无氧湿磨转化机的制作方法

本实用新型涉及一种无氧湿磨转化机，尤其涉及一种用于处置湿磨转化过程中会与水反应产生可燃易爆气体的二次铝灰及其他相关物质的无氧湿磨转化机。

背景技术：

铝灰是电解铝、铸造铝和再生铝生产过程中，漂浮在铝熔体表面的不溶物和其他杂质。电解铝厂初出炉铝灰也叫白铝灰，根据统计生产1吨电解铝产生30kg左右的白铝灰，其中含有20～70％的金属铝，一般是从熔炼炉用铁耙将铝灰扒出，融化铝液冷却后采取粉磨、重力分选可以回收其中的大部分金属铝，剩余的大部分铝灰为黑铝灰，也称二次铝灰。而生产1吨再生铝产生50kg左右的铝灰，再生铝生产过程中产生的铝灰都是黑铝灰，即二次铝灰。

二次铝灰中Al元素含量为50％左右，金属铝含量一般在5～15％，其他主要组份是Al、AlN、Al2O3、SiO2和NaCl、KCl、Na3AlF6、AlF6、NaF等物质组成，物质组成复杂。由于其中含有的可溶性氟化物、氯化物，同时，这些物质水解时还可能产生HF、HCl、NH3等有毒有害气体，堆放在自然界会存在潜在的环境污染风险而被定义为危险固体废弃物。随着国民经济的发展，铝产量增长迅速，2017年我国铝产量3600万吨，估计新增铝灰也将每年超过100万吨。因此，合理利用铝灰中有用的物质，抑制有害元素的危害，不仅可以实现铝资源的循环利用，而且对于于保护绿水青山，保护自然环境具有十分重要的现实意义。

采用湿法处理二次铝灰，提取二次铝灰中的有效成分都需要用到湿法球磨机，将二次铝灰在转化剂的作用下球磨转化得到料浆，但是在转化过程中，由于容易产生易燃易爆的H2、CH4气体，因此需要控制转化过程中的氧气含量甚至在无氧的环境中进行，同时二次铝灰的转化过程还会产生HF、HCl、NH3等毒性气体，因此还对球磨机的密封性能有要求，因此普通的湿法球磨机不能满足二次铝灰湿法球磨处理的需要。例如：

CN207546656U公开一种立式湿法球磨机，包括机架、圆柱形的研磨内筒、搅拌器和电机，所述研磨内筒的底部为可拆卸的多孔滤板，在所述研磨内筒正下方安装有液压油缸且液压油缸的活塞杆的移动方向与研磨内筒竖向中心方向重合，在所述活塞杆的顶端安装有一个圆柱形的研磨外筒，在所述研磨外筒顶部中央位置处开设有一个与研磨内筒外径一致的开口且研磨内筒穿过开口插入到研磨外筒内，研磨外筒在液压油缸的带动下沿着研磨内筒侧壁滑动，整体做类似活塞运动，在所述研磨外筒侧壁下方设有排液口。这种通用的湿法球磨机，存在密封性能不佳，容易引起有毒气体的泄露，同时在有氧环境下进行研磨转化也容易引起易燃易爆气体的爆炸，存在安全隐患等问题。

本发明拟提供一种适用于处置湿磨转化过程中会与水反应产生可燃易爆气体的二次铝灰及其他相关物质(如铝电解槽阴极炭块)的无氧湿磨转化机。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种无氧湿磨转化机，该无氧湿磨转化机，能控制转化过程中所抽吸气体的氧气含量，保证转化中产生的可燃易爆气体H2、CH4不燃烧爆炸，可以实现的二次铝灰渣料的消毒和转化并能提取转化气体，该无氧湿磨转化机适用于处置在湿磨转化过程中会与水反应产生可燃易爆气体的二次铝灰及其他有关物质(如铝电解槽阴极炭块)。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种无氧湿磨转化机，所述无氧湿磨转化机包括进料部、粉磨部、出料部以及传动部；所述粉磨部包括粉磨筒体及设置在粉磨筒体一端的进料口和设置在其另一端的出料口，所述进料部与进料口连接，所述出料口与出料部连接；所述传动部包括进料螺旋传动部与磨机传动部；

