本发明属于装饰板材技术领域，具体涉及一种利用气流和风选处理硅藻土矿体原料的方法。
背景技术：
硅藻彩白(粉体)和水性硅藻涂料(液体)作为一种21世纪新型建筑环保内墙墙体材料被广泛地应用于室内装饰装修行业，现实生产经营的硅藻壁材，一方面美化了室内装饰材料，解决了无污染、无公害、去除甲醛等弊端，而另一方面大量的开采和使用了国家宝贵的资源—硅藻土的一级土和少量二级土，用好的硅藻土制备硅藻泥是对硅藻土矿产资源的极大浪费和对下一代的不负责任，硅藻土是亿万年前硅藻死之后留下的遗骸，它本身就带着亿万年前的信息，它创造了地球上70％以上的氧气，使地球上有了生命，称之为“创造生命的海底草原”名副其实。如此珍贵的矿产资源为数不多，全世界，只有美国和中国有较大面积的硅藻土矿产资源，由于是小矿种，发现才一百多年历史，加之近百年来未得到开发，从而在地球上沉睡了上亿年。
近年来，硅藻泥装饰壁材的兴起，在全国掀起了硅藻热，也兴起了硅藻土矿产资源的乱采乱开发，采矿者采出一、二级土，在利益驱动下迅速煅烧制成初级产品助滤剂出售，国内用之生产硅藻泥，国外，则进一步提纯处理变成高档助滤剂(每吨1万余元)出售，国内的助滤剂每吨仅卖到2000-3000元/吨。剩下的大量的sio2含量低于60％的三、四级土被填进沟壑，资源极大浪费，广大科技界有识之士极为不满，本专利就是在这一大背景条件下，为解决三、四级土和原矿、废矿可持续生产经营问题而立项。开始进行研发，经多年研发攻关最终解决了，利用气流+风选c、d级(三、四级)硅藻土制备硅藻彩白(粉体)和水性硅藻土涂料原料的处理和制备方法。
所谓风选是利用物料与杂质之间悬浮速度的差别，借助风力除杂的方法。风选的目的是清除杂质和灰尘，同时还能除去部分石子和土块等较重的杂质，此法常用于棉籽和葵花籽油料的清理以及粮食、烟草等。
所谓气流磨则是压缩空气经拉瓦尔喷咀加速成超音速气流后射入粉碎区使物料呈流态化(气流膨胀呈流态化床悬浮沸腾而互相碰撞)，因此每一个颗粒具有相同的运动状态。
流化床气流磨是压缩空气经拉瓦尔喷咀加速成超音速气流后射入粉碎区使物料呈流态化(气流膨胀呈流态化床悬浮沸腾而互相碰撞)，因此每一个颗粒具有相同的运动状态。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用气流和风选处理硅藻土矿体原料的方法，实现了对硅藻土尾矿或废弃的三、四级土进行了资源再利用，特别是对长白山废弃填沟用的三、四级硅藻土和内蒙古乌兰察布商都谢家坊矿区的c、d级土，(两地所用表示方法不一样，但本质相同，均为sio2，含量在40-65之间的硅藻土)，提供了科学的使用方法，经气流+风选后的硅藻土sio2含量可达到80％以上。其粒度可从325目一到1200目之间，白度也比原来提高到75-80，显泥香色，适当添加增白辅料后即可达到85％以上，为商业化运作调制各种色料提供了很好的原材料，本发明旨在为硅藻彩白(一种类似硅藻泥的粉体内墙装饰材料)和水性硅藻涂料(一种无毒无味无污染绿色环保生态内墙涂料)提供了技术支持。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：原料采用粘土质c、d级硅藻土矿体，其矿物成分包括：硅藻55-60％、粘土质35-40％、余量为硅酸盐、石英、铁质及有机物；其化学成分为：sio2：60.02％-62.8％，al2o3：13.66％-14.79％，fe2o3：8.00％-9.14％；
