专利名称：利用棒磨机获得均匀的浆状液体产品的方法
技术领域：
本发明涉及到一种生产均匀稳定的浆状液体的方法，这种浆液由磨碎的脆性固体材料和一种液体材料组成。本发明特别涉及到一种利用棒磨机生产具有高颗粒含量的、均匀稳定的浆液的方法，但这种浆液仍然能用泵吸送，并能以相对稳定的形状运输。
棒磨机在工业生产中已使用多年了。它们将各种固体材料研碎的功能已广为人知，并得到了全面的评价，如Kirkothmer，化学技术大百科全书(第三版)，21卷第154-161页所述，棒磨机是一种形式的滚磨机，在这种滚磨机中，研磨机构是一系列磨棒，磨棒在一个方向的尺寸是其它方向的若干倍。这种滚磨机的特征是有一个圆筒，其中装有绕水平轴或近似水平轴转动的研磨机构。当材料被带到研磨机构元件(棒)和筒壁之间、研磨机构和材料发生滚压碰撞，材料受到压磨机构的冲击时，完成破碎动作。一般来说，棒磨机的卸料装置类型具有独特的设计特点，也就是溢流，端部溢流或中部溢流。对每类卸料形式，若干个特性将影响棒磨机的选择，包括加工过程，或湿式或干式;最大粉碎比;典型成品尺寸;以及推荐的转动速度。
研磨机特别是棒磨机在化学加工工业中主要用于矿物原料的准备中，例如高品位石灰石、磷酸矿石、煤(作为化学原料)、高长石含量的硅石等原料的准备中。对非纯矿物，研碎步骤可加进选矿厂工艺，以提高矿石质量，满足用户要求。虽然较少但仍很重要的应用有用于燃料时煤的磨碎;为销售将矿物加工成尺寸合适的产品;或用于汽化浆液原料的准备中。典型的将矿石或矿物研碎的例子是铁燧石(低含铁量矿石)工业，在这种工业中，大型选矿厂利用分级破碎和中级粒度分选及精选，将矿石含铁量从20%-40%提高到高炉进料时的64%的含铁量。在工业非金属矿物中，例如石灰岩的加工中，矿物从原矿石破碎成所要求的尺寸，首先是通过开式颚式破碎机、旋回破碎机或冲击破碎机进行破碎，然后进一步用开式或闭式圆锥破碎机、锤式粉碎机或笼式粉碎机，偶而也用辊式破碎机或棒磨机磨碎。精细研磨或破碎则用锤式粉碎机或笼式粉碎机、辊式破碎机以及棒寺、球式、筒式、砾式和振动破碎机来完成。其它重要矿物包括用来加工化肥的磷酸矿石、生产玻璃的硅石和长石、陶瓷和不易处理的矿石、生产氯化钾Kcl的钾盐矿石(YNaCl.Kcl)Kcl主要用于化肥生产。制造普通水泥所需要的材料是来自石灰石、油页岩、土或水泥用灰岩的石灰，铝土，以及硅石。原矿石首先用颚式破碎机、旋回破碎机、冲击破碎机或齿辊破碎机进行破碎，然后按一定比例混合并研磨到75-90%的颗粒在湿式或干式工序中达到75μm。为了使烧制之前的干燥所需燃料减至最小程度，现代工厂更愿采用干式研磨。研磨经常在一独立阶段用辊磨机、球磨机、筒磨机(长式球磨机)、以及多仓球磨机(2-3个装有不同尺寸磨球的磨仓)。这些材料在一独立的干燥机或在利用水泥窑余热的研磨机一分选机闭式工序中进行干燥。棒磨机也可用于这种工作。粉碎的煤主要以烟煤的形式用于内燃机以提供能量;用于碳化处理以生产焦碳、焦油、煤、化学物品;以及用于煤气生产。
因此，就需要磨碎和使用棒磨机的重要的加工工艺和工业而言，一种能提供更准确的产品控制和更均匀产品的操作棒磨机的方法，从产品质量和竞争力的观点来看，不仅是希望的也是需要的。因此，本发明的目的之一是提供一种操作棒磨机的方法，使得对研磨的控制更准确并获得一种均匀的浆状液体。本发明还提出了在说明中详述并在使用中得到满意结果的这些以及其它的目的。
本发明的特征是一种操作棒磨机的方法以便生产一种均匀的浆状液体产品，所述方法包括下列步骤(a)连续地对一种固体易碎材料称重，作为棒磨机进料槽的第一进料流，(b)计量一种液体材料作为料槽的第二进料流，(c)向料槽按事先确定的比例供给第一进料流和第二进料流，第二进料流构成了所述浆状液体的连续液相，并且(d)相对于第一进料流，控制第二进料流使得驱动棒磨机的电机所消耗的预定电流量不变从而得到一种不变的固体颗粒浓度，因此而形成一种均匀的浆状产品，根据脆性固体材料与输入的液体材料之间的比例以及电机消耗的电流量，这种产品具有预先确定的固体颗粒浓度。
