本發(fā)明屬于化學工程與工藝技術(shù)領域，特別是涉及到一種由伊利石黏土礦生產(chǎn)伊利石粉的工藝流程。

背景技術(shù)：

伊利石具有光滑、明亮、松軟、絕緣性好、耐熱及遮蓋率高等特點，廣泛應用于造紙、塑料、橡膠、油漆、化妝品、線纜絕緣材料、陶瓷等工業(yè)領域。伊利石中還富含鉀、鋁等礦物質(zhì)，對其進行化學加工能夠生產(chǎn)鉀肥、活性氧化鋁以及活性硅粉等工業(yè)產(chǎn)品。又因伊利石粉末粒徑小，比表面積大，具有特有的曾鍵結(jié)構(gòu)，可作為低成本的吸附劑，應用于藍藻、核污染、工業(yè)廢水等環(huán)境領域。

伊利石主要以二種形式存在于自然界，一種是堅硬的礦石，主要分布在南方如浙江、河南、河北及西北地區(qū)陜西等省，并已形成比較成熟的生產(chǎn)工藝如圖1所示。另一種是黏土礦,主要分布在江西、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古等地區(qū)。由于形成原因等，黏土礦形式的伊利石含量相對較少，開發(fā)較晚，加之技術(shù)等方面的原因，一般采用圖1的生產(chǎn)工藝，也有廠家根據(jù)資金、技術(shù)及產(chǎn)品需求等實際情況采用圖2或圖3的生產(chǎn)工藝，最為簡單的生產(chǎn)方式是圖3的攪拌打漿制粉，也是最原始的生產(chǎn)工藝。

圖1的工藝過程為：礦土從礦山運到制粉工廠，先對礦土進行破碎(也有在礦山直接破碎的)，裝入球磨機中進行球磨破碎，球磨后的漿體進入剝片機中進一步粉碎，并達到一定粒度。剝片后再進行酸洗以除去其中的Fe²⁺、Fe³⁺，再進入離心機中離心分離，除去大部分水分，脫除部分水的漿體泵入板框過濾機中，經(jīng)板框過濾后，伊利石漿體成為含水量25％～30％的濾餅，若作濕原料使用如造紙等，便可直接包裝并成為產(chǎn)品。濾餅經(jīng)過干燥器干燥，可獲得伊利石干粉，再經(jīng)包裝成為含水率較低的伊利石干粉產(chǎn)品。

此工藝比較傳統(tǒng)，技術(shù)比較成熟，在我國中小企業(yè)已運行多年。無論礦土原料含量如何，更不用考慮礦石還是礦土，經(jīng)此工藝處理，最后都能得到礦粉。此生產(chǎn)過程缺點是設備磨損高，能耗高，更主要的是粉料組成會隨礦石原料組成的變化而變化，因此實際粉料中除伊利石外，還有硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等其他無機物，有的地方也有較低含量的有機物。因此，受組成影響，此伊利石粉只能做一些低端產(chǎn)品的原料，生產(chǎn)效益不高。

如圖2所示的的工藝過程相對上述工藝簡單一些，其過程為：黏土礦運到風化場地，先經(jīng)初級破碎，一般是用挖掘機進行剝離，較大的黏土塊被分離成小塊，經(jīng)制粉廠的日曬、風吹，其水分散失，特別是礦土塊表面要達到干爽，再經(jīng)破壞達到一定尺寸，然后此礦土裝入干燥器內(nèi)干燥。干燥后物料再送入粉碎機中粉碎，直接得到伊利石干粉。

