от массы отстоя, и направляют на гранулирование.

Реализация способа получения тонкодисперсного мела путем грубого дробления исходного сырья под воздействием статической нагрузки с последующим грохочением в несколько стадий и выводом в промпродукты крупнокусковую, среднекусковую и мелкокусковую фракции позволяет повысить чистоту и качество дисперсного мела. Это обеспечивается за счет то, что природный мел при кажущейся своей однородности имеет неоднородный физико-механический и химический составы. При отбойке массива природного мела в забое любым из существующих способов в нем происходит разделение на крупнокусковые, среднекусковые, мелкокусковые фракции и дисперсный мел в виде пылеватых частиц. Это обусловлено тем, что в массиве природного мела при макроскопическом рассмотрении имеются его разности, отличающиеся друг от друга по прочности. При этом весь массив мела пронизан в самых разнообразных направлениях прожилками весьма малопрочного мела, вследствие чего при отбойке он и распадается в зависимости от разности по прочности на крупнокусковые, среднекусковые, мелкокусковые фракции, а также дисперсную часть из прожилков малопрочного мела. На поверхности любых размеров кусков также находится дисперсная пыль, а при последующем дроблении кусков механическим способом их измельчение также осуществляется по прожилкам малопрочного мела с выделением дисперсной части в виде пылеватых частиц. При микроскопическом рассмотрении природного мела установлено, что кусковатая часть представляет собой грубокристаллическую и кристаллическую скелетную фазы мела, в то время как прожилковая часть является смесью разрушенной кристаллической и весьма тонкой дисперсной фаз. Поэтому для получения тонкодисперсного мела с минимальным содержанием грубокристаллической и кристаллической части по предлагаемому способу на доставленное после отбойки в забое исходное сырье природного мела сначала воздействуют путем статической нагрузки (раздавливания) на дробилках для разрушения кусков по прожилкам с выделением малопрочной дисперсной части, затем производят грохочение крупнокусковой, среднекусковой и мелкокусковой фракций с выделением с поверхности кусков частиц грубокристаллической, кристаллической фазы и дисперсной части за счет ошелушивания в процессе их перемещения по колосникам грохотов, а затем собирают дисперсную часть и направляют для дальнейшей переработки для получения тонкодисперсного мела. При этом крупнокусковой, среднекусковой и мелкокусковой мел являются самостоятельными промпродуктами, очищенными от дисперсной части.

Реализация способа получения тонкодисперсного мела путем размучивания оставшейся части после дробления и грохочения, последующего виброперемешивания в три стадии в последовательно установленных емкостях путем чередования процессов вибрационного воздействия, отстоя и слива суспензии, причем на первой стадии производят слив верхней и нижней загрязняющих примесей, на второй стадии в суспензию добавляют в объеме 0,09-0,11% от массы мела осадитель, в качестве которого используют 1%-ный раствор винной кислоты, и удаляют грубокристаллическую часть отстоя, а на третьей стадии после удалении кристаллической части отстой направляют на пресс-фильтрацию, позволяет получить высококачественный тонкодисперсный мел. Это обеспечивается за счет последовательного вывода из дисперсной фазы мела грубокристаллической и кристаллической частей и загрязняющих примесей методом виброперемешивания суспензии с использованием осадителя, ее отстоя и слива. Необходимость такой последовательности выполнения технологического процесса получения тонкодисперсного мела мокрым способом обусловлена тем, что после отделения крупнокусковых фракций в порошковой части содержатся не только грубокристаллические, кристаллические и пылеватые частицы мела, но и различные примеси в виде глинистых частиц и других легких и тяжелых материалов. Поэтому всю дисперсную фазу мела размучивают в водной среде и в виде суспензии заливают в первую емкость, оснащенную виброперемешивающим устройством в виде двух перфорированных дисков, совершающих возвратно-поступательное движение с определенной частотой и амплитудой колебаний. В процессе виброперемешивания частицы мела, проходя через перфорацию дисков и взаимно сталкиваясь друг с другом, измельчаются. Из скелетных частиц грубокристаллической и кристаллической частей при вибрации извлекается малопрочная часть мела и растворяется в водной среде. При этом легкие частицы материалов стремятся переместиться в верхнюю часть емкости, а грубокристаллические скелетные частицы мела и тяжелые частицы других материалов опускаются. При выключении привода вибромешалки происходит отстой суспензии на первой ее стадии, после завершения которого верхнюю легкую и нижнюю тяжелую грубокристаллическую части сливают в емкость отходов, а среднюю часть суспензии переливают во вторую емкость, оснащенную аналогичным виброперемешивающим устройством. На второй стадии виброперемешивания в емкость с суспензией добавляют в объеме 0,09-0,11% от массы мела осадитель, в качестве которого используют 1%-ный раствор винной кислоты. При включении вибропривода суспензия вместе с осадителем активно перемешивается и измельчается аналогичным способом, что и на первой стадии. После завершения виброперемешивания происходит отстой суспензии, в результате которого под действием осадителя выделяется кристаллическая часть мела. Отстой меловой суспензии второй стадии виброперемешивания переливают в третью виброперемешивающую емкость, а полученный осадок кристаллической части мела сливают в емкость отходов. И, наконец, на третьей стадии виброперемешивания завершается измельчение частиц мела в водной среде методом виброперемешивания. После отстоя суспензия тонкодисперсного мела переливается в отстойник, а осадок из остатка кристаллической части сливается в емкость отходов. После отстоя суспензии технологическая вода возвращается в процесс на размучивание дисперсной части исходного продукта, а тонкодисперсный мел направляется на пресс-фильтр, из которого подается на сушку и в соответствующей упаковке поступает к потребителю в виде готового продукта.

