CN108249897B - 一种赤泥制备水泥磨机球的方法 - Google Patents

一种赤泥制备水泥磨机球的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种赤泥制备水泥磨机球的方法，原料按重量配比为：62‑75%氧化铝，25‑38%赤泥。制备方法是：（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒；（2）滚制成型；（3）坯体干燥；（4）低温烧成。本发明提出的制备方法，采用赤泥和小原晶高温氧化铝为原料，原料普通易得，价格低廉，制备产品操作简单，条件温和，有利于废弃物回收利用和环境保护；经过该生产方法制备的陶瓷球结构致密、强度高、耐磨性好。

Description

一种赤泥制备水泥磨机球的方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料（陶瓷）领域，涉及一种赤泥制备水泥磨机球的方法。
背景技术
赤泥的主要成分为文石，方解石，以及蛋白石，三水铝石，针铁矿等。它是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。大量的赤泥不能被快速直接利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。
水泥生产中，“两磨”过程磨机球损耗占整个水泥生产过程能源消耗的绝大部分。降低“两磨”能耗的关键在降低球磨机中研磨球的磨损率。在目前的技术条件下，水泥磨机大多采用钢球作为研磨球，而钢球成本高，磨耗较大，且需要频繁的更换和补加，既增加了水泥、磨矿等企业的运营成本，而且降低了工作效率。陶瓷球由于具有良好的硬度、密度、耐磨、耐腐蚀、以及价格低的特点，因此被认为是替换钢球的最佳选择。但是，陶瓷球的制备技术存在一定的难度，其难点在于：（1）成型时坯体整体的均匀性难以控制；（2）烧结过程致密化困难，气孔和缺陷以及烧结后的晶粒尺寸均匀性难以控制。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种赤泥制备水泥磨机球的方法，涉及一种新的制球思路和制球方法，解决现有滚制成型的陶瓷球强度普遍较低的问题，提高了磨机球的强度、耐磨性。本发明制备方法采用工业固体废弃物-赤泥为原料，节约成本减轻环保压力。
本发明采用的技术方案是：
一种赤泥制备水泥磨机球的方法，是以质量百分含量为62-75%氧化铝和25-38%赤泥为原料，添加聚丙烯酸铵后滚制成球。
所述聚丙烯酸铵，加入量为氧化铝和赤泥总质量的1-2%。
所述氧化铝为0.6-0.9μm的小原晶高温氧化铝。
进一步地，所述赤泥制备水泥磨机球的方法，步骤包括：
（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒：按配比取氧化铝和赤泥，混合后加入蒸馏水和聚丙烯酸铵，用球磨机湿磨，然后喷雾干燥，得喷干粉；
进一步地，步骤（1）中，球磨机湿磨至激光粒度分析仪检测料浆粒度为D50 0.6-0.9μm，D90 1.0-1.8μm。
进一步地，步骤（1）中，所述喷雾干燥，喷干塔工作时料浆的固含量为55-65%，进口温度为250℃，出口温度为80-95℃。
（2）滚制成型：将总质量3-5%的喷干粉过筛，取180-200目过筛后的喷干粉作为种子，过筛后180-200目范围之外的喷干粉与剩余95-97%的喷干粉用棒销式破碎机破碎至200目以下，作为粉料；向滚球机中加入种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制成球，制得生坯球；
进一步地，步骤（2）中，用棒销式破碎机打碎两次，然后过200目筛。
（3）坯体干燥：生坯球用窑炉余热风干燥或者阴干干燥；
进一步地，步骤（3）中，干燥至水分降至0.5%以下；
进一步地，步骤（3）中，所述的干燥， 温度为25-40℃，时间为26-34h。
（4）低温烧成：干燥后的坯体放入匣钵中推入窑炉，在1320-1380℃窑烧24-36h，得水泥磨机球。
与现有技术相比，本发明有益效果：回收利用赤泥废料，减少赤泥对环境的污染，且通过本发明技术手段，保证生坯球的结构均匀致密，有效提高坯体的强度，并消除普通滚制球中心强度低的问题。采用小原晶氧化铝作为原料，使烧成的研磨球晶粒细小，微观结构均匀；从而大大地提高其耐磨性，抗冲击等机械性能。
附图说明
图1为实施例5 水泥磨机球的外观图片。
具体实施方式
通过结合具体实施例描述本发明，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本发明的范围内。
实施例1：
一种赤泥制备水泥磨机球的方法，是以质量百分含量为75%0.6-0.9μm的小原晶高温氧化铝粉和25%赤泥为原料，聚丙烯酸铵加入量为氧化铝和赤泥总质量的1.2%；步骤为：
（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒：按配比取氧化铝和赤泥，混合后加入蒸馏水和聚丙烯酸铵，用球磨机湿磨，球磨机湿磨至激光粒度分析仪检测料浆粒度为D50 0.9μm，D90 1.8μm。然后喷雾干燥，喷干塔工作时料浆的固含量为65%，进口温度为250℃，出口温度为88℃，得喷干粉；
（2）滚制成型：将总质量4%的喷干粉过筛，取180-200目过筛后的喷干粉作为种子，过筛后180-200目范围之外的喷干粉与剩余96%的喷干粉用棒销式破碎机破碎两次过筛至200目以下，作为粉料；向滚球机中加入种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制成球，制得生坯球；
（3）坯体干燥：生坯球用窑炉余热风干燥， 25-40℃干燥34h，至水分降至0.5%以下；
（4）低温烧成：干燥后的坯体放入匣钵中推入窑炉，在1310℃窑烧36h，得水泥磨机球。
实施例2：
一种赤泥制备水泥磨机球的方法，是以质量百分含量为73% 0.6-0.9μm的小原晶高温氧化铝粉氧化铝和27%赤泥为原料，聚丙烯酸铵加入量为氧化铝和赤泥总质量的1.3%；步骤为：
制备方法，步骤为：
（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒：按配比取氧化铝和赤泥，混合后加入蒸馏水和聚丙烯酸铵，用球磨机湿磨，球磨机湿磨至激光粒度分析仪检测料浆粒度为D50 0.8μm，D90 1.6μm。然后喷雾干燥，喷干塔工作时料浆的固含量为62%，进口温度为250℃，出口温度为90℃，得喷干粉；
（2）滚制成型：将总质量5%的喷干粉过筛，取180-200目过筛后的喷干粉作为种子，过筛后180-200目范围之外的喷干粉与剩余95%的喷干粉用棒销式破碎机破碎两次过筛至200目以下，作为粉料；向滚球机中加入种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制成球，制得生坯球；
