专利名称：：通过单步骤煅烧自发研磨和分离(casg)法的煅烧硼砂生产方法通过单步骤煅烧自发研磨和分离(CASG)法的煅烧硼砂生产方法
技术领域：
：本发明；涉及通过由以下组成的连续工序生产具有高含量的微粒微粉化傲烧硼砂由于在使粗硼砂矿石(Na2B407.10H2O)在具有刮板的转炉中受加热处理期间失水而硬化地球矿物；通过煅烧导致形成硼砂矿石胀大柔软的、膨胀构造，并在被煅烧之后，在干燥的和硬化的粘土对于胀大的矿石的自发研磨作用以高效率获得微粉化煅烧硼砂之后，借助用于煅烧过程的热空气使煅烧硼砂经受气流分离，从而高速地由杂质中纯化。本发明还涉及在第二步中通过在压力下压实低密度的微粉化煅烧硼砂生产具有增大密度的压实煅烧硼砂产品。原料使用粉碎至-50mm的硼砂矿石化学结构式Na2B4Orl0H2O含量20-28%B203体积密度1.3gr/cm3颗粒尺寸<50mm湿度3-8%结晶水10molH2O杂质含量25-45%得到的产品第一步微粉化煅烧硼砂化学式Na2B40r(l-5)H20含量45-62%B203体积密度:0.15-0.3gr/cm3颗粒尺寸<250《敬米湿度0-0,6%结晶水l-5molH20杂质含量3-12%第二步压实煅烧硼砂化学式Na2B407.(l-5)H20含量45-62%B203体积密度0.75-1,0gr/cm3颗粒尺寸〈6mm(尺寸可纟皮调整)湿度0-0,6%结晶水l-5molH20杂质含量3-12%第一步微粉化煅烧硼砂的生产方法通过该方法完成具有高B203含量的微粉化煅烧硼砂的生产，其中的失去而硬化，硼砂矿石由于湿气和水分的失去及随后的膨胀而具有脆性构造，通过在转炉中硬化的粘土自发研磨沖击粉碎膨胀的硼砂，通过将低密度微粉化煅烧硼砂以用于煅烧工序的热空气进行气流分离，将其从粘土(杂质)中以高速提纯。通过单步骤煅烧自发研磨和分离法生产微粉化煅烧硼砂的生产的工业应用用于微粉化煅烧硼砂生产的机器和设备列表(图1/2)1原料矿石给料斗2炉子的废料输出端2.1煅烧窑3炉子末端的烟道出口4旋风除尘器5袋式过滤器6燃烧器7释放进入大气的烟囱8空气风扇要求煅烧工序以产生具有l-5mol结晶水的微米尺寸煅烧硼砂。煅烧炉的内部设计因为影响产量和质量而重要。必须有刮板带动炉子内部附着在炉衬上的矿石颗粒旋转。必须将这些刮板沿炉子以间隔的条带设置在炉子的内衬上。炉子的倾斜和旋转速度属于影响保持在炉内的时间和内衬的厚度以及供应量的因素，从而也影响产量和质量。用于工序中的设备的预热应当在生产开始之前进行。将粗硼砂矿石粉碎成-25mm尺寸的块之后准备煤烧；然而可以粉石年成较大的块(-50mm)来煅烧。将粉碎的粗硼砂矿石装入给料斗(l)并使工序进入运转。通过以风扇(8)从环境空气中吸取的洁净空气和燃烧器(6)对炉子进行预热，以过程控制方式控制温度。在装料前将煅烧窑(2.1)设置为热动态(thermalregime)。按照待生产的微粉化煅烧硼砂的结晶水比率(l-5mol),将工序的运转温度水平调节至限定如下的温度范围，且通过自动控制系统连续控制这些温度参数。那么，系统中的温度值如下最小值最大值炉子入口(热端)300°C550°C炉子中段130°C450°C炉子出口(冷端)ioo°C250°C烟道(在炉子和除尘单元之间)70°C200°C除尘单元60°C140°C在预热完成之后，将粗硼砂从炉子的出口(冷端)以逆流(以与热空气流相反的方向)&料入煅烧炉。煅烧炉是具有逆流的烤炉，因此粗硼砂矿石的供应和热气流以反方向运动。通过逐渐增加直至达到额定容量将粗矿石通过位于给料仓下的具有重量/流控制的系统投料进入转炉中。以系统容量为基础决定投料量。