所述进料部包括进料机构、进料中空轴、螺旋送料机，螺旋送料机设置在进料中空轴内，进料中空轴的一端通过第一密封机构与进料机构连接，其另一端固定在粉磨筒体的进料口；所述螺旋送料机包括设置在进料中空轴轴中心位置的螺旋输送轴及设置在螺旋输送轴上的螺旋叶片；螺旋输送轴的进料端通过第一轴承与进料螺旋传动部连接，中部依次穿过进料机构、进料中空轴，其出料端通过第二轴承固定在粉磨筒体的进料口内，螺旋输送轴与进料机构的连接处通过第二密封机构密封连接；

所述出料部包括出料机构、出料中空轴、内螺旋出料机，所述内螺旋出料机设置在出料中空轴内，出料中空轴的一端通过第三密封机构与出料机构连接，其另一端固定在粉磨筒体的出料口；内螺旋出料机的进料端与粉磨筒体的出料口连接；内螺旋出料机能随出料中空轴一起旋转；

所述粉磨筒体的外部套设有大齿轮，粉磨筒体通过大齿轮与磨机传动部连接。

进一步地，

所述进料机构包括固定进料箱、固体物料进口和加料管，所述固体物料进口设置在固定进料箱的顶部，所述加料管贯穿设置在固定进料箱的中部；固体物料进口内设置锤式锁风阀；所述固定进料箱与进料中空轴连接的一侧设有朝进料方向收缩的开口；收缩开口通过第一密封机构与进料中空轴的进料端密封连接；所述螺旋输送轴为中空结构，所述加料管设于螺旋输送轴内，加料管的一端为液体加料口，另一端穿过螺旋输送轴连通至粉磨筒体进料口。

具体加工生产时，螺旋输送轴采用空心钢管加工，加液管内置于螺旋输送轴内。加料管的加料口端与外部的液体和惰性气体储存容器及流量控制机构连接，水、溶液和惰性气体通过内置于螺旋输送轴内的加料管进入无氧湿磨转化机内。上述固定进料箱的收缩开口起到锁风的作用。

进一步地，

固体物料进口与外部锁风喂料机相连，用于进料。所述螺旋机出料口就是粉磨部筒体进料口。

进一步地，

所述进料中空轴通过第一轴承支座固定在混凝土机座上；所述进料机构的固定进料箱通过机座固定在混凝土机座上。从而实现对无氧湿磨转化机进料部的固定。

进一步地，

所述出料机构包括固定出料箱、料浆出口、排气口；所述料浆出口设置在固定出料箱的底部、排气口设置在固定出料箱的顶部，所述固定出料箱与出料中空轴连接的一侧设有朝出料方向扩大的喇叭形开口；喇叭形开口通过第三密封机构与出料中空轴的出料端密封连接。

上述固定出料箱的扩大的喇叭形开口能起到防止漏风的作用。

进一步地，

所述料浆出口与外部锁风出料阀相连；排气口与外部抽吸机通过管道相连，抽吸机出口与储气罐相连。

进一步地，

所述出料中空轴通过第二轴承支座固定在混凝土机座上；所述出料机构的固定出料箱可通过机座固定在混凝土机座上。从而实现对无氧湿磨转化机出料部的固定。

进一步地，

所述磨机传动部包括传动轴、减速机、电动机和轴承及支座，大齿轮与传动轴连接，通过大齿轮，实现磨机传动部带动粉磨筒体转动。

进一步地，

所述粉磨部还包括设置在粉磨筒体内的研磨体，所述粉磨筒体由隔仓板分隔而成的一仓和二仓组成(对于较短的磨机可以不设隔仓板，只设一仓)。

进一步地，

所述粉磨筒体的内壁设置耐磨衬板。

优选地，

所述耐磨衬板、隔仓板为陶瓷或合金材料衬板；所述研磨体为陶瓷或合金材料研磨体。

本实用新型的有益效果：

所述无氧湿磨转化机工作方式采用间隙不连续工作方式，首先通过加料管往无氧湿磨转化机仓内加满仓容30～50％的碱溶液，然后从加料管通入惰性气体(一般为N2)驱离空气，使磨机仓内形成微正压，然后按比例将固体物料和液体加入磨内，固体物料经过磨外锁风喂料机构、和磨内重锤阀、螺旋锁风等多重锁风机构，液体物料通过密封管道输送不会进入气体，可以防止空气混入，达到密封的目的。磨机出料端物料为泥浆通过锁气出料阀可以隔绝空气。磨机在粉磨过程中由于磨尾排气口抽吸机的抽吸可以将磨内气体排出，磨内为微负压状态，不会造成反应气体(包括H2、CH4、HF、HCl、NH3等气体)羁留，也不会造成氧气浓度超过限值发生危害。

