专利名称：利用布顿岩沥青生产改性沥青的方法及热法破碎机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改性浙青的生产方法及生产设备，尤其涉及一种利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法及热法破碎机。
背景技术：
天然浙青可分为软浙青和硬浙青，软浙青一般含油率较高，用它作为一种综合燃料及提取润滑油、燃料油等是很有价值的。而硬浙青的主要成分是浙青质、胶质和矿物浙青基质，其在道路上利用价值非常高。天然布顿岩浙青(也称BRA)产自南太平洋印度尼西亚苏拉威西省布敦岛，它是石油在岩石夹缝中经过长达亿万年的沉积变化，在热、压力、氧化、融酶、细菌的综合作用下生 成的浙青类物质，因其产于印度尼西亚布敦岛而得名。布顿岩浙青是一种硬浙青，所以适合用于道路铺垫。布顿岩浙青通常含有20-40%的纯浙青，由于天然浙青与自然环境亿万年的共存，使这20-40%的纯浙青与砂石的结合达到了异常稳定的状态，成为一种新的化合物。布顿岩浙青与重焦浙青(也称基质浙青)一样都是石油的衍生物，两者之间有着非常好的配伍性，因此混合时不存在离析现象。布顿岩浙青作为重焦浙青的改性剂，成为重焦浙青与砂石的最佳活性材料，其与重焦浙青的混溶性远远优于聚合物改性剂与重焦浙青的混溶性。但布顿岩浙青的熔点超过200°C，而重焦浙青允许的加热温度在190°C以下，所以细度较低的布顿岩浙青通过搅拌不能溶解于重焦浙青中。布顿岩浙青原矿非常坚硬，布氏硬度大于或等于3，而原矿浙青质比较软又比较粘，通过筛网非常容易堵塞，破碎后的细末再次受到挤压就会结成团。所以针对原矿这些特点做了很多的测试，不管用颚式破碎、反击式破碎、旋回破碎、圆锥式破碎、辊式破碎、锤式破碎还是立轴冲击式破碎，都可以破碎，但是由于破碎后的布顿岩浙青比较粘，始终过不了筛，哪怕用脉冲筛高压气筛，久而久之，都会将筛网堵住，所以传统的普通破碎机无法将布顿岩浙青原矿粉碎到3mm以下，更无法达到Imm以下的细度。基于上述原因，使布顿岩浙青在道路铺垫上的应用受到极大的局限性。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法及热法破碎机。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案本发明所述利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法，包括以下步骤(I)将岩浙青颗粒与热重焦浙青混合后得到直径小于1_的混合浙青料，所述热重焦浙青的量以能够使所述岩浙青颗粒流动、不粘结为限；(2)对直径为小于Imm的混合浙青料进行乳化和研磨，得到细度不低于200目的改性浙青料；
(3)改性浙青料通过常规品质调配，得到符合要求的改性浙青。上述方法中，重点在于将岩浙青颗粒与热重焦浙青混合，利用热重焦浙青的流动性使带有粘性的岩浙青颗粒能够流动、不粘结，从而为下一步的乳化和研磨提供条件。具体地，所述步骤(I)中，所述直径小于Imm的混合浙青料通过以下方法加工首先用普通破碎机粉碎布顿岩浙青原矿，得到直径小于10_的岩浙青颗粒；然后将岩浙青颗粒与热重焦浙青通过热法破碎机进行破碎处理，得到直径小于1_的混合浙青料；更具体地，所述热重焦浙青的温度为150°c 190°c;所述热法破碎机采用包括粉碎、搅拌和高速剪切的复合破碎方法对原料进行破碎处理。上述对布顿岩浙青原矿所采用的破碎方法也是本发明的重点，因为布顿岩浙青原矿硬度极大，中国国内的普通破碎机根本不能将布顿岩浙青原矿破碎至直径小于1mm。所述步骤(2)中，采用两个乳化罐，将直径为小于Imm的混合浙青料送入其中的一个乳化罐中，混合浙青料在乳化罐中通过外部的循环加热装置加热，加热的温度范围为 140°C 200°C，同时通过搅拌完成均质、分散、乳化、成熟过程，整个过程为15 30分钟；乳化成熟后的混合浙青料用高速研磨机进行研磨，两罐交替工作，完成一个工作循环。本发明所述热法破碎机包括动力装置和破碎装置，所述破碎装置包括壳体和主轴，所述壳体的上端设有第一进料口，所述壳体内设有带有网孔的隔料筒，所述主轴置于所述隔料筒内，所述隔料筒内形成内腔，所述内腔与所述第一进料口相通，所述隔料筒与所述壳体内壁之间形成外腔，所述壳体的侧壁上设有第二进料口，所述外腔与所述第二进料口相通，所述主轴的上端穿过所述壳体与所述动力装置的动力输出端连接，所述主轴的上段安装有粉碎装置，所述主轴的中段安装有搅拌装置，所述主轴的下段安装有动盘，所述动盘上表面的圆周上均匀设有多个动盘齿，所述壳体的内壁上位于所述外腔下端的位置安装有静盘，所述静盘下表面的圆周上设有多个与所述动盘齿配合的静盘齿。