当在限定温度水平的较低值进行运转时，最终产品的结晶水为5mol;当在较高值进行运转时生产出具有约1mol结晶水的微粉化煅烧硼砂。为了生产包含数值在1至5mol的结晶水的微粉化煅烧硼砂，必须将工序的温度调节至最小和最大温度值之间的值。因此，必须通过自动控制系统连续控制这些温度参数。另外；为了按照该工序生产包含具有理想值(l-5mol)的结晶水的微粉化煅烧硼砂，在具有刮板的转炉中对粗硼砂釆用40-45分钟的热处理将是合适的。必须调节工序运转温度中烟道和除尘单元的温度值不超过对炉中的粗硼砂采用的热处理所需的温度值。在使投料进入炉中的粗矿石经受热处理除去表面的湿气和结晶水后将其煅烧。炉子的内部刮板保证矿石在被升高至一定高度后被旋转起来而不是滚入炉中，并且硬化粘土以自发方式在膨胀的煅烧硼砂上研磨。以空气风扇驱使通过使用的方法磨成微米尺寸的煅烧硼砂冲向烟道。在那里将磨成微米尺寸的煅烧硼砂通过三步分离并且在旋风除尘单元(4)和袋式过滤器(5)下的炉子的输出端(烟道)(3)获得平均250微米尺寸的煅烧硼砂。将本方法生产的产品单独地，或在其混和成为混合物后以混合形式储存于斗中。另一方面，由于粗的颗粒尺寸(-20mm)和高的比密度，经分离的废粘土不会被风扇拉动，而从在煅烧炉的燃烧室一侧的输出端(2)获得。从输出端获得具有平均1至5%8203含量的粘土。将空气煅烧微米尺寸硼砂从烟自(7)释放入大气。利用密度的不同，使磨成微米尺寸(-250微米)的煅烧硼砂和经煅烧的粘土在炉中被分离。因为研磨成粉至微米尺寸的煅烧硼砂的体积密度(0,15-0,3g/cm"相比煅烧粘土(1.0g/cm"较低，所以通过空气流将其传送至除尘单元。在这里，将空气和粉尘成分彼此分离；从而将微粉化煅烧硼砂作为最终产品储存。由于煅烧粘土的高密度，从炉子的开口获得煅烧粘土。除去的杂质，如从炉子的热端(炉子入口得到的粘土，为含有1-5%8203的废料。首先，在使粗硼砂矿石与炉子里的热空气接触后蒸发表面湿气，然后基于温度和停留在炉子里的持续时间分离矿石的化学成分中的一部分结晶水，并且最后膨胀的矿石损毁(blast)。由于除尘单元中的温度低，从矿石中除去的水和通过空气和燃烧气体被运送到系统中的水蒸气在除尘单元中冷凝。一部分冷凝的水蒸气被微粉化煅烧硼砂再次吸收并被其包含；因此可以看到其体内结晶水的增加。在通过本方法生产期间，需要注意的重要参数如下-乂度處器f面W力谬举为Y^f^'趟端，哞发;^^fW^:4^^溫國；^道和,i、卓^W温^,-在賓砂矿^^渡##,-,趟气^举欢，-微舞麟。通过本发明，保证过程的温度并使具有-25mm的最大颗粒尺寸、20-28%的8203含量和10mol的结晶水的基本原料硼砂矿石富集，生产出称为"微米尺寸的煅烧硼砂"的、具有杂质平均值、具有50-58%的B203含量、l-5mol的结晶水，-250111111的尺寸，0.15-0.3g/cm3的体积密度和10至15%不溶物含量的新产品，其以在单步骤煅烧自发研磨和分离(CASG)的方法回收B203含量。第二步煅烧压实硼砂的生产方法；在第二步中，通过在压力下在转盘(片)之间挤压低密度的微米尺寸的煅烧硼砂，随后破碎、过筛并调节产品的尺寸，发明了一种具有增大的体积密度的压实煅烧硼砂的生产方法。该方法已用于工业规模。压实煅烧硼砂生产在工业中的应用用于微米尺寸煅烧硼砂压实的设备列表(图2/2)9微米尺寸煅烧硼砂用给料升降机，IO压实、煅烧硼砂用升降机，11粗筛，6mm筛目尺寸，12产品筛，双层、三路13螺旋传送器(Screwconveyor)14螺旋传送器15螺旋传送器16螺旋传送器17螺旋传送器(用于润湿)18螺旋传送器19粉碎器20粉碎器(尺寸调节器)21压实器，给料仓22产品筒仓23磁力分离器24压实器25装袋/包装系统26上方粗筛卸料枳i将具有-250微米的平均尺寸和0.15-0.3g/cn^体积密度的煅烧硼砂通过升降机(9)从贮料筒仓传送到粗筛(11)。