專利名稱：漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶漿料噴射系統(tǒng)的球磨回轉(zhuǎn)爐，主要用于精細(xì)化工、粉體等的加 熱制備、氧化還原反應(yīng)，礦物質(zhì)加工、精煉、提純等過程的煅燒制備。
背景技術(shù)：
精細(xì)化工、粉體等的加工煅燒過程，在以往的物料制備當(dāng)中，都是將各種物料先行 混合以形成均勻的漿料，漿料通過噴霧干燥，進(jìn)而形成固體粉料，固體粉料再通過物料進(jìn)料 系統(tǒng)，輸送到爐體中進(jìn)行單一受熱合成。該工藝存在以下問題1、設(shè)備投入大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低，能耗高；2、生產(chǎn)在非保 護(hù)氣氛中進(jìn)行，有可能造成物料氧化；3、生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，物料貯存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)也相應(yīng)增多， 使物料污染的機(jī)會(huì)增多，且易吸潮結(jié)塊；4、顆粒粒徑較大，分布較寬，品質(zhì)較低?，F(xiàn)有技術(shù)中中國專利ZL200920185135. 4公開了一種球磨回轉(zhuǎn)爐，包括設(shè)有進(jìn)料 系統(tǒng)和出料系統(tǒng)的爐管，所述爐管于進(jìn)料系統(tǒng)和出料系統(tǒng)之間設(shè)有球磨加熱區(qū)間和常規(guī)加 熱區(qū)間，使物料在其內(nèi)經(jīng)過多次的球磨、混合、煅燒合成，從而使物料間充分快速反應(yīng)，最終 形成質(zhì)量穩(wěn)定、性能指標(biāo)較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)有技術(shù)中球磨回轉(zhuǎn)爐物料準(zhǔn)備和進(jìn)料系統(tǒng)完全獨(dú)立，造成生產(chǎn)過程中漿料不能 連續(xù)作業(yè)，產(chǎn)品純度較低，產(chǎn)品的粉體粒徑達(dá)不到納米級(jí)別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種帶漿料噴射系統(tǒng)的球磨回轉(zhuǎn)爐，解決了現(xiàn)有技術(shù)中球磨 回轉(zhuǎn)爐物料準(zhǔn)備和進(jìn)料系統(tǒng)完全獨(dú)立，造成生產(chǎn)過程中漿料不能連續(xù)作業(yè)的問題，同時(shí)，能 夠有效解決合成粉料的粒徑過粗，生產(chǎn)納米級(jí)的粉體有一定的困難的問題。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是
一種漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐，包括設(shè)有進(jìn)料系統(tǒng)和出料系統(tǒng)的爐管，其特征在于 所述進(jìn)料系統(tǒng)包括漿料管道和驅(qū)動(dòng)漿料進(jìn)入爐管的驅(qū)動(dòng)裝置，所述漿料管道伸入爐管，且 漿料管道端部設(shè)置噴嘴，所述爐管內(nèi)設(shè)置與噴嘴配合粉碎漿料的靶式粉碎沖擊板，所述漿 料由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)霧化噴射入爐管。優(yōu)選的，所述靶式粉碎沖擊板位于漿料管道的噴嘴的噴射方向上，且所述噴射方 向垂直于靶式粉碎沖擊板的沖擊板面。優(yōu)選的，所述漿料管道外側(cè)設(shè)置冷卻夾套，所述冷卻夾套內(nèi)通入制冷劑循環(huán)冷卻； 所述漿料管道一端連接漿料混合設(shè)備，另一端與所述噴嘴連接。優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)裝置為循環(huán)進(jìn)料泵，所述循環(huán)進(jìn)料泵驅(qū)動(dòng)漿料向爐管內(nèi)進(jìn)料，所 述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置有控制調(diào)節(jié)進(jìn)料壓力和噴射流量的調(diào)節(jié)器。優(yōu)選的，所述球磨回轉(zhuǎn)爐爐管內(nèi)設(shè)置若干個(gè)具有篩孔的擋板，所述擋板將爐管分 隔成常規(guī)加熱區(qū)和至少一組球磨加熱區(qū)。優(yōu)選的，所述球磨加熱區(qū)內(nèi)設(shè)置球磨介質(zhì)，所述球磨介質(zhì)的最小直徑大于篩孔的最大孔徑。優(yōu)選的，所述球磨回轉(zhuǎn)爐相鄰球磨加熱區(qū)間設(shè)置常規(guī)加熱區(qū)。本發(fā)明還提供了一種帶漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)納米級(jí)粉體方面的應(yīng)用。優(yōu)選的，生產(chǎn)納米級(jí)粉體時(shí)，所述球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)可通入惰性保護(hù)氣體，且控制所述 球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)溫度在100度以上。