此工藝過程相對球磨粉碎，使用的設備少，工藝顯得更簡單，可操作性強。但此工藝存在問題較多，一是不能得到純度較高的伊利石粉。在機器進行粉碎時，所有進入到粉碎機的礦土都無法選擇的被粉碎，導致生產(chǎn)出來的伊利石粉很難滿足純度要求較高的一些產(chǎn)品的需要。二是工藝中風化或風干場地會很大。伊利石黏土礦中水分極難散失，礦土塊越大，風干時間越長，有時可能會達數(shù)月。為了加快黏土礦的風干速度，就得減小黏土礦塊的尺寸，目前還沒有太好的辦法處理。另外，干燥設備干燥的是表面風干的粘土礦塊，土塊的大小影響干燥設備的尺寸及操作參數(shù)，礦土塊很難弄得尺寸很均勻，一旦有內(nèi)部未干透的黏土礦進入到粉碎機中，粉碎過程中會糊死粉碎機，使其不能正常運行，生產(chǎn)中一旦出現(xiàn)這種情況，解決的唯一辦法就是拆開粉碎機，人工進行清理，使生產(chǎn)不可能連續(xù)運行。而且，干燥黏土礦塊能耗很大，生產(chǎn)不連續(xù)，一定會造成生產(chǎn)效益低下，甚至虧損。

如圖3所示的工藝中，黏土礦從礦山運到礦粉廠經(jīng)初級破碎直接送到一級攪拌打漿槽中，大塊礦土在攪拌槳作用下，經(jīng)過水力沖刷變成小塊，經(jīng)過大孔濾網(wǎng)落入二級攪拌槽中，網(wǎng)上部分不時地被清理出去，落入二級攪拌槽中個頭相對小一點的礦土塊，在攪拌槳的作用下，經(jīng)過水力沖刷，細小的伊利石顆粒隨水通過濾網(wǎng)成為漿液，再經(jīng)板框過濾機過濾、干燥，得到伊利石干粉。二級攪拌打漿網(wǎng)上物料也被定時清理，工藝中一、二級攪拌斷斷續(xù)續(xù)，完成打漿生產(chǎn)過程。

此工藝為原始的水洗打漿過程，只是手工操作換成機器攪拌。設備結(jié)構(gòu)相對簡單，可以制得一定量的伊利石粉。工藝中不足處較多。第一，一級攪拌之前物料也要進行初級破碎，不然過大塊頭的黏土礦裝到攪拌打漿機中，機器帶不起來，嚴重時燒壞電機或紐偏、折斷攪拌槳，生產(chǎn)再無法進行。第二，黏土礦中有石塊存在，攪拌槳槳葉磨損嚴重，有時不到一個月，原本很厚、很強的攪拌葉磨沒了。第三過濾網(wǎng)上部的塊狀料，有時沖刷不干凈，會有5—10％的伊利石洗不下來，造成制粉的原料浪費。第四、伊利石粉的粒度范圍較大，雜質(zhì)比較多，尤其顆粒細小的硅酸鹽，產(chǎn)品純度不高。

以上三種工藝過程生產(chǎn)中都有使用先例，各存在利與弊，最大弊病是產(chǎn)品純度問題。針對現(xiàn)有技術(shù)不足，考慮現(xiàn)有礦土的特點，開發(fā)更合理工藝、設計高效生產(chǎn)設備，已成為利用伊利石的迫切需要。

因此現(xiàn)有技術(shù)當中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種由伊利石黏土礦生產(chǎn)伊利石粉的方法，使用先進的設備，使工藝流程更合理，更緊湊，能耗更小，環(huán)境污染更低，可以更大效率的提高生產(chǎn)效益。

一種由伊利石黏土礦生產(chǎn)伊利石粉的方法，其特征是：包括以下步驟，

步驟一、取伊利石黏土礦，置于伊利石黏土礦水力打漿機中，通過高壓水沖擊將伊利石黏土礦打碎，分離其中粒徑大于100目的雜質(zhì)，獲得粒徑小于100目的伊利石漿體；