过篩后，将其通过传送器(13)传送到磁力分离器(23)。磁性颗粒分离后，将其转移到润湿系统(17)，在那里润湿至所需比例并随后传送至压实器的给料仓(21)。将微米尺寸的润湿的、煅烧硼砂从压实器给料仓传送到压实器(24)的转盘。将螺旋供应系统的循环和那些压实器盘调节好。同样将应用于盘的压力也调节好并将这些调节装置设计为可校验的。将进入压实器盘之间的微米尺寸煅烧硼砂用所述盘压成板。将压成板的产品通过连接到压实器的前粉碎器(19)粉碎并随后投料进入尺寸调节粉碎器(20)。将压实煅烧硼砂通过传送器(18)和升降机(10)运送到产品筛(12)并在这里过筛。将留在筛子顶部的产品通过传送器(16)投料回粉碎器(20)以粉碎至一定尺寸。将通过筛子的产品通过传送器(14^殳料回压实系统的入口。通过传送器(l5)将聚集在筛层之间的中等尺寸的产品传送到产品筒仓(22)并在包装单元(25)中将其包装在袋中后准备出售。可以根据最终产品的体积密度和颗粒尺寸通过选择来调节压力值和筛目尺寸。为了增加压实研究中的产量并生产理想规格值的压实煤烧硼砂，通过在进入压实器之前釆用预压缩^^0011(16118311011)过程将体积密度(0,15-0，3g/cm3)增大至平均0,4-0,6g/cm3的水平。为了达到这一目的-.-通过在螺旋型或其他形状的混合器中混合，以雾化方式向产品中加入水或水蒸气以增大密度，-与具有高密度的非磨损性材料(例如金属球)在罐中混合，以雾化方式加入干燥水蒸气(drywatervapor)或不加入任何添加剂，-使用串联的两个或更多压实器(压缩产品一通过在第一压实器中低压下压缩—在第二压实器中高压下压缩，使产品密度成为约0,4-0,6g/cm3)。通过这种方法，释放微粉化煅烧硼砂中包含的空气，从而使粉尘可以体积变小，引入压实器中，并以平均0,4-0,6g/cm3的体积密度压实粉尘。释放微粉化煅烧硼砂中包含的空气，所述包含的空气是对压实效率有消极影响的原因之一；因此，通过在其上施以高压将预先密度增大的微粉化煅烧硼砂压实。为了提高微粉化煅烧硼砂的压实效率，微粉化煅烧硼砂吸收由外界提供的水用于结合，其导致结晶水的增加。然而，当以1%的重量比例供应产品时，并不引起产品结晶水的显著增加而仍保持在理想公差值之间(表l)。而且，当其与水接触时，微粉化煅烧硼砂具有放热反应，其导致吸收以雾化方式提供的水并产生热量。这一热量增加引起部分提供的水的蒸发。提供的水越多，结晶水的增加就越显著。结晶水量的增大也增大了微粉化煅烧硼砂的压实效率。在对于微粉化煅烧硼砂的工业应用中，当不增加产品的预先密度来进行压实工序时，压实效率将是低的。在这种情况下，当压实优选在一步中进行时，需要至少15吨/cm压力施加在盘表面上。然而，如上所述，通过在第一步中除去产品中的空气以增大产品的密度，在第二步中以施加在盘表面上的至少4p屯/cm压力来实现压实工序，导致更高效率和产量的压实。通过压实微米尺寸煅烧硼砂获得的压实的，煅烧硼砂产品的物理性质的改变如下微米尺寸压实的煅烧煅烧硼砂煅烧硼砂硼砂、体积密度(gr/cm3)0,15-0,30,4-0,60,75-1颗粒尺寸(mm)0,250-0,250-6,0按照本发明，使用具有-250微米的颗粒尺寸和0,15-0,3g/cm3的体积密度的微米尺寸煅烧硼砂作为供应原料，通过压实方法，完成了一种具有-6mm的颗粒尺寸、0,75-1,0g/cm3的体积密度和与微粉化煅烧硼砂化学性质相同的称为"压实的煅烧硼砂，，的新产品的生产。