本發(fā)明技術(shù)方案中所述噴嘴的前方設(shè)置一個(gè)靶形粉碎沖擊板，通過噴嘴與靶形粉 碎沖擊板的配合將漿料初步粉碎。優(yōu)選的方式是所述靶式粉碎沖擊板位于噴嘴的正前方， 并且垂直于漿料管道。另外所述調(diào)節(jié)器與驅(qū)動(dòng)裝置連接控制調(diào)節(jié)進(jìn)料壓力和噴射流量。所 述噴嘴與漿料管道活動(dòng)連接，方便更換成不同型號(hào)大小的噴嘴。優(yōu)選的，所述漿料噴射系統(tǒng)通過漿料輸送管道連接漿料混合設(shè)備，所述漿料混合 設(shè)備與漿料噴射系統(tǒng)連為一個(gè)完整的漿料供應(yīng)系統(tǒng)，以便于連續(xù)生產(chǎn)。當(dāng)進(jìn)行粉體加工時(shí)， 所述球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)可通入惰性保護(hù)氣體，爐內(nèi)氧含量在500ppm以下；所述球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)溫 度控制在100度以上。本發(fā)明技術(shù)方案中，除了進(jìn)料系統(tǒng)的改進(jìn)，球磨回轉(zhuǎn)爐的其他部分可以采用為中 國專利ZL200920185135.4公開的球磨回轉(zhuǎn)爐。漿料噴射系統(tǒng)的噴嘴與漿料管道連接，可以 更換成不同型號(hào)大小的噴嘴。所述進(jìn)料系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)進(jìn)料壓力、噴射流量。該 調(diào)節(jié)器通過與驅(qū)動(dòng)裝置的連接控制這些參數(shù)的調(diào)節(jié)。漿料噴射系統(tǒng)帶有循環(huán)制冷劑冷卻夾 套，以避免球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的高溫合成環(huán)境影響噴射系統(tǒng)內(nèi)的漿料穩(wěn)定。在進(jìn)行漿料噴射及生產(chǎn)合成時(shí)，所述球磨回轉(zhuǎn)爐可通入惰性保護(hù)氣體，爐內(nèi)氧含 量控制在500ppm以下，維持爐內(nèi)合成氣氛。本發(fā)明技術(shù)方案中，漿料研磨設(shè)備工作時(shí)，漿料 噴射系統(tǒng)和球磨回轉(zhuǎn)爐為同時(shí)同步運(yùn)行，實(shí)行連續(xù)生產(chǎn)。本發(fā)明技術(shù)方案中的漿料噴射系統(tǒng)所噴射出的為霧狀細(xì)顆粒。漿料從漿料研磨設(shè) 備到從噴嘴出來形成霧狀顆粒，工藝過程時(shí)間極短，有利于保持漿料的穩(wěn)定，避免發(fā)生漿料 的沉降等現(xiàn)象，從而形成成分均勻的干燥顆粒。霧狀顆粒直接進(jìn)入爐內(nèi)，在超高溫的爐內(nèi)生 產(chǎn)氣氛中，霧狀顆粒能夠迅速地得到干燥，與一般的干燥設(shè)備相比，干燥溫度更高，干燥效 率相應(yīng)也更高；同時(shí)，由于高溫的爐內(nèi)溫度，減少了漿料顆粒凝聚成大霧滴的可能性，使干 燥得到的顆粒為超細(xì)粉末；由于干燥后的粉末為超細(xì)均勻粉末，使其既有利于合成，合成效 率更高，同時(shí)也便于在生產(chǎn)得到納米級(jí)的合成產(chǎn)品。由于爐內(nèi)有惰性氣體保護(hù)，能夠使?jié){料噴射到爐體內(nèi)形成霧滴，以及干燥的過程 在無氧的環(huán)境中進(jìn)行，避免了物料可能發(fā)生的氧化反應(yīng)。由于爐內(nèi)有惰性氣體保護(hù)，能夠使 粉體在超高純的氣氛下合成，這樣，能夠得到高純的合成粉料，同時(shí)質(zhì)量也能夠得到明顯的 提升。相比于現(xiàn)有技術(shù)中的解決方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
本發(fā)明技術(shù)方案采用漿料噴射系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)料，并將其與漿料混合設(shè)備結(jié)合使用，可將 漿料準(zhǔn)備和物料高溫合成步驟連為一體，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)，節(jié)約了設(shè)備投入和維修、能源消 耗和管理成本，生產(chǎn)效率更高，因而也節(jié)約了產(chǎn)品成本。本發(fā)明將漿料噴射和粉體合成中間 減少了中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，減少了原料的中間污染，能夠得到更高純度的漿料和粉 料。