步驟二、將所述步驟一獲得的伊利石漿體置于板框過濾機中，獲得含水量20％～30％的濕粉，濕粉經(jīng)干燥機干燥獲得干粉；

將所述步驟一獲得的伊利石漿體置于多出口旋液分離器中，進行粒度分級，分別獲得漿體Ⅰ、漿體Ⅱ以及漿體Ⅲ；

漿體Ⅰ的粒度為600目以上，含95％～98％體積的伊利石；將漿體Ⅰ置于膜分離器中，去除漿體Ⅰ中30％～40％體積的水；將去水后的漿體Ⅰ經(jīng)過板框過濾機過濾獲得濕粉；濕粉經(jīng)干燥機干燥獲得伊利石粉末物料Ⅰ；

漿體Ⅱ的粒度為200目～600目，含90％～95％體積的伊利石；將漿體Ⅱ置于膜分離器中，去除漿體Ⅱ中30％～40％體積的水；將去水后的漿體Ⅱ經(jīng)過板框過濾機過濾獲得濕粉；濕粉經(jīng)干燥機干燥獲得伊利石粉末物料Ⅱ；

漿體Ⅲ的粒度為300目以上，含78％～82％體積的石英；將漿體Ⅲ置于膜分離器中，去除漿體Ⅲ中30％～40％體積的水；將去水后漿體Ⅲ經(jīng)過板框過濾機過濾獲得濕粉；濕粉經(jīng)干燥機干燥獲得伊利石粉末物料Ⅲ。

所述膜分離器選用外旋流限流道膜分離器。

通過上述設計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果：一種由伊利石黏土礦生產(chǎn)伊利石粉的方法，使用先進的設備，使工藝流程更合理，更緊湊，能耗更小，環(huán)境污染更低，可以更大效率的提高生產(chǎn)效益。采用的打漿設備為伊利石黏土礦水力打漿機、分級設備及脫水的外旋流限流道膜分離設備都是新開發(fā)設備，在工藝中起重要作用；設備投資少，操作靈活性大，工藝過程連續(xù)性強，無廢棄物產(chǎn)生，節(jié)能降耗。通過本工藝方法獲得的產(chǎn)品類別多，純度高，能更好滿足市場需求，擴大銷售量，提高企業(yè)生產(chǎn)收益。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明：

圖1為本發(fā)明一種由伊利石黏土礦生產(chǎn)伊利石粉的方法現(xiàn)有技術(shù)的一種流程示意圖。

圖2為本發(fā)明一種由伊利石黏土礦生產(chǎn)伊利石粉的方法現(xiàn)有技術(shù)的另一種流程示意圖。

圖3為本發(fā)明一種由伊利石黏土礦生產(chǎn)伊利石粉的方法現(xiàn)有技術(shù)的第三種流程示意圖。

圖4為本發(fā)明一種由伊利石黏土礦生產(chǎn)伊利石粉的方法流程示意圖。

具體實施方式

伊利石開發(fā)利用的首步就是從伊利石黏土礦中將伊利石提取出來。如圖4所示，經(jīng)過測試，黏土礦中伊利石含量在40％～45％，其余為石塊、硅酸鹽等雜質(zhì)。礦土剛采出時水含量較大，黏度較大,因其中含有石塊,硬度也比較大。本發(fā)明的工藝流程為伊利石黏土礦從礦山用挖掘機挖出后運送到制粉工廠，再由鏟車裝到水力打漿機中，在高壓水作用下黏土礦被打碎，大顆粒的石英、碳酸鹽等雜質(zhì)被打漿機隔離出來，小顆粒伊利石及石英等進入水中成為伊利石漿體。漿體由泵送出，根據(jù)粉體用途和需要，漿體可以直接進入板框過濾機，制出含水量20％～30％的濕粉，也可將濕粉干燥，得到干粉產(chǎn)品；

或者經(jīng)過多出口旋液分離器進行粒度分級，分別得到600目以上粒度、伊利石體積含量95％～98％的漿體，200目以上至600目之間粒度、伊利石體積含量90％～95％的漿體，以及粒度300目以上粒度、石英含量80％左右的漿體。