工作过程中，粉碎装置将大块的岩浙青颗粒粉碎，搅拌装置使热的重焦浙青和布顿岩浙青充分混合，并向下挤压，主轴下部的动盘和静盘互相契合，对混合浙青料高速碰撞、剪切，达到破碎和相互融合的目的。动盘和静盘之间契合的间隙就是出料粒度的大小，调节间隙就能调整出料粒度的大小。具体地，所述粉碎装置为多个锤头；所述搅拌装置为螺旋叶片。进一步，所述热法破碎机还包括机架，所述动力装置和所述破碎装置均安装于所述机架上，所述动力装置包括电机和驱动轮，所述电机的带轮与所述驱动轮通过皮带连接，所述驱动轮与所述主轴连接。本发明的有益效果在于通过本发明的方法，能将熔点高于200°C的布顿岩浙青颗粒溶入到改性温度在190°C以下的重焦浙青中，最终得到高性能的改性浙青。本发明的热法破碎机利用粉碎装置实现对原料的粉碎，利用搅拌装置实现对原料的搅拌，利用动盘和静盘实现对原料的高速剪切、研磨，最终达到对天然布顿岩浙青实现高效破碎至直径Imm以下并得到与热重焦浙青进行热法溶解的混合浙青料的目的。由于布顿岩浙青中矿粉的主要成分是油溶性石灰岩，不仅细度很细，而且具有相当好的吸收浙青的能力，具有加强浙青与集料的粘附性的作用，从而使本发明所得改性浙青具有高使用寿命、高稳定性、高抗水损与很强的耐微生物侵蚀的能力、很高的抗疲劳强度，其铺筑的浙青路面性能得到显著提高。
图I是本发明所述利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法的流程图之一；图2是本发明所述利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法的流程图之二 ；图3是图2所述流程图对应的流水线设备的结构示意图；图4是本发明所述热法破碎机的主视结构示意图；图5是本发明所述热法破碎机的破碎装置的主剖视图；图6是本发明所述热法破碎机的动盘和静盘的主剖视图； 图7是本发明所述热法破碎机的静盘的仰视图；图8是本发明所述热法破碎机的动盘的俯视图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步具体描述下面用两个实施例对本发明所述利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法进行具体说明实施例I :如图I所示，本发明所述利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法，包括以下步骤(I)将直径小于1_的岩浙青颗粒与热重焦浙青混合后得到直径小于1_的混合浙青料，所述热重焦浙青的量以能够使所述岩浙青颗粒流动、不粘结为限；上述过程中，通过上料设备和计量控制器实现岩浙青颗粒与热重焦浙青的供料和混合；热重焦浙青的温度为 15(TC 19(TC，具体可为 15(TC、155°C、16(TC、165t、17(rC、175t、18(rC、185t、19(rC或150°C 190°C内的其它温度，只要不高于190°C即可；直径小于Imm的岩浙青颗粒则可能由国外破碎设备对布顿岩浙青原矿进行加工而得，具体来源在此不再赘述。(2)对直径为小于Imm的混合浙青料进行乳化和研磨，得到细度不低于200目的改性浙青料；该过程中，采用两个乳化罐，将直径为小于Imm的混合浙青料送入其中的一个乳化罐中，混合浙青料在乳化罐中通过外部的循环加热装置加热，加热的温度范围为140 V 200 O，具体可为 140 V、145 V、150 V、155 V、160 V、165 V、170 V、175 V、180 V、185 V、190°C、195°C、200°C或140°C 200°C内的其它温度，同时通过搅拌完成均质、分散、乳化、成熟过程，整个过程为15 30分钟，具体可为15分钟、20分钟、25分钟、30分钟或15 30分钟内的其它时间；乳化成熟后的混合浙青料用高速研磨机进行研磨，两罐交替工作，完成一个工作循环，最终得到细度不低于200目的改性浙青料即图I中的布顿岩改性浙青；图I中还示出了乳化罐外部的热交换设备和循环控制的示意框图。(3)改性浙青料通过常规品质调配，得到符合要求的改性浙青。