表l粗硼砂矿石、微粉化條烧硼砂产品、压实的煅烧硼砂产品和粘土(废物)的化学和物理性质<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>注分析值为在粗硼砂煅烧研究期间所得数值。在40°C20小时的微粉化煅烧硼砂的湿度值在90(TC下15分钟的烧失量权利要求1.一种微粉化煅烧硼砂产品，特征在于以下化学和物理性质含有45-62％B2O3含量、8,0-30,0％的烧失量、0,60％的最大湿度，-250的颗粒尺寸和0,15-0,3g/cm3的体积密度和具有Na2B4O7·(1-5)H2O的化学式。2.根据权利要求1的微粉化煅烧硼砂产品，特征在于杂质(粘土、白云石)的含量介于10-15重量％之间，且含有由l-5,0%MgO、l-5,0%CaO、l-3,0%SiO2、0,03-0,15%SO3、15-29%Na20、最大0,20%Fe2O3、最大0,25%八1203组成的杂质。3.根据权利要求1和2的微粉化煅烧硼砂产品，具有随经受煅烧的粗矿石的化学分析数值变化、当其与水接触时具有放热反应以及吸水、通过在空气中吸湿增加其结晶水的性质。4.根据权利要求1至3的微粉化煅烧硼砂产品的生产方法，特征在于生产工序由以下步骤组成-通过使其经受热处理在带有刮板的转炉中煅烧粗硼砂矿石，-在转炉中借助自发研磨来微粉化煅烧硼砂，-为了从粘土(杂质)中高比例提纯，借助煅烧过程所需的热空气进行气流分离工序。5.根据权利要求4的微粉化煅烧硼砂的生产方法，特征在于跟烧过程包括步骤以与热空气流相反的(反向)方向供应粗硼砂矿石进入带有整体刮板的转炉和使其在转炉中经受热处理30至45分钟，依照反应Na2B4O7.10H2O+加热--------Na2B407.(l-5)H20+(5-9)H20分离结晶水，获得脆性和松散成形的低密度结构，粘土(多矿)由于失水硬化增大其密度。6.根据权利要求4和5的微粉化煅烧硼砂的生产方法，特征在于煅烧粘土借助位于转炉中的整体刮板对煅烧硼砂表现出研磨沖击的自发研磨过程。7.根据权利要求4至6的方法，特征在于由炉子内部的空气风扇引入的热空气进行的分离工序，该工序利用在硼砂初始膨化期间或在自发研磨工序期间具有0,15-0,3g/cm3的体积密度的微粉化煅烧硼砂和经受了热处理的具有1.0g/cm3的体积密度的粘土的密度之间的不同。8.根据权利要求4-7的微粉化煅烧硼砂的生产方法，其中使用包括带有整体刮板的转炉、除尘单元(旋风器和过滤器)、空气风扇和产品传送部件的机器和设备。9.根据权利要求4-8的微粉化煅烧硼砂的生产方法，特征在于以下操作温度炉子入口(热端)的温度为最小300°C，和最大55(TC，炉子中段的温度为最小130°C，和最大450。C,炉子出口(冷端)的温度为最小100。C，和最大250。C，烟道(在炉子和除尘单元之间)的温度为最小70°C，和最大200°C,除尘单元的温度为最小6(TC和最大140°C。10.根据权利要求4-9的微粉化煅烧硼砂的生产方法，特征在于以下步骤在炉子末端从旋风器、过滤器和烟道出口获得富含B203的煅烧硼砂，和从炉子入口作为废料获得B203减少至1-5%含量的煅烧粘土。11.根据权利要求1至10的方法，特征在于在相同的Jf某介中在单步骤中完成煅烧-自发研磨-分离工序。12.根据权利要求4-11的微粉化煅烧硼砂产品的生产方法，特征在于包含步骤國由于事实上除尘单元中的操作温度低，从矿石中除去的水和通过空气和除尘单元中的燃烧气体带入到系统中的水蒸汽冷凝，-由微粉化煅烧硼砂再次吸收一部分冷凝的水蒸汽，-结晶水增加-8203含量减少。