Реализация способа получения тонкодисперсного мела путем отстоя слива загрязняющих примесей, грубокристаллической и кристаллической частей суспензии, смешивания со связующим веществом, в качестве которого используют пыль с электрофильтров цементного производства в объеме 5-15% от массы отстоя, и последующего гранулирования позволяет утилизировать отходы и улучшить экологическую безопасность технологии. Это обеспечивается за счет того, что полученную после отстоя и возврата в процесс технологической воды жидкую массу отходов из загрязняющих примесей, грубокристаллических, кристаллических и других легких и тяжелых материалов направляют в смеситель, где смешивают с отходами цементной промышленности в виде тонкодисперсной пыли с электрофильтров. Полученная смесь поступает в гранулятор, откуда гранулы мелиоранта пропускаются через сушилку и в соответствующей упаковке передаются потребителю в виде готовой продукции для раскисления почв в сельском хозяйстве.

На чертеже изображена схема цепи аппаратов для реализации способа получения тонкодисперсного мела.

Исходный материал в виде отбитого в забое природного мела различного гранулометрического состава конвейером 1 подается в приемный бункер 2 и поступает в дробилку 3, из которой крупнокусковая фракция выдается питателем 4, оставшаяся часть мела пропускается через грохот 5, причем верхний среднекусковый продукт по колосникам грохота поступает на питатель 6, а подрешетный продукт перепускается на грохот 7. Подрешетный продукт с грохота 7 после отмывки технологической водой подается в виде мелкокускового продукта на питатель 8, а меловая дисперсная фракция в виде суспензии из приемной емкости 9 через задвижку 10 поступает в вибромешалку 11, которая имеет сливные задвижки 12, 13 и 14. С помощью задвижки 14 суспензия поступает в вибромешалку 15, в которую из емкости 16 посредством задвижки 17 подается осадитель, а суспензия переливается посредством задвижек 18 и 19. Вибромешалка 20 снабжена задвижками 21 и 22. В последующем тонкодисперсная суспензия поступает в отстойник 23, откуда с помощью задвижки 24 подается в пресс-фильтр 25, затем в сушилку 26 и на транспортер 27, а технологическая вода после отстоя возвращается в процесс по трубопроводу 28. Отходы производства тонкодисперсного мела отстаиваются в емкости 29, а технологическая вода по трубопроводу 30 возвращается в процесс. Отходы после сгущения с помощью задвижки 31 и связующее вещество из емкости 32 посредством задвижки 33 подаются в смеситель 34, откуда поступают в гранулятор 35, затем в сушилку 36 и в виде готовых к использованию гранул транспортируются конвейером 37 к месту их отправки или складирования. Технологический процесс управляется с пульта системой автоматики, причем все задвижки снабжены электроприводом.

Способ осуществляют следующим образом.