三種漿體再分別經(jīng)過膜分離器脫去其中30％～40％體積的水，然后經(jīng)過板框過濾器過濾，不經(jīng)干燥得到濕粉，或經(jīng)過干燥得到粉末物料。也可制出粒度與純度較寬泛的粉體，即打漿后的漿體直接用泵送入板框過濾機脫水，再經(jīng)干燥，得到伊利石粉。漿體行進路線可通過閥門控制，粉體產(chǎn)品粒度可通過過濾器過濾網(wǎng)孔徑、旋液分離器操作參數(shù)調(diào)整。

本發(fā)明所用伊利石黏土礦水力打漿機也稱為伊利石礦土旋轉(zhuǎn)打漿機，其原理為利用水力沖擊力作用在礦土上，將伊利石黏土打碎，小粒徑的伊利石進入水中形成漿體，大顆粒的石英、石塊等被過濾出去，物料推進靠打漿筒自身結(jié)構(gòu)完成。

多出口旋液分離器將漿體中粒度差距較大、密度不同的顆粒進行分級分離，是得到不同粒度范圍的伊利石粉及一定粒度的石英粉的關鍵設備，其原理為依據(jù)漿體中顆粒粒度、密度不同，在漿體旋流流動時，產(chǎn)生的曳力、受到的阻力以及重力的不同，使?jié){體在旋流器內(nèi)形成粒度、密度不同的區(qū)域，再將不同區(qū)域的漿體從不同出口放出，經(jīng)過濾、干燥，得到不同粒度、不同密度(主要指伊利石與石英)的粉體。

外旋流限流道膜分離器基于乳液破乳研究的啟示，在外旋流膜分離器的流道中加入一個限制流體流動軌跡的螺旋板(限流道)，強制流體按進入分離器的初始狀態(tài)運動，加強流體對膜件表面的沖刷與清理，使膜件細孔不會短時間被堵死，增加其使用時限，使設備能更長時間的連續(xù)運行。由于伊利石漿體中伊利石顆粒粒度較細，用板框過濾機過濾時阻力很大，當需要濾餅達到一定厚度時，時間較長，壓降很大，是制粉過程中效率相對較低的操作單元。因此，減小過濾負荷，一定程度上就是在提高生產(chǎn)效率。

外旋流限流道膜分離器主要利用不銹鋼燒結(jié)網(wǎng)作為分離元件，將部分水與顆粒分開。其目的是減小板框過濾的負荷，縮短過濾時間，提高運行效率。經(jīng)過不同濃度的伊利石漿體脫水測試，其脫水能力可達漿液中水總質(zhì)量的30％～40％，大大減輕后續(xù)板框過濾的壓力，提高過濾效率。已經(jīng)經(jīng)過實驗證實，加入限流道的分離器比沒加限流道的分離器運行時間提高10倍以上。

板框過濾機就是根據(jù)產(chǎn)能選擇定型產(chǎn)品，根據(jù)伊利石粉粒度要求安裝相應型號的濾布。過濾操作中，可將濾出的水循環(huán)到打漿用水池中，繼續(xù)循環(huán)打漿使用，不需向外排放，排除污水處理壓力。

干燥設備是工藝中能耗大戶，也是影響經(jīng)濟效益的重要因素。根據(jù)干粉的粒度要求等選用一定型號的旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥設備，將粉料的干燥、粉碎在同一臺設備中進行，國內(nèi)目前有多家企業(yè)生產(chǎn)這類設備。

現(xiàn)代化工技術(shù)的關鍵問題之一就是設計制造更有效單元操作設備，并根據(jù)需要使其得到單元操作設備的有機結(jié)合，使工藝過程更合理，更緊湊，能耗更小，環(huán)境污染更低，最大效率的提高生產(chǎn)效益。本發(fā)明的流程使黏土礦中提取伊利石生產(chǎn)過程達到新的技術(shù)高度，極具開發(fā)與應用潛力，對伊利石的開發(fā)利用會有更大促進作用。