本發(fā)明技術(shù)方案采用漿料噴射系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)料，所述漿料通過進(jìn)料管道和噴嘴進(jìn)入 爐內(nèi)后，形成均勻超細(xì)的霧狀漿料顆粒，霧狀漿料顆粒內(nèi)的液體成份在極短時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)，形 成干燥的超細(xì)均勻顆粒，顆粒落入所述球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行球磨高溫合成。在本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，在噴嘴的前方設(shè)置了靶形粉碎沖擊板，起到了突出效 果。噴嘴所噴出的漿料高速從噴嘴噴出，并且以在極短的時(shí)間內(nèi)干燥，干燥后的粉體顆粒繼 續(xù)以高速以原方向運(yùn)動(dòng)，沖向并擊中位于正前方的靶形沖擊板，具有以下突出特點(diǎn)1、新生 態(tài)的干燥細(xì)顆粒膨松，不穩(wěn)定，擊中沖擊板后裂變成更多的，更細(xì)小的顆粒。2、沖擊速度高， 其粉碎強(qiáng)度大，產(chǎn)品細(xì)，可達(dá)數(shù)微米甚至亞微米，顆粒規(guī)整，表面光滑。3、沖擊板用硬度極 高，耐磨性極好的材料，能保證粉碎過程在以硬對(duì)軟的條件下進(jìn)行，從而保證產(chǎn)品完全不被 磨損下來的金屬或非金屬雜質(zhì)污染，產(chǎn)品純度高。4、粉碎過程在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行，避免了環(huán) 境污染。5、粉碎過程同時(shí)具有良好的混合和分散效果；6、設(shè)備拆卸容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有運(yùn) 動(dòng)部件，維修和檢修工作量少。綜上所述，本發(fā)明所采用的具有漿料噴射系統(tǒng)的球磨回轉(zhuǎn)爐，采用與漿料研磨設(shè) 備同步生產(chǎn)，工藝過程簡(jiǎn)短，工作效率較高，能夠生產(chǎn)出高純度、納米級(jí)別的合成粉料。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 圖1為本發(fā)明漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的A處放大圖； 圖3為擋板的結(jié)構(gòu)示意圖4為利用本發(fā)明的漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐得到的磷酸亞鐵鋰的X衍射結(jié)果； 圖5為利用本發(fā)明的漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐得到的磷酸亞鐵鋰掃描電鏡圖譜。其中1為進(jìn)料系統(tǒng)；2為出料系統(tǒng)；3為爐管；
11為漿料管道；12為噴嘴；13為驅(qū)動(dòng)裝置；14為冷卻夾套；15為靶式粉碎沖擊板；31 為擋板；32為常規(guī)加熱區(qū)；33為球磨加熱區(qū)；30為篩孔。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本發(fā) 明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一 步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。實(shí)施例如圖1 圖3所示，該帶漿料噴射系統(tǒng)的球磨回轉(zhuǎn)爐，包括設(shè)有進(jìn)料系統(tǒng) 1和出料系統(tǒng)2的爐管3，所述進(jìn)料系統(tǒng)1包括漿料管道11和驅(qū)動(dòng)漿料進(jìn)入爐管的驅(qū)動(dòng)裝 置13，所述漿料管道11伸入爐管3，且漿料管道11端部設(shè)置噴嘴12，所述爐管3內(nèi)設(shè)置與 噴嘴配合粉碎漿料的靶式粉碎沖擊板15，所述漿料由驅(qū)動(dòng)裝置13驅(qū)動(dòng)霧化噴射入爐管。所述漿料管道11外側(cè)設(shè)置冷卻夾套14，所述冷卻夾套內(nèi)通水循環(huán)冷卻。所述驅(qū)動(dòng) 裝置13為循環(huán)進(jìn)料泵，所述循環(huán)進(jìn)料泵驅(qū)動(dòng)漿料向爐管3內(nèi)進(jìn)料。調(diào)節(jié)器與驅(qū)動(dòng)裝置13 連接控制調(diào)節(jié)進(jìn)料壓力和噴射流量。噴嘴與漿料管道活動(dòng)連接，方便更換成不同型號(hào)大小 的噴嘴。所述漿料進(jìn)料系統(tǒng)通過漿料輸送管道11連接漿料混合設(shè)備，所述漿料混合設(shè)備與 漿料進(jìn)料系統(tǒng)連為一個(gè)完整的漿料供應(yīng)系統(tǒng)，以便于連續(xù)生產(chǎn)。球磨回轉(zhuǎn)爐爐管3內(nèi)設(shè)置若干個(gè)具有篩孔30的擋板31，所述擋板31將爐管分隔 成常規(guī)加熱區(qū)32和至少一組球磨加熱區(qū)33。
應(yīng)用例