包括固体脆性材料的加工材料还包括低品位铁矿石，例如铁燧石;非金属矿石，例如石灰石、磷酸矿石、硅石、长石、油负岩、水泥用灰岩和钾盐。对于上述材料，需要进一步加工的中间介质和烧结块也可用本发明的方法进行加工。煤，例如次烟煤或烟煤，可更好地用本发明的方法进行粉碎。然而，要加工的材料并不是关键性的，因为一般在棒磨机中加工的任何材料都能在本发明的工艺或方法中使用。
图1是一个在本发明中有用的棒磨机工作顺序示意图，该图表明了用本发明的方法操作棒磨机的控制循环。
如
图1所示，这里为了说明方法仅使用了煤，1处箭头指示出作为破碎材料的煤源(没有示出)，例如由煤堆装填的进料漏斗，把大块煤产品送到称重皮带进料机12的运输机皮带10上。当运输机皮带10转过隋轮14和从动轮16时，煤就通过称重装置18称出进入棒磨机22进料槽20的煤量。有关进料煤重量的信息作为电信号通过煤进料信号线路24送到称重皮带进料机的控制器26。称重皮带进料机控制器26可以是任何通用的记录和控制器，这些仪器可以是气动的、模拟的或者数字的电子设备。电子设备能够将关于进入棒磨机的煤的重量信息送到主控制器。实际中，要求设定一个固定的煤进料水平，并调整进料液以便获得从棒磨机22流出的理想的浆状液体产品30。
液体材料也通过供水导管32进入进料槽20，液体材料用进料水表示，并由箭头2示出。为了保证浆液产品的粘度和稳定性和生产出一种均匀浆液产品30，加入棒磨机的水量是关键。就浆液产品30的均匀性来说，当其它所有变量不变或基本不变时，加入的液体材料量即水量是控制因素。供水2的供给量由控制阀34来控制，而阀34由通过变流/变压器38的压力管路36来调节，变流/变压器38又是由控制阀信号线路40触发的。信号输送线路40由主研磨机控制器42触发以便引起控制阀34的变化，或打开或关闭。主研磨机控制器42通过信号线路44接收来自皮带称重进料机26的输入信号;通过流量传感器48和信号线路50接收来自流量计46的信号;以及通过信号线路54接收来自放大控制器的信号。而放大控制器52又通过信号线路58接收变流器56的信号，变流器56指示出驱动棒磨机22的电机62所需要的电流量即电流强度。通过没示出的齿轮减速箱和齿圈装置按常规方式转动棒磨机。
操作中，控制方案需要把所要求的电流设定在放大控制器52中并作为设定值提供给主研磨机控制器42，该电流是使棒磨机电机，从而也使棒磨机以给定速度转动以便提供一种均匀浆液产品所要求的。然后主研磨机控制器42操作控制阀34以便提供足够的水来生产一种均匀和稳定的浆液产品30。换句话说，均匀和稳定的浆液产品30与研磨机电机所用的电流成正比，并且按这种方法控制产品。如果煤进料量不变，那么仅控制液体材料的比例就可以提供一种均匀稳定的浆液产品30。然而送入进料槽20的煤的固体含量随类型、矿、含水量和空气条件而变化。这些变化因素会导致实际送入进料槽的煤量的变化。当进煤量变化时，为得到均匀稳定的浆液产品，水量也必须改变。已经发现转动棒磨机所需的能量即供给棒磨机电机的电流与浆液产品的粘度成正比。因此，如果研磨机电机所用的电流被设定成常数，并且进水量按照保持研磨机电机所用电流不变的要求来变化，那么浆液产品将仍保持是一种均匀一致的浆液产品。当然，当工厂不满意时，就可使用另一种煤水之间的比例控制方案以提供一种可接受的浆液产品。然而，如果可能的话，最好根据电流控制来进行操作。
这种均匀一致的浆液产品30根据次烟煤重量具有48%-54%的颗粒浓度，最好是煤重量的52%-54%的浓度。对于烟煤来说，一种均匀一致的浆液产品按重量最好具有60%-65%的固体颗粒浓度。
一旦浆液产品生产出来就把它们排到磨碎产品箱64中，并从64中通过泵的吸入管路66用产品泵68排到浆液产品存贮装置中(没示出)。