包括如下步骤：在粉碎区，被加速的颗粒在各喷嘴交汇点相互对撞粉碎；粉碎后的物料被上升气流输送至分级区，由水平布置的分级轮筛选出达到粒度要求的细粉，未达到粒度要求的粗粉返回粉碎区继续粉碎；合格细粉随气流经过选粉进入高效旋风分离器得到收集，含尘气体经收尘器过滤净化后排入大气。
具体包括如下步骤：
(1)将上述矿体置于气流粉碎机中进行粉碎，气流粉碎机采用压缩空气为动力，压缩空气的压强为0.7－0.8mpa之间，且具有微小波动；
(2)步骤(1)中的原料供给：是用提升机把原料矿体提升置原料仓内，然后通过输料阀把原料送入气流粉碎机的粉碎室，所述原料矿体的粒径为80-325目；
(3)粉碎和分级：上述进入粉碎室内的原料矿体开始粉碎，所述粉碎室中对称安装两队喷嘴，喷嘴内径(3mm—6mm)形状，圆柱形，两队喷嘴的距离，根据粉碎机的宽度而定，在两侧边上，被加速的颗粒在各喷嘴的交汇点相互对撞粉碎；
原料分级通过高速旋转的分级轮进行，所述分级轮为圆桶状，其底部的中心固定在直连电机的主轴上，其开口处和微粉收集系统的管道入口相对，所述开口处与微粉收集系统的管道入口间采用气封处理，所述分级轮的周边安装叶片，叶片间的缝隙为分选微粉的通道，被粉碎的微粉随气流飘起，超细粉由于粒径小便于通过叶片间的缝隙进入微粉收尘系统，较大的颗粒，在分级轮的离心力作用下，飞溅到外壁后降落，进行再次粉碎；调整分级轮的转速，可以得到不同粒径的原料矿体，粒径范围为325-400目；
(4)选粉；上述粉碎和分级后得到的矿物原料由微粉收集器进入到选粉机上部的进料口，从而进入到选粉机中，选粉机内设有组合式螺旋桨撒料盘，所述矿物原料落在其上，散料盘高速旋转，物料中较细的颗粒向上飘起，呈悬浮分散状态，而较粗或较重的物料被撒料盘叶片分散沿筒壁落下，完成第一次选粉；将沿筒壁落下的较粗重的物料及物料粉团被打散，撒料盘的下方设有滴流装置，沿筒臂落下的物料进入滴流装置，形成料幕，在循环风作用下，细粉向上扬起，再次进入粉碎室进行分级，最后粗粉从内锥体排出。
所述撒料盘上方设有笼形转子，笼形转子分级圈表面附近的气流及分散于气流中的物料在分级圈的带动下与分级圈一起作高速转动，在分级圈周围形成均匀强烈的涡旋气流，所述分级圈通过调速电机和主轴控制转速，当转速增大时，该力也增大，此时如果保持处理风量一定，则切割粒径将减小，细粉变细；若转速减低，则细粉变粗；经笼形转子分级后的细颗粒随循环风进入外部各个旋风集尘器内，所述旋风集成器设有出风口和进风口结构，进风口的蜗牛角处设有导风板，蜗牛角的内锥筒内上设有反射屏，旋风筒套筒下端设有减速板，从而使旋风集尘器的流体阻力大幅下降；循环风在导风板作用下，以较高的风速进入旋风收集器；在蜗牛角扩大部分风速突然降低，加速颗粒沉降；含尘气体经收尘器过滤净化后排入大气。
所述步骤(2)中输料阀输送原料的速度为自动控制，保持粉碎室的原料和空气混合的浓度相对稳定，所述原料和空气混合浓度的控制采用通过分级轮驱动电机的电流大小控制，根据颗粒度要求自动调节电流大小达到浓度稳定。
所述分级轮的开口与微粉收集系统的管道入口相对，且保持一定空隙不能过大。