（3）坯体干燥：生坯球阴干干燥，25-40℃干燥34h，至水分降至0.5%以下；
（4）低温烧成：干燥后的坯体放入匣钵中推入窑炉，在1320℃窑烧34h，得水泥磨机球。
实施例3：
一种赤泥制备水泥磨机球的方法，是以质量百分含量为71% 0.6-0.9μm的小原晶高温氧化铝粉和29%赤泥为原料，聚丙烯酸铵加入量为氧化铝和赤泥总质量的1.2%；步骤为：
（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒：按配比取氧化铝和赤泥，混合后加入蒸馏水和聚丙烯酸铵，用球磨机湿磨，球磨机湿磨至激光粒度分析仪检测料浆粒度为D50 0.9μm，D90 1.8μm。然后喷雾干燥，喷干塔工作时料浆的固含量为60%，进口温度为250℃，出口温度为92℃，得喷干粉；
（2）滚制成型：将总质量3%的喷干粉过筛，取180-200目过筛后的喷干粉作为种子，过筛后180-200目范围之外的喷干粉与剩余97%的喷干粉用棒销式破碎机破碎两次过筛至200目以下，作为粉料；向滚球机中加入种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制成球，制得生坯球；
（3）坯体干燥：生坯球用窑炉余热风干燥， 25-40℃干燥26h，至水分降至0.5%以下；
（4）低温烧成：干燥后的坯体放入匣钵中推入窑炉，在1330℃窑烧32h，得水泥磨机球。
实施例4：
一种赤泥制备水泥磨机球的方法，是以质量百分含量为69% 0.6-0.9μm的小原晶高温氧化铝粉和31%赤泥为原料，聚丙烯酸铵加入量为氧化铝和赤泥总质量的1.5%；步骤为：
（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒：按配比取氧化铝和赤泥，混合后加入蒸馏水和聚丙烯酸铵，用球磨机湿磨，球磨机湿磨至激光粒度分析仪检测料浆粒度为D50 0.8μm，D90 1.8μm。然后喷雾干燥，喷干塔工作时料浆的固含量为58%，进口温度为250℃，出口温度为91℃，得喷干粉；
（2）滚制成型：将总质量3%的喷干粉过筛，取180-200目过筛后的喷干粉作为种子，过筛后180-200目范围之外的喷干粉与剩余97%的喷干粉用棒销式破碎机破碎两次过筛至200目以下，作为粉料；向滚球机中加入种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制成球，制得生坯球；
（3）坯体干燥：生坯球阴干干燥，25-40℃干燥26h，至水分降至0.5%以下；
（4）低温烧成：干燥后的坯体放入匣钵中推入窑炉，在1340℃窑烧30h，得水泥磨机球。
实施例5：
一种赤泥制备水泥磨机球的方法，是以质量百分含量为67% 0.6-0.9μm的小原晶高温氧化铝粉和33%赤泥为原料，聚丙烯酸铵加入量为氧化铝和赤泥总质量的1.1%；步骤为：
（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒：按配比取氧化铝和赤泥，混合后加入蒸馏水和聚丙烯酸铵，用球磨机湿磨，球磨机湿磨至激光粒度分析仪检测料浆粒度为D50 0.9μm，D90 1.8μm，然后喷雾干燥，喷干塔工作时料浆的固含量为57%，进口温度为250℃，出口温度为93℃，得喷干粉；
（2）滚制成型：将总质量,5%的喷干粉过筛，取180-200目过筛后的喷干粉作为种子，过筛后小于180目的喷干粉与剩余95%的喷干粉用棒销式破碎机破碎两次过筛至200目以下，然后与过筛后大于200目的喷干粉混合作为粉料；向滚球机中加入种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制成球，制得生坯球；
（3）坯体干燥：生坯球用窑炉余热风干燥， 25-40℃干燥30h，至水分降至0.5%以下；
（4）低温烧成：干燥后的坯体放入匣钵中推入窑炉，在1350℃窑烧28h，得水泥磨机球（见图1）。
实施例6：
一种赤泥制备水泥磨机球的方法，是以质量百分含量为65% 0.6-0.9μm的小原晶高温氧化铝粉和35%赤泥为原料，聚丙烯酸铵加入量为氧化铝和赤泥总质量的1.4%；步骤为：
（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒：按配比取氧化铝和赤泥，混合后加入蒸馏水和聚丙烯酸铵，用球磨机湿磨，球磨机湿磨至激光粒度分析仪检测料浆粒度为D50 0.7μm，D90 1.4μm，然后喷雾干燥，喷干塔工作时料浆的固含量为55-65%，进口温度为250℃，出口温度为90℃，得喷干粉；
（2）滚制成型：将总质量5%的喷干粉过筛，取180-200目过筛后的喷干粉作为种子，过筛后180-200目范围之外的喷干粉与剩余95%的喷干粉用棒销式破碎机破碎两次过筛至200目以下，作为粉料；向滚球机中加入种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制成球，制得生坯球；
（3）坯体干燥：生坯球用窑炉余热风干燥，25-40℃干燥26h，至水分降至0.5%以下；
（4）低温烧成：干燥后的坯体放入匣钵中推入窑炉，在1360℃窑烧26h，得水泥磨机球。
实施例7：
一种赤泥制备水泥磨机球的方法，是以质量百分含量为62% 0.6-0.9μm的小原晶高温氧化铝粉和38%赤泥为原料，聚丙烯酸铵加入量为氧化铝和赤泥总质量的1.2%；步骤为：
（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒：按配比取氧化铝和赤泥，混合后加入蒸馏水和聚丙烯酸铵，用球磨机湿磨，球磨机湿磨至激光粒度分析仪检测料浆粒度为D50 0.9μm，D90 1.7μm，然后喷雾干燥，喷干塔工作时料浆的固含量为55%，进口温度为250℃，出口温度为90℃。得喷干粉；
（2）滚制成型：将总质量5%的喷干粉过筛，取180-200目过筛后的喷干粉作为种子，过筛后180-200目范围之外的喷干粉与剩余95%的喷干粉用棒销式破碎机破碎两次过筛至200目以下，作为粉料；向滚球机中加入种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制成球，制得生坯球；
（3）坯体干燥：生坯球用阴干干燥，25-40℃干燥34h，至水分降至0.5%以下；
（4）低温烧成：干燥后的坯体放入匣钵中推入窑炉，在1370℃窑烧24h，得水泥磨机球。
为了进一步说明本发明的性能，将本发明与现有球磨机用耐磨球做出对比，如下表1：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
磨耗测试方法：
取1.8-2.0mm球，1000g左右，110℃下烘干至恒重。置于干燥器中冷却至室温，用分析天平称重，记为M1；加500ml蒸馏水，转速500rpm，研磨时间1h；研磨停止后清洗小球，110℃烘干至恒重，然后在干燥器中冷却到室温，称重，记为M2。
磨耗计算公式为：（M1-M2）/M1*100%。