將物料磷酸鋰，磷酸亞鐵兩種物料按重量比115. 8 357. 5稱好50公斤料，和100公斤 的高純水加入到漿料研磨設(shè)備中進(jìn)行充分研磨，再通過實(shí)施例的循環(huán)進(jìn)料泵向球磨回轉(zhuǎn)爐 爐管內(nèi)泵入漿料，漿料由漿料管道通過噴嘴噴射進(jìn)入球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，球磨回轉(zhuǎn)爐的高溫?zé)o 氧環(huán)境立即將漿料在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥后的物料落在球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的球磨區(qū)間 內(nèi)，進(jìn)行粉料合成。所合成的磷酸亞鐵鋰進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。本應(yīng)用例還通過傳統(tǒng)工藝 路線來進(jìn)行加工漿料，并將傳統(tǒng)工藝與本實(shí)施例的工藝成本和產(chǎn)品的電化學(xué)性能結(jié)果進(jìn)行 比較，結(jié)果如圖4、5，表1和表2。表1兩種方法的產(chǎn)品電化學(xué)性能測(cè)試
權(quán)利要求
一種帶有漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐，包括設(shè)有進(jìn)料系統(tǒng)(1)和出料系統(tǒng)(2)的爐管(3)，其特征在于所述進(jìn)料系統(tǒng)(1)包括漿料管道(11)和驅(qū)動(dòng)漿料進(jìn)入爐管(3)的驅(qū)動(dòng)裝置(13)，所述漿料管道(11)伸入爐管(3)，且漿料管道(11)端部設(shè)置噴嘴(12)，所述爐管內(nèi)設(shè)置與噴嘴(12)配合粉碎漿料的靶式粉碎沖擊板(15)，所述漿料由驅(qū)動(dòng)裝置(13)驅(qū)動(dòng)霧化噴射入爐管(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐，其特征在于所述靶式粉碎沖擊 板(15)位于漿料管道(11)的噴嘴(13)的噴射方向上，且所述噴射方向垂直于靶式粉碎沖 擊板(15)的沖擊板面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐，其特征在于所述漿料管道(11) 外側(cè)設(shè)置冷卻夾套(14)，所述冷卻夾套內(nèi)通入制冷劑循環(huán)冷卻；所述漿料管道一端連接漿 料混合設(shè)備，另一端與所述噴嘴(12)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)裝置(13) 為循環(huán)進(jìn)料泵，所述循環(huán)進(jìn)料泵驅(qū)動(dòng)漿料向爐管(3)內(nèi)進(jìn)料，所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置有控制調(diào)節(jié) 進(jìn)料壓力和噴射流量的調(diào)節(jié)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐，其特征在于所述球磨回轉(zhuǎn)爐爐 管(3)內(nèi)設(shè)置若干個(gè)具有篩孔(30)的擋板(31)，所述擋板(31)將爐管分隔成常規(guī)加熱區(qū)(32)和至少一組球磨加熱區(qū)(33)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐，其特征在于所述球磨加熱區(qū)(33)內(nèi)設(shè)置球磨介質(zhì)(34)，所述球磨介質(zhì)(34)的最小直徑大于篩孔(30)的最大孔徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐，其特征在于所述球磨回轉(zhuǎn)爐相 鄰球磨加熱區(qū)(33)間設(shè)置常規(guī)加熱區(qū)(32)。
8.一種漿料噴射進(jìn)料的球磨回轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)納米級(jí)粉體方面的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于生產(chǎn)納米級(jí)粉體時(shí)，所述球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)可 通入惰性保護(hù)氣體，且所述球磨回轉(zhuǎn)爐內(nèi)溫度在100度以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶漿料噴射系統(tǒng)的球磨回轉(zhuǎn)爐，包括設(shè)有進(jìn)料系統(tǒng)(1)和出料系統(tǒng)(2)的爐管(3)，其特征在于所述進(jìn)料系統(tǒng)(1)包括漿料噴射系統(tǒng)，所述漿料噴射系統(tǒng)包括漿料管道(11)，所述漿料管道(11)一端設(shè)置噴嘴(12)，另一端與驅(qū)動(dòng)漿料進(jìn)料的驅(qū)動(dòng)裝置(13)連接，該回轉(zhuǎn)爐內(nèi)的噴嘴前方設(shè)置了靶式粉碎沖擊板(15)。該回轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)連續(xù)化作業(yè)，大大提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)能夠得到高純、納米級(jí)的合成粉料。
文檔編號(hào)F26B25/00GK101986072SQ201010572490
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者尤志宏, 李紅, 蘇振華, 董明 申請(qǐng)人:恒正科技(蘇州)有限公司