Добытый в карьере известным способом природный мел различного гранулометрического состава конвейером 1 доставляют в бункер 2, дробят на дробилке 3, перепускают через грохоты 5 и 7 и выделяют крупнокусковую, среднекусковую и мелкокусковую фракции, которые в виде готового промпродукта направляют потребителям питателями 4, 6 и 8. Технологическую воду по трубопроводам 28 и 30 с дополнительной подпиткой подают на грохот 7 для размучивания дисперсной фазы мела, которую в виде суспензии аккумулируют в приемной емкости 9. Включением электропривода задвижки суспензию заливают в вибромешалку 11 до заданного уровня и производят виброперемешивание, после завершения которого и отстоя с помощью задвижки 12 сливают легкую часть отходов, затем через задвижку 14 переливают рабочую часть суспензии в вибромешалку 15, а с помощью задвижки 13 сбрасывают грубокристаллическую и тяжелую часть материалов в емкость 29 отходов, подготавливая вибромешалку 11 для заливки очередной порции суспензии из емкости 9. В вибромешалку 15 с суспензией, очищенной от грубокристаллической части мела и других тяжелых материалов, из емкости 16 добавляют посредством задвижки 17 осадитель и производят виброперемешивание образованной смеси. После виброперемешивания и отстоя посредством задвижки 19 сливают очищенную от кристаллической части суспензию в вибромешалку 20, а полученный отстой кристаллической части сбрасывают через задвижку 18 в емкость 29 отходов, подготавливая вибромешалку 15 к приему очередной порции суспензии из вибромешалки 11. Включением привода производят виброперемешивание в емкости 16, а после включения и отстоя сливают тонкодисперсную суспензию в отстойник 23, а образованный осадок сбрасывают через задвижку 21 в емкость 29 отходов. Из отстойника 23 технологическая вода возвращается в процесс на грохот 7, а сгущенная суспензия через задвижку 24 подается на пресс-фильтр 25, а затем в сушилку 26 и на транспортер 27 для отправки потребителю. Использование в качестве осадителя 1%-ного раствора винной кислоты в объеме 0,09-0,11% от массы мела в суспензии резко повышает эффективность разделения грубокристаллической и кристаллических частей с другими тяжелыми материалами при их осаждении во время отстоя и повышает чистоту и качество тонкодисперсного мела.

Одновременно с этим в емкости 29 отходов происходит отстой и сгущение легких и тяжелых материалов, а также грубокристаллической и кристаллической частей мела. Техническая вода после отстоя возвращается в технологический процесс по трубопроводу 30, а сгущенная масса отходов через задвижку 31 поступает в смеситель 34, в который добавляется пыль с электрофильтров цементного производства из емкости 32 через задвижку 33. Подготовленная смесь подается в гранулятор 35, откуда поступает в сушилку 36 и из нее на конвейер 37 и в виде гранулированного мелиоранта в соответствующей упаковке отправляется потребителю для использования в сельском хозяйстве для внесения в почву при ее раскислении. Использование в качестве связующего вещества пыли с электрофильтров цементного производства в объеме 5-15% от массы отходов тонкодисперсного мела позволяет реализовать безотходную технологию производства и повысить ее эффективность.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОДИСПЕРСНОГО МЕЛА, включающий грубое дробление исходного сырья, мокрое размучивание, сбор суспензии, тонкое измельчение и сушку, отличающийся тем, что грубое дробление производят под воздействием статической нагрузки с последующим грохочением в несколько стадий и выводом в промпродукты крупнокусковой, среднекусковой и мелкокусковой фракций, а оставшуюся часть размучивают, виброперемешивают в три стадии в последовательно установленных емкостях путем чередования процессов вибрационного воздействия, отстоя и слива суспензии, причем на первой стадии производят слив верхней и нижней загрязняющих примесей, на вторую стадию в суспензию добавляют 1%-ный раствор винной кислоты в качестве осадителя в количестве 0,09-0,11% от массы мела и удаляют грубокристаллическую часть отстоя, а на третьей стадии после удаления кристаллической части отстой направляют на пресс-фильтрацию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отстой слива загрязняющих примесей грубокристаллической и кристаллической частей суспензии дополнительно вводят пыль с электрофильтров цементного производства в качестве связующего в количестве 5-15% от массы отстоя и направляют на гранулирование.

РИСУНКИ

Рисунок 1