CN102177854B - 一种膨润土猫砂的制备方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膨润土猫砂的制备方法及其装置。制备方法由晾晒、破碎、钠化、干燥、筛分、包装工序组成。装置由锤式破碎机、滚筒筛、行星轮碾机、滚筒干燥机、皮带输送机组成。膨润土原矿通过简单的晾晒，人工手选除杂后，通过破碎，然后用行星轮碾机进行钠化改性，烘干后筛分即可得膨润土猫砂成品。采用本发明方法制备膨润土猫砂省去了一般方法需要磨粉、造粒的过程，并且钠化剂用量少，工艺简单、成本低廉。

Description

一种膨润土猫砂的制备方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种膨润土猫砂生产技术，具体涉及由纯天然钙基膨润土钠化改性后制备膨润土猫砂的方法。

背景技术

随着人类生活水平的提高，家庭饲养的猫、狗等宠物的数量也日趋增多，宠物***物的处理也困扰着大多数饲养宠物的家庭。膨润土运用于猫砂的研究始于1947年的美国，但由于技术限制，膨润土猫砂存在各种各样的问题，如粉尘大，结团强度低等。随着工业的发展与研究投入的加大，现在的膨润土猫砂产品质量已有很大改善。

国内现有不少生产膨润土猫砂的企业，大多数均使用传统生产方法，就是将膨润土原矿通过改性后磨粉，然后经过造粒再烘干。采用这种方法存在很多弊端。如，改性后需要干燥后才能磨粉，至少需要降至15%以下的水份才能磨粉，而造粒后又需要干燥至12%以下，需要经过两次干燥过程，这样就大大消耗了时间及能源。此外，造粒一般通过造粒机或者挤压等方式进行，所造猫砂颗粒一般呈小圆球或柱形，这两种形状的猫砂均不利于结团，这是因为柱形或圆球形猫砂堆积后，颗粒之间存在很大的缝隙，而膨润土在短时间遇猫尿液膨胀后很难填补这些缝隙，尿液很容易顺着缝隙往下流，这样猫砂就很难结团或者结团的强度差。

中国专利CN1963198A公开了一种聚团型猫砂的生产方法。该方法的主要步骤是将凹凸棒土、氢氧化钠、氧化镁、无水石膏和高吸水树脂进行配料、搅拌、挤压、晾晒、粉磨、造粒、晾晒、分筛、包装为成品。用该方法生产的猫砂优点是无粉尘、强度高、价格便宜，并且猫咪大小便后猫砂会将大小便紧紧包裹起来，快速聚团成为一个整体，能起到除异味、抑制细菌生长和保持环境空气清新的作用。但是该方法存在配料繁多、工艺复杂、两次干燥能耗高、周期长等诸多缺点。

中国专利CN101810146A公开了一种膨润土猫砂的生产方法，该方法由粉碎、酸化、钠化、成型、干燥等工序组成。以钙基膨润土原矿为起点，先酸化腐蚀膨润土片层，使膨润土比表面积大大增加，然后用钠化改性剂对钙剂膨润土进行钠化改性以提高膨润土的吸水率，最后经过造粒、干燥等工序制备出吸水快、吸水量大、白度高、强度高的膨润土猫砂。但是该方法膨润土在酸化处理前需要将钙基膨润土原矿粉碎至粒径＜2mm的粉末，这在工业生产上很难实现；另外该方法选用了氢氧化钠、氟化钠作为钠化剂，而氢氧化钠具有强烈腐蚀性，氟化钠具有一定的毒性，如长时间使用含有这两种物质的猫砂，将会对猫的健康产生一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供的一种工艺简单、成本低廉，且适合于纯天然钙基膨润土钠化改性后制备膨润土猫砂的方法。

本发明的另一个目的是提供一种实现上述膨润土猫砂制备方法的装置。

一种膨润土猫砂的制备方法，包括晾晒、破碎、筛分、钠化、干燥、再筛分和包装工序，其特征是钙基膨润土原矿经晾晒、破碎、筛分后，输送至轮碾机中，加入钠化剂和水进行混合碾压改性为半成品，再经干燥、筛分得膨润土猫砂成品。