13.根据权利要求1-12的压实煅烧硼砂产品，特征在于其内容物具有与微粉化煅烧硼砂产品(^1^5-62%&。含#、5,6>%CaO、/-_5"%&02、O'03-O，/5%S"、/5-"%A^2(9、處义化2^^F。Oj、處义0，25^4/200相同的化学性质、相同的杂质含量和相同的化学式(Na2B40r(l-5)H20)。14.根据权利要求13的压实煅烧硼砂产品，特征在于0-0,6%的湿度、-6mm的颗粒尺寸和0,75-1,0g/cm3的体积密度的物理特征。15.根据权利要求13和14的压实煅烧硼砂产品的生产方法，特征在于以下生产工序的步骤；-不使用任何粘合剂获得，-通过在高压下压缩来压实低密度的微粉化煅烧硼砂，-使其经受粉碎筛分过程。16.根据权利要求15的压实煅烧硼砂的生产方法，特征在于压实工序包括以下步骤-供应微粉化颗粒形式的煅烧硼砂进入压实器片之间，-在高压下将其以带状从盘取出。17.根据权利要求15和16的压实煅烧硼砂的生产方法，特征在于粉碎筛分工序包括以下步骤在连接到压实器的前破碎机将带破碎为片投料进入调节尺寸的粉碎机在筛网下的第二级压实器中压实通过筛分工序中的筛子的产品和将没有通过筛眼并留在篩子上的产品投料回粉碎机研磨成合适尺寸并将粉碎的产品作为最终产品。18.根据权利要求17的压实煅烧硼砂的生产方法，其特征在于以下步骤为了增大压实效率和产量-在微粉化煅烧硼砂进入压实器之前对微粉化煅烧硼砂的体积密度采用预压缩过程。19.根据权利要求15-18的压实煅烧硼砂的生产方法，特征在于以下步骤为了微粉化煅烧硼砂的预压缩-以雾化方式向产品中加入水或水蒸气(至少最佳产品重量的1%),在螺旋或其他类型的混合器中混合产品，_与具有高密度的非磨损性材料(例如金属球)在罐中混合，加入干燥水蒸气或不加入任何添加剂到微粉化煅烧硼砂，-通过在使用串联的两个或更多压实器的预压缩过程中使用第一压实器放出微粉化煅烧硼砂中包含的空气来减少并压缩粉尘体积，國通过使产品的体积密度逸到平均0,4-0,6g/cm3进行预压缩过程。20.根据权利要求15-19的压实煅烧硼砂的生产方法，特征在于以下步骤國为了压实经受了预压缩过程的微粉化煅烧硼砂，向盘表面施加至少4p屯/cm压力，画为了不进行预压缩过程而压实，向盘表面施加至少15吨/cm压力。21.根据权利要求15-20的方法，包括将具有平均-250微米颗粒尺寸和0.15-0,3gr/cmS的体积密度的微粉化煅烧硼砂投料进入压实器的步骤，特征在于尺寸为3mm且具有0.8至0.95g/cm3的体积密度的压实煅烧硼砂产品。全文摘要本发明涉及通过由以下组成的连续工序生产具有高含量的微粉化煅烧硼砂由于在使粗硼砂矿石(Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub>·10H<sub>2</sub>O)在具有刮板的转炉中受加热处理期间失水而硬化地球矿物；通过煅烧导致形成硼砂矿石胀大柔软的、膨胀构造，并在被煅烧之后，在干燥的和硬化的粘土对于胀大的矿石的自发研磨作用以高效率获得微粉化煅烧硼砂之后，借助用于煅烧过程的热空气使煅烧硼砂经受气流分离，从而高速地由杂质中纯化。本发明还涉及在第二步中通过在压力下压实低密度的微粉化煅烧硼砂生产具有增大密度的压实煅烧硼砂产品。文档编号C01B35/12GK101605726SQ200780038938公开日2009年12月16日申请日期2007年10月17日优先权日2006年10月20日发明者B·森特克,C·德米尔巴格,H·阿克西恩,I·卡延丹,O·伊尔马茨,T·埃古尔,T·尤卢达格,Y·亚尔西诺格卢申请人:联合采矿企业董事会