本实用新型提供的无氧湿磨转化机能采用普通球磨机进行改造，本实用新型能对二次铝灰及在湿磨转化过程中会与水反应产生可燃易爆气体的其他有关物质(如铝电解槽阴极炭块)进行无害转化，转化处理过程在密封和负压环境下进行，可以预防磨内氧气浓度过高而产生的安全隐患；转化过程中固体废料与液体反应原料分开进料，通过抽吸机收集从排气口排出的转化中产生的H2、NH3、CH4等还原性可燃气体，将其收集储存在储气罐中可作为燃料使用。

综上，本实用新型提供的无氧湿磨转化机可以实现对在湿磨转化过程中会与水反应产生可燃易爆气体的二次铝灰废料及其他有关物质(如铝电解槽阴极炭块)进行消毒和转化，能控制转化过程中所抽吸气体的氧气含量，防止易燃易爆转化气体带来的安全隐患，同时还能提取收集转化过程中产生的气体，对于气体中的H2、NH3、CH4等还原性可燃气体，可作为燃料进一步使用，HF、HCl等有毒气体收集起来后可通过强碱作用进行进一步处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例无氧湿磨转化机的立体构造示意图；

图2为本发明实施例无氧湿磨转化机的平面构造示意图；

图3为本发明实施例无氧湿磨转化机的进料部结构示意图；

图4为本发明实施例无氧湿磨转化机的出部结构示意图。

上述附图标记：

1、进料部；3、出料部；101、固体物料进口；102、锤式锁风阀；103、固定进料箱；104、第一密封机构；105、螺旋输送轴；106、螺旋叶片；107、加料管；108、第一轴承；109、第二轴承；110、第二密封机构；111、进料中空轴；112、第三轴承；113、第四轴承；

21、粉磨筒体；22、进料口；23、出料口；211、隔仓板；212、一仓；213、二仓；

31、料浆出口；32、排气口；33、固定出料箱；34、第三密封机构；35、内螺旋出料机；36、出料中空轴；

41、进料螺旋传动部；42、磨机传动部；

51、第一轴承支座；52、第二轴承支座；6、大齿轮；7、混凝土机座。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对实用新型进一步说明，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1-4所示，本实用新型提供一种无氧湿磨转化机，包括：进料部1、粉磨部、出料部3以及传动部4；粉磨部包括粉磨筒体21及设置在粉磨筒体21一端的进料口22和设置在其另一端的出料口23，进料部1与进料口22连接，出料口23与出料部3连接；传动部包括进料螺旋传动部41与磨机传动部41；

本实施例中的进料部1包括：进料机构、进料中空轴111、螺旋送料机，螺旋送料机设置在进料中空轴111内，进料中空轴111的一端通过第一密封机构104与进料机构连接，其另一端固定在粉磨筒体21的进料口22；所述螺旋送料机包括设置在进料中空轴111轴中心位置的螺旋输送轴105及设置在螺旋输送轴105上的螺旋叶片106；螺旋输送轴105的进料端通过第一轴承108与进料螺旋传动部41连接，中部依次穿过进料机构、进料中空轴111，其出料端通过第二轴承109固定在粉磨筒体21的进料口22内，螺旋输送轴105与进料机构的连接处通过第二密封机构104密封连接；