所述晾晒后的矿料控制水份≤22%，破碎、筛分后的矿料粒径≤25mm。

所述钠化剂选用碳酸钠，加入量为矿料质量的1.5%~2.0%，矿料与钠化剂混和时间为1—2分钟，控制水份在22%~23%，碾压时间为10~15分钟。

所述碾压改性后的半成品通过自然晾晒或干燥机烘干，控制水份≤10%，再筛分选出粒径为1~4mm的颗粒包装即成膨润土猫砂成品。

一种制备膨润土猫砂的装置，包含料斗、破碎机、滚筒筛、轮碾机、干燥机和皮带输送机，其特征是第一皮带输送机的低端设置在料斗的出口，高端设置在破碎机的入口；第二皮带输送机的低端设置在破碎机的出口，高端设置在第一滚筒筛的入口；第三皮带输送机的低端设置在第一滚筒筛的出口，高端设置在轮碾机料仓的入口；第四皮带输送机的低端设置在轮碾机碾仓的出口，高端设置在干燥机的入口；第五皮带输送机的低端设置在干燥机的出口，高端设置在第二滚筒筛的入口。

所述轮碾机采用行星轮碾机，轮碾机上部的一边设置有料仓，另一边设置有碾仓，碾仓入口边缘内设置有至少一个喷头，碾轮设置在碾仓底板上中部，与底板之间的间隙为3-5mm。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明采用轮碾机改性具有明显优势，细小颗粒在碾压过程中互相结合形成较大颗粒，而粒径较大颗粒则在碾压过程中被破碎成较小颗粒，同时起到了破碎和造粒的作用，将碾轮与底板间隙调节至4mm可使半成品形成粒径1~4mm的颗粒状物料。

2、本发明与一般猫砂制造工艺不同，无需磨粉造粒工序，大大节省了生产成本。另外，猫砂颗粒见水后相互粘结，起到粘结作用的仅为颗粒表层膨润土，采用轮碾机改性正是使颗粒表层得到改性，粘结性更强，颗粒内部大部分仍为钙基膨润土，大大节省了改性剂的费用，产品PH值仅为8左右，适于宠物使用。

3、采用本发明制得猫砂产品为不规则的膨润土颗粒，颗粒圆滑表层无棱角，堆积后颗粒间间隙小，更加利于结团。

4、本发明工艺简单、成本低廉，装置是在现有设备进行的改进，原料仅为膨润土和碳酸钠，便宜易得。

附图说明

图1为本发明方法工艺流程图；

图2为本发明装置结构示意图；

图3为轮碾机放大结构示意图。

图中：料斗1、第一皮带输送机2、破碎机3、第二皮带输送机4、第一滚筒筛5、第三皮带输送机6、轮碾机7、料仓7a、碾腔7b、喷头7c、碾轮7d、第四皮带输送机8、干燥机9、第五皮带输送机10、第二滚筒筛11。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明。

见图1：一种膨润土猫砂的制备方法，包括以下工艺步骤和工艺参数：

1、晾晒除杂。将钙基膨润土原矿置于水泥晾晒场进行晾晒，在晾晒过程中进行人工手选除杂，晾晒后原矿水份≤22%。

2、破碎分选。将晾晒后的原矿采用锤式破碎机破碎，再经滚筒筛分选出粒径≤25mm的矿料备用。

3、钠化改性。将矿料输送至轮碾机，加入矿料质量1.5%~2.0%的碳酸钠粉末混合1—2分钟后，再加入适量的水，使其水份控制在22%~23%，轮碾改性10~15分钟为颗粒状半成品。