所述微粉收集系统由旋风分离器和粉尘收集组成，超细粉通过密封管道进入旋风分离器，气流在旋风分离器内旋转，把超细粉甩出降落，由排料系统排出包装即是成品；旋风分离器分为一级或两级；从旋风分离器飘出的气流，还有部分粉尘进入粉尘收集器，通过布袋上的粉尘，其尾气在引风机的作用下抽出，粉尘含量非常少，为防止这些粉尘排入大气中污染环境，设有粉尘过滤器，回收粉尘，尾气最后排入大气中；整个生产过程由控制柜自动控制进行，控制柜供给整个生产用电机(不包括气源用电)，还可以控制参数调整，自动启停，自动保护，故障报警及自动停机。
经气流+风选后制备的改性硅藻土原料，其比表面积≥85m2/g；细度为600+1000目。
本发明的有益效果：
本发明提出了一个种利用气流+风选c、d级(三、四级)硅藻土制备硅藻彩白(粉体)和水性硅藻涂料(液态)原料的处理和制备方法。有效的提高了c、d级(三、四级)硅藻土的产品细度和粒度，实现了联合作业过程中硅藻土壳壁不被破坏，完成了硅藻土的孔径扩容，改性，实现了硅藻土中比表面积的增大。从而为后续产品开发实现超强吸附、去除甲醛、绿色环保生态打下了坚实的基础。且整个制备过程工艺简单易操作。
具体实施方式
实施例1
本专利是对中国长白山三、四级硅藻土和内蒙古乌兰察布商都c、d级硅藻土进行变废为宝开发利用。在大量的实验中分别采用气流法或风选法都不能满足硅藻彩白(一种类似硅藻泥的粉体内饰壁材)和水性硅藻涂料(一种替代乳胶漆的内墙涂料)对吸放湿的技术要求。从而采用了气流+风选的新工艺进行多次试验取得了理想的满意效果，其具体制备方法是：
1、气源，这是气流粉碎机粉碎过程的动力，对压缩空气的要求可在0.7－0.8mpa之间，保持压力稳定，即使有波动，但是频率不宜过高，否则影响产品的质量。
2、对气体质量，要求洁净、干燥，应对压缩空气进行净化处理，把气体中的水份、油雾、尘埃清除，使被粉碎的矿产物料不受污染，特别对要求纯度较高的物料的粉碎要求更高。
3、原料供给，是用提升机把原料提升原料仓内，然后通过输料阀把原料送入气流粉碎机的粉碎室，本机对物料的粒度适应性较强，一般我们要求325目的原料。但是在实践中，我们投进原料从80目到325目的矿产物料进行加工也取得良好的效果。原料输送机输送原料的速度采用自动控制保持粉碎室的原料。
和空气混合的浓度相对稳定，我们采用这样的方法可以达到粉碎时超细粉产量最佳，粉碎和分级：粉碎室内对称安装有两对喷嘴，压缩空气通过喷嘴时形成超音速气流带起原料进行加速，在空间相互碰撞，把原料粉碎成超细粉，粉碎效果和喷嘴内径形状、距离，对称性以及原料和空气的混合浓度有关，喷嘴内径形状决定其形成音速的最佳速度、距离，决定原料加速路程，速度是否达到理想。原料和空气混合浓度也影响产品粒度和产量。
4、分级是通过高速旋转的分级轮进行；分级轮像一个圆“铁桶”底部的中心固定在直连电机的主轴上，由电机驱动高速旋转,开口处和微粉收集系统的管道入口相对，且保持一定间隙也不能过大，否则未经分选的粗粉从间隙进入微粉收集系统的管道，影响产品质量，为防止此类事件发生，在间隙处进行气封处理。分级轮的用边安装有叶片，叶片间的缝隙为分选微粉的通道。被粉碎的微粉随气流飘起，超细粉由于粒径小便于通过叶片间的缝隙进入微粉收尘器，较大的颗粒，在分级轮的离心力作用下，飞溅到外壁后降落，进行再次粉碎。调整分级轮的转速，可以得到不同粒径的产品。