实施例2 如图2和图3所示,本发明所述利用布顿岩浙青生产改性浙青的另一种方法,包括以下步骤(I)用普通破碎机粉碎布顿岩浙青原矿,得到直径小于IOmm的岩浙青颗粒，图2中表示采用普通冲击破碎机进行岩浙青原矿的破碎；(2)将岩浙青颗粒通过皮带轮3、螺旋提升输送机4和电子计量输送机5定量输送到热法破碎机6内，同时将经过浙青流量计I计量(即图2中的计量控制)的热重焦浙青送入热法破碎机6内，热重焦浙青的量以能够使岩浙青颗粒流动、不粘结为限,热法破碎机6包括粉碎、搅拌和高速剪切的复合破碎方法对原料进行破碎处理，得到直径小于Imm的混合浙青料；本步骤中，热重焦浙青的温度为150°C 190°C，具体可为150°C、155°C、160°C、165°C、170°C、175°C、180°C、185°C、190°C或 150°C 190°C 内的其它温度，只要不高于190°C即可；(3)对直径为小于Imm的混合浙青料进行乳化和研磨，得到细度不低于200目的改性浙青料，具体方法为在浙青泵7与第一乳化罐8之间的管道上安装有第一气动阀10，在浙青泵7与第二乳化罐9之间的管道上安装有第二气动阀11 ;先将混合浙青料通过浙青泵7先送入第一乳化罐8，混合浙青在第一乳化罐8中通过外部的循环加热装置即加热器21和循环泵22加热，完成均质、分散、乳化、成熟，加热的温度范围为140°C 200°C，具体可为140°C、145 °C、150°C、155°C、160°C、165 °C、170°C、175 °C、180°C、185 °C、190°C、195 °C、200°C或140°C 200°C内的其它温度，加热时间为15 30分钟，具体可为15分钟、20分钟、25分钟、30分钟或15 30分钟内的其它时间，乳化后的混合浙青料用高速研磨机20进行研 磨；然后利用第二乳化罐9第二乳化罐9进行与上相同的过程，两罐交替工作，最终持续得到细度不低于200目的改性浙青料即图2中的布顿岩改性浙青；上述乳化及研磨设备中，第一乳化罐8上面安装有第一均值搅拌机23，上面安装有第二均值搅拌机24，在第一乳化罐8和高速研磨机20之间的管道上安装有第三气动阀16，在第二乳化罐9和高速研磨机20之间的管道上安装有第四气动阀19，第一乳化罐8还设有另一安装有第五气动阀12的出料管与总出料管25连接，第二乳化罐9还设有另一安装有第六气动阀13的出料管与总出料管25连接，第一乳化罐8的循环出料管上安装有第七气动阀17，第一乳化罐8的循环进料管上安装有第八气动阀14，第二乳化罐9的循环出料管上安装有第九气动阀18，第二乳化罐9的循环进料管上安装有第十气动阀15，总出料管25上安装有第十一气动阀26，总出料管25出来的混合浙青即为改性浙青料，改性浙青料的具体细度可通过控制各气动阀来实现。(4)改性浙青料通过常规品质调配，得到符合要求的改性浙青，具体方法为改性浙青料由总出料管25送入调配罐27与其它浙青进行调配，得到符合要求的改性浙青；调配罐27上面安装有搅拌机28和用于其它浙青的进料口 29。如图4所示，本发明所述热法破碎机包括机架30、动力装置32和破碎装置31，动力装置32和破碎装置31均安装于机架30上，动力装置32包括电机36和驱动轮33，电机36的带轮35与驱动轮33通过皮带34连接。如图3所示，破碎装置31包括壳体37和主轴38，壳体37的上端设有第一进料口39，壳体37内设有带有网孔的隔料筒44，主轴38置于隔料筒44内，隔料筒44内形成内腔46，内腔46与第一进料口 39相通，隔料筒44与壳体37的内壁之间形成外腔47，壳体37的侧壁上设有第二进料口 45，外腔47与第二进料口 45相通，主轴38的上端穿过壳体37与驱动轮33连接，主轴38的上段安装有锤头41，锤头41也可为其它粉碎装置，所述主轴的中段安装有螺旋叶片40，螺旋叶片40也可以为其它搅拌装置，主轴38的下段安装有动盘43，壳体37的内壁上位于外腔47下端的位置安装有静盘42 ;如图4、图5和图6所示，动盘43上表面的圆周上均匀设有多个动盘齿49，静盘42下表面的圆周上设有多个与动盘齿49配合的静盘齿48。静盘齿48和动盘齿49相互之间有O. l_3mm的间隙，视其出料粒度而定，一个动盘43和一个静盘42组成一组动静盘，剪切部分可以由一组动静盘组成，也可以由多组多种间隙的动静盘串联而成，图中示出了一组动静盘。如图2和图3所示，工作过程中，电机36带动主轴38高速旋转，加热的重焦浙青通过第二进料口 45进入外腔47，带有粘性的布顿岩浙青颗粒从第一进料口 39进入隔料筒44内的内腔46，由锤头41将大块的岩浙青打碎，打碎的岩浙青受到螺旋叶片40的挤压和由于螺旋叶片40产生的力使得热重焦浙青和岩浙青充分混合，并向下挤压，下部的动盘43的动盘齿49和静盘42的静盘齿48互相契合，对岩浙青高速碰撞、剪切，动盘齿49和静盘 齿48之间的间隙就是出料粒度的大小，调节间隙就能调整出料粒度的大小。