当然，本发明所提出的电流控制方案和操作棒磨机的方法也适用于任何采用湿式工艺并生产一种浆状液体的棒磨机的操作或者甚至任何相似类型的破碎设备的操作。这类典型设备包括其他各种类型的棒磨机、球磨机、筒磨机、多仓球磨机以及砾磨机。只需要保持介质尽可能的一致就可使得消耗的电流将按同样数值正比于生产期望的产品浆液所需要的能量。
权利要求
1.一种控制棒磨机以便生产一种均匀产品浆液的方法，这种方法包括以下步骤(a)连续地对一种固体脆性材料称重，将其作为第一进料流进入所述棒磨机的进料槽，(b)计量一种液体材料作为进入所述进料槽的第二进料流，(c)按上述第一进料流与上述第二进料流的预定比例向上述进料槽进料，上述第二进料流构成了所述浆状液体的连续液相，以及(d)相对于上述第一进料流，控制上述第二进料流，使上述棒磨机电机所消耗的预定电流量不变，从而得到一个不变的固体颗粒浓度，因此根据上述脆性固体材料与上述液体材料的进料比例以及上述电机所消耗的上述电流形成了一种具有预定粘度的均匀的浆液产品。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于上述步骤(d)所述的控制由一个用电子装置连接到上述棒磨机电机上的安培计来实现，从此安培计获得的数据用来控制上述步骤(b)中所述的第二进料流。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于上述步骤(a)所述的称重是通过使用一台连续的皮带称重进料机来实现的，来自皮带称重进料机的数据用于设定皮带称重进料机的运行速度以便把上述固体脆性材料送进上述进料槽。
4.根据权利要求2的方法，其特征在于上述步骤(b)所述的计量通过使用一个控制阀来实现，阀的打开或关闭是由用于测量上述棒磨机电机所用电流的上述安培计的设定值控制的，其特征还在于上述控制阀计量进入料槽的上述第二进料流的量。
5.根据权利要求2的方法，其进一步的特征在于上述步骤(a)所述的称重通过使用一台连续皮带称重进料机来实现，来自该机的数据用来设定皮带称重进料机的运行速度以便把上述的固体脆性材料送进上述料槽;还在于上述步骤(b)所述的计量是通过使用一个流量计来实现的，由此所获得的数据用于设定一控制阀以便把上述液体材料送进上述料槽。
6.根据权利要求5的方法，其进一步的特征在于来自上述称重、上述计量和上述控制的数据被自动地和连续地输入主控制器，该主控制器将输入数据与预定值进行比较，并调整上述控制阀的位置或调整棒磨机的转速。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于上述的固体脆性材料是煤，上述的液体材料是水，因此产生一种水煤浆。
8.根据权利要求7的方法，其进一步的特征在于上述浆液中的煤具有44-2360μm的粒度。
9.根据权利要求7的方法，其进一步的特征在于上述的煤是一种次烟煤，以及按煤的重量上述浆液具有48%-54%的颗粒浓度。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于按重量上述浆液的上述颗粒浓度是52%-54%。
11.根据权利要求7的方法，其进一步的特征在于上述煤是一种烟煤，按重量这种烟煤的浆液具有60%-65%的颗粒浓度。
全文摘要
本发明提供一种操作棒磨机(22)的方法以便生产一种均匀的浆状液体(30)，这种方法是通过控制固体脆性材料(1)与棒磨机电机(62)所用电流确定的液体进料(2)的比例并以此作为设定值把液体材料(2)注入固体脆性材料(1)，从而产生一种使棒磨机(22)能够以设定的电流运转的、各向均匀的、粉状颗粒的浆液。
文档编号B02C25/00GK1081628SQ9310649
公开日1994年2月9日 申请日期1993年5月28日 优先权日1992年5月29日
发明者尼尔·W·简韦, 威廉·P·怀特 申请人:陶氏化学公司