作为优选实施例，本实施例中的进料机构包括固定进料箱103、固体物料进口101和加料管107，固体物料进口101设置在固定进料箱103的顶部，加料管107贯穿设置在固定进料箱103的中部；固体物料进口101内设置锤式锁风阀102；固定进料箱103与进料中空轴111连接的一侧设有朝进料方向收缩的开口；收缩开口通过第一密封机构104与进料中空轴111的进料端密封连接；螺旋输送轴105为中空结构，加料管107设于螺旋输送轴105内，加料管107的一端为液体加料口，另一端穿过螺旋输送轴105连通至粉磨筒体21的进料口22。固体物料进口101与与外部锁风喂料机相连，用于进料；输送轴105出料口就是粉磨部筒体21的进料口。

具体加工生产时，螺旋输送轴105采用空心钢管加工，液体加液管107内置于螺旋输送轴105内。上述固定进料箱103的收缩开口起到锁风的作用。

本实施例中的出料部包括：出料机构、出料中空轴36、内螺旋出料机35，内螺旋出料机35设置在出料中空轴36内，出料中空轴36的一端通过第三密封机构34与出料机构连接，其另一端固定在粉磨筒体的出料口23；内螺旋出料机35的进料端与粉磨筒体21的出料口23连接；内螺旋出料机35能随出料中空轴36一起旋转；

作为优选实施例，本实施例中的出料机构包括固定出料箱33、料浆出口31、排气口32；料浆出口31设置在固定出料箱33的底部、排气口32设置在固定出料箱33的顶部，固定出料箱33与出料中空轴36连接的一侧设有朝出料方向扩大的喇叭形开口；喇叭形开口通过第三密封机构34与出料中空轴36的出料端密封连接。

上述固定出料箱33的扩大的喇叭形开口能起到防止漏风的作用。

料浆出口31与外部锁风出料阀相连；排气口32与外部抽吸机通过管道相连，抽吸机出口与储气罐相连。

粉磨筒体21的外部套设有大齿轮6，粉磨筒体21通过大齿轮6与磨机传动部42连接。

本实施例中，通过将进料中空轴111通过第一轴承支座51固定在混凝土机座7上；将固定进料箱103通过机座固定在混凝土机座7上。同时将出料中空轴36通过第二轴承支座52固定在混凝土机座7上；固定出料箱33通过机座固定在混凝土机座7上，实现将整个无氧湿磨转化机进行固定。

本实施例中，磨机传动部42包括传动轴、减速机、电动机和轴承及支座，大齿轮6与传动轴连接，通过大齿轮6，实现磨机传动部42带动粉磨筒体21转动。

粉磨部还包括设置在粉磨筒体21内的研磨体，粉磨筒体21由隔仓板211分隔而成的一仓212和二仓213组成。粉磨筒体21的内壁设置耐磨衬板。

所述耐磨衬板优选采用陶瓷或合金材料衬板；研磨体优选采用陶瓷或合金材料研磨体。

所述无氧湿磨转化机工作方式采用间隙不连续工作方式，无氧湿磨转化机的粉磨筒体21内首先加满仓容30～50％的碱溶液，然后从加料管通入惰性气体(一般为N2)驱离空气，使无氧湿磨转化机的仓内(包括一仓212和二仓213)形成微正压，然后按比例将固体物料和液体加入粉磨筒体21内，固体物料经过磨外锁风喂料机构、和磨内重锤阀、螺旋锁风等多重锁风机构，液体物料通过密封管道输送不会进入气体，可以防止空气混入，达到密封的目的。磨机出料端物料为泥浆通过锁气出料阀可以隔绝空气。磨机在粉磨过程中由于磨尾排气口抽吸机的抽吸可以将磨内气体排出，磨内为微负压状态，不会造成反应气体(包括H2、CH4、HF、HCl、NH3等气体)羁留，也不会造成氧气浓度超过限值发生危害。收集的气体中的H2、NH3、CH4等还原性可燃气体，可作为燃料进一步使用，HF、HCl等有毒气体收集起来后可通过强碱作用进行进一步处理。

综上，本实用新型提供的无氧湿磨转化机可以实现对在湿磨转化过程中会与水反应产生可燃易爆气体的二次铝灰废料及其他有关物质(如铝电解槽阴极炭块)进行消毒和转化，能控制转化过程中所抽吸气体的氧气含量，防止易燃易爆转化气体带来的安全隐患，同时还能提取收集转化过程中产生的气体。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。