权利要求
1.一种利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法，其特征在于包括以下步骤 (1)将岩浙青颗粒与热重焦浙青混合后得到直径小于1_的混合浙青料，所述热重焦浙青的量以能够使所述岩浙青颗粒流动、不粘结为限； (2)对直径为小于Imm的混合浙青料进行乳化和研磨，得到细度不低于200目的改性浙青料; (3)改性浙青料通过常规品质调配，得到符合要求的改性浙青。
2.根据权利要求I所述的利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法，其特征在于所述步骤(I)中,所述直径小于Imm的混合浙青料通过以下方法加工首先用普通破碎机粉碎布顿岩浙青原矿，得到直径小于10_的岩浙青颗粒；然后将岩浙青颗粒与热重焦浙青通过热法破碎机进行破碎处理，得到直径小于1_的混合浙青料。
3.根据权利要求2所述的利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法，其特征在于所述热重焦浙青的温度为150°C 190°C ;所述热法破碎机采用包括粉碎、搅拌和高速剪切的复合破碎方法对原料进行破碎处理。
4.根据权利要求I所述的利用布顿岩浙青生产改性浙青的方法，其特征在于所述步骤(2)中，采用两个乳化罐，将直径为小于1_的混合浙青料送入其中的一个乳化罐中，混合浙青料在乳化罐中通过外部的循环加热装置加热，加热的温度范围为140°C 200°C，同时通过搅拌完成均质、分散、乳化、成熟过程,整个过程为15 30分钟；乳化成熟后的混合浙青料用高速研磨机进行研磨，两罐交替工作，完成一个工作循环。
5.一种如权利要求2、3或4所述方法采用的热法破碎机，包括动力装置和破碎装置，其特征在于所述破碎装置包括壳体和主轴，所述壳体的上端设有第一进料口，所述壳体内设有带有网孔的隔料筒，所述主轴置于所述隔料筒内，所述隔料筒内形成内腔，所述内腔与所述第一进料口相通，所述隔料筒与所述壳体内壁之间形成外腔，所述壳体的侧壁上设有第二进料口，所述外腔与所述第二进料口相通，所述主轴的上端穿过所述壳体与所述动力装置的动力输出端连接，所述主轴的上段安装有粉碎装置，所述主轴的中段安装有搅拌装置，所述主轴的下段安装有动盘，所述动盘上表面的圆周上均匀设有多个动盘齿，所述壳体的内壁上位于所述外腔下端的位置安装有静盘，所述静盘下表面的圆周上设有多个与所述动盘齿配合的静盘齿。
6.根据权利要求5所述的热法破碎机，其特征在于所述粉碎装置为多个锤头。
7.根据权利要求5所述的热法破碎机，其特征在于所述搅拌装置为螺旋叶片。
8.根据权利要求5所述的热法破碎机，其特征在于所述热法破碎机还包括机架，所述动力装置和所述破碎装置均安装于所述机架上，所述动力装置包括电机和驱动轮，所述电机的带轮与所述驱动轮通过皮带连接，所述驱动轮与所述主轴连接。
全文摘要
本发明公开了一种利用布顿岩沥青生产改性沥青的方法，包括以下步骤将岩沥青颗粒与热重焦沥青混合后得到直径小于1mm的混合沥青料，所述热重焦沥青的量以能够使所述岩沥青颗粒流动、不粘结为限；对直径为小于1mm的混合沥青料进行乳化和研磨，得到细度不低于200目的改性沥青料；改性沥青料通过常规品质调配，得到改性沥青。本发明还公开了一种热法破碎机，包括动力装置和破碎装置，破碎装置的壳体内用隔料筒隔开，隔料筒内的主轴的中段设有搅拌装置，下段安装有动盘，壳体的内壁上与动盘对应的位置安装有静盘。通过本发明的方法及设备，能将熔点高于200℃的布顿岩沥青溶入到改性温度在190℃以下的重焦沥青中，得到高性能的改性沥青。
文档编号B02C7/08GK102964852SQ20121044938
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者蒋慕毅, 吴碧, 程然 申请人:蒋慕毅, 吴碧, 程然