5、对于粉碎室内，原料和空气的混合浓度的控制，可以用电容式物料密度控制开关或传感器控制。本机利用分级轮驱动电机的电流大小控制，这种控制方法简单、可行，便于控制。当物料和空气混合浓度增加时，随气流飘起的粉尘密度增加，撞击分级轮的粉尘增加，使驱动电机的电流增加，反之驱动电机的电流减小，利用电机电流的大小，控制输送原料的多少，可使物料和空气的混合浓度调到最佳，当驱动电流增加立即停止输料，以达到出粉和输料保持动态平衡，保证产品质量的稳定。
6、微粉收集系统由旋风分离器和粉尘收集组成；超细粉通过密封管道进入旋风分离器，气流在旋风分离器内旋转，把超细粉甩出降落，由排料系统排出包装即是成品。旋风分离器可以用一级或两级。从旋风分离器飘出的气流，还有部分粉尘进入粉尘收集器，通过布袋上的粉尘，其尾气在引风机的作用下抽出，粉尘含量非常少，为防止这些粉尘排入大气中污染环境，我们还增加一套粉尘过滤器，回收粉尘，尾气最后排入大气中。经环境保护部门的多次检测，其排防的粉尘量大大低于国家的环保部门规定的粉尘排放标准。整个生产过程由控制柜自动控制进行，控制柜供给整个生产用电机(不包括气源用电)，还可以控制参数调整，自动启停，自动保护，故障报警及自动停机。保障设备安全运行和产品质量的稳定。
实施例2
完成实施例1所述的上述工作后再进入风选，具体包括步骤如下：
1、由选粉机上部进料口进入选粉机，落到与将被气流磨粉碎至325-400目的硅藻土转子成一体的组合式螺旋桨撒料盘上，在撒料盘的高速旋转作用下，物料一方面受到惯性离心力作用向四周撒出，同时受螺旋桨撒料盘叶片产生的上升气流作用向上扬起，在撒料盘螺旋桨叶片上形成物料沸腾。物料中较细的颗粒向上飘起，呈悬浮分散状态，而较粗或较重的物料被撒料盘叶片分散沿筒壁落下，完成第一次选粉。
2、将沿筒壁落下的较粗重的物料及物料粉团被打散，经滴流装置时形成料幕，在循环风作用下，细粉向上扬起，再次分级，最后粗粉从内锥体排出。
3、撒料盘上方设有笼形转子，笼形转子分级圈表面附近的气流及分散于气流中的物料在分级圈的带动下与分级圈一起作高速转动，在分级圈周围形成均匀强烈的涡旋气流。气流中的物料所受到的离心力大小可通过调速电机、主轴的转速来调节。当转速增大时，该力也增大，此时如果保持处理风量一定，则切割粒径将减小，细粉变细；若转速减低，则细粉变粗。因而本机在工作过程中产品的细度可根据具体的工艺要求灵活调节控制，同时也达到调节砂石细度模数的作用。
4、经笼形转子分级后的细颗粒随循环风进入外部各个旋风集尘器内。由于新设计的旋风集尘器采用了高效的出风口结构，并在进风口蜗牛角处加设了导风板，在内锥筒增设了反射屏，在旋风筒套筒下端增设减速板，从而使旋风集尘器的流体阻力大幅下降。循环风在导风板作用下，以较高的风速进入旋风收集器。在蜗牛角扩大部分风速突然降低，加速颗粒沉降，也提高了旋风集尘器的集尘效率。
以上所述仅为本发明实施例，已成功在《一种透气调湿吸附力强内墙水性硅藻土涂料》、《一种透气调湿超强吸附能力的硅藻彩白底料和面料装饰壁材》和《一种透气调湿超强吸附能力的硅藻装饰板材》上得以应用和实践。为此，本发明专利并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换或直接或间接运用在其他相关的技术领域里，特别是在处理硅藻土c、d级土(三、四级土)过程中技术领域，均同理包括在本发明的专利报数范围内。