4、干燥筛分。将改性后的半成品经晾晒或者烘干至水份≤10%，再经滚筛筒筛分选出粒径1~4mm的颗粒，包装为猫砂成品。

见图2，一种制备膨润土猫砂的装置，包含料斗1、破碎机3、滚筒筛5和11、轮碾机7、干燥机9和皮带输送机2、4、6、8和10。第一皮带输送机2的低端设置在料斗1的出口处，高端设置在破碎机3的入口处，破碎机3采用现有锤式破碎机，底部无筛网；第二皮带输送机4的低端设置在破碎机3的出口处，高端设置在第一滚筒筛的5入口处，滚筒筛5内置有25mm筛网；第三皮带输送机6的低端设置在第一滚筒筛5的出口处，高端设置在轮碾机7的料仓7a的入口处。轮碾机采用行星轮碾机，料仓7a设置在轮碾机上部的一边，另一边设置有碾仓7b，碾仓7b的入口边缘内设置有至少一个喷头，本实施例设置有2个喷头7c,碾轮7d设置在碾仓7b底板上中部，与底板之间的间隙为3-5mm，本实施例设置为4mm；第四皮带输送机的低端设置在轮碾机7碾仓7b的出口，高端设置在干燥机9的入口；第五皮带输送机的低端设置在干燥机的出口，高端设置在第二滚筒筛的入口。

本发明的工作原理是：将钙基膨润土原矿晾晒至水份≤22%送至料斗1，经第一皮带输送机2送至破碎机3破碎，经第二皮带输送机4送至第一滚筒筛5分选出粒径≤25mm的矿料，经第三皮带输送机6送至轮碾机7的料斗7a，加入矿料质量1.5%~2.0%的碳酸钠粉末，提升送入碾仓7b混合1—2分钟后，通过喷头7c加入适量的水，使其控制水份在22%~23%，通过碾轮7d碾压改性10~15分钟为颗粒状半成品，经第四皮带输送机8送至滚筒干燥机9干燥至水份≤10%，经第五皮带输送机10送至第二滚筒筛11筛分出粒径为1~4mm的颗粒，包装为猫砂成品。

表1为采用本发明方法生产的产品与选取市面销售的三种猫砂产品测试数据对比情况。猫砂1为圆形颗粒猫砂，猫砂2为柱形颗粒猫砂，猫砂3外形与本发明膨润土猫砂类似。表中的数据显示，本发明生产的膨润土猫砂产品的大多数指标优于市面销售的三种猫砂产品。

表1

	水份%	吸水率	堆积密度	结块形状	结块强度
						猫砂1	9.4	180	0.85	长柱形	3次
猫砂2	10.2	240	0.88	长柱形	2次
						猫砂3	8.5	170	1.07	半球形	4次
本发明猫砂	9.2	315	0.96	半球形	7次

    表中，结块强度检测方法：将猫砂平铺，猫砂厚度不低于4cm，从2.5cm的高度，在4s～5s的时间内，将10mL 1% NaCl溶液加入到膨润土猫砂中，10s后，倒出结块，让结块从15cm高度自由落下，记录试块破碎时落下的次数，该次数即为结块强度。

Claims (1)

1.一种膨润土猫砂的制备方法，包括晾晒、破碎、筛分、钠化、干燥、再筛分和包装工序，其特征是该制备方法无需磨粉造粒工序，钙基膨润土原矿料经晾晒、破碎、筛分后，输送至行星轮碾机中，加入钠化剂和水进行混合碾压改性为半成品，再经干燥、再筛分得膨润土猫砂成品；

    所述的晾晒、破碎、筛分工序：所述晾晒后的矿料控制水份≤22%，破碎筛分后的矿料粒径≤25mm；

    所述的钠化工序：所述钠化剂选用碳酸钠，加入量为矿料质量的1.5%~2.0%，矿料与碳酸钠混合时间为1—2分钟，控制水份在22%~23%，碾压时间为10~15分钟；

    所述的干燥、再筛分和包装工序：所述碾压改性后的半成品通过自然晾晒或干燥机烘干，控制水份≤10%，再筛分选出粒径为1~4mm的颗粒包装即成膨润土猫砂成品。

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