Claims (6)

1.一种赤泥制备水泥磨机球的方法，其特征在于：是以质量百分含量为62-75%氧化铝和25-38%赤泥为原料，添加聚丙烯酸铵后滚制成球；所述聚丙烯酸铵，加入量为氧化铝和赤泥总质量的1-2%；所述氧化铝为0.6-0.9μm的小原晶高温氧化铝；
步骤包括：
（1）混料、湿法研磨、喷雾造粒：按配比取氧化铝和赤泥，混合后加入蒸馏水和聚丙烯酸铵，用球磨机湿磨，然后喷雾干燥，得喷干粉；
（2）滚制成型：将总质量3-5%的喷干粉过筛，取180-200目过筛后的喷干粉作为种子，过筛后180-200目范围之外的喷干粉与剩余95-97%的喷干粉用棒销式破碎机破碎至200目以下，作为粉料；向滚球机中加入种子，喷水后，加入粉料，粉料包裹种子，滚制成球，制得生坯球；
（3）坯体干燥：生坯球用窑炉余热风干燥或者阴干干燥；
（4）低温烧成：干燥后的坯体放入匣钵中推入窑炉，在1320-1380℃窑烧24-36h，得水泥磨机球。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，球磨机湿磨至激光粒度分析仪检测料浆粒度为D50 0.6-0.9μm，D90 1.0-1.8μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述喷雾干燥，喷干塔工作时料浆的固含量为55-65%，进口温度为250℃，出口温度为80-95℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，用棒销式破碎机打碎两次，然后过200目筛。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，干燥至水分降至0.5%以下。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的干燥， 温度为25-40℃，时间为26-34h。
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