一种城市建筑工程渣土资源化利用制备高岭土方法与流程

1.本发明属于固体废弃物处理技术领域，特别是涉及一种城市建筑工程渣土资源化利用制备高岭土方法。


背景技术：

2.随着我国城市化进程的加快，越来越多的建筑工程逐渐兴起，而伴随着越来越多的工程渣土需要处理，现有对于工程渣土的处理即是用于消纳场堆填，而对于有些工程渣土，如福建龙岩、广东茂名等地区，由于其高岭土资源丰富，其挖出的工程渣土多为高岭石，而对于此类渣土的处理，如果再用于消纳场堆填，则对于资源将是一个非常大的浪费，对于此类渣土迫切需要一种能够制备出足够高质量的高岭土。高岭土主要矿物成分是高岭石，高岭石的晶体化学式为2sio2·
al2o3·
2h2o，通过煅烧工艺脱除有机质、晶格重构。现有技术中，如专利文献1，其公开了一种焙烧高岭土的新工艺，利用沸腾炉产生的高温烟气焙烧高岭土，避免了传统的窑内直接喷油或喷煤粉燃烧因窑内温度过高而产生的高岭土过烧现象，并且采用物料与烟气逆向流动方式，热交换完善，热效率高，但是该焙烧工艺中，由于物料是在回转窑10内回转的，其物料都是位于回转窑底部的，烟气与物料的接触也并不是完全的，因此，其存在部分物料加热过快、部分物料加热过慢，加热不均匀、加热时间需要过多的问题，且该加热时间都是不可调的，被动性较大；又如专利文献2，其公开了一种制备高岭土焙烧活化回转炉使用方法，其在焙烧活化回转炉筒体组件4内放置有铝球，通过筒体组件4的转动带动铝球在筒体内相互碰撞，与通入筒体内的烟气发生碰撞，从而生产出足够细度的高岭土成品颗粒，但是该筒体内，铝球的碰撞是完全没有规律的，且碰撞后的铝球有可能会对筒体内部造成损伤，加速设备的老化、增加设备的维修成本；又如专利文献3，其公开了一种硅砂整形装置，其在外回转体4内设置有内衬5，且内衬5具有不平滑的形状如筋条，如此即可对回转体内的砂子进行磨削，但是该种磨削方式中，内衬都是固定不动的，并不能随着回转体的转动速度不同，而动态的调整内衬5形状，且该筋条的作用是为了磨削外回转体内的砂子。
3.[专利文献1]cn105975a；
[0004]
[专利文献2]cn108088240b；
[0005]
[专利文献3]cn2055754u。
[0006]
综上所述，现有技术中，对于建筑工程渣土资源化利用制备高岭土方法中，对于高岭土焙烧过程中，虽然使用了高温气体逆向冲洗高岭土，但是，由于高岭土位于回转体内时，不会随着回转体的转动而分布于整个回转体内，仅仅分布于回转体底部，因此，在与高温气体接触时也是接触不充分，且高岭土加热不均，会造成部分高岭土过烧现象，且如果在回转筒体内设置铝球，由于铝球运动方式不定，会造成铝球敲打回转筒内壁的情况，造成筒体内壁损伤，同时也使得噪音很大，造成不必要的噪音污染，为此，本发明提供了一种能够使得高岭土在焙烧时与热空气接触充分、能够根据筒体转速来调节搅拌速度，且不会对筒体内壁造成损伤的带铝球的一种城市建筑工程渣土资源化利用制备高岭土方法。


技术实现要素：

[0007]
为了克服现有制备高岭土方法的不足，本发明提供了一种技术方案，一种城市建筑工程渣土资源化利用制备高岭土方法，包括以下步骤：
[0008]
s1、粉碎：
[0009]
将高岭土矿石从料仓经料斗进入第一粉碎装置进行破碎，形成至少90％的粒径小于30mm的粗物料；然后再通过传送带倒入第二粉碎装置内进行干法细破以形成至少90％粒径小于1mm细物料；
[0010]
s2、焙烧：
[0011]
s21、预热：点燃燃料，使得热空气由出风管进入焙烧滚筒内，控制热空气温度在100
‑
110℃，预热一段时间后，进行下一步；
[0012]
s22、进料：由螺旋输送机将细物料输送入焙烧滚筒；
[0013]
s23、低温除湿阶段：保持空气温度在100
‑
110℃，控制焙烧滚筒低转速在0.3
‑
0.8转/分，焙烧滚筒内的物料振动装置，能够使得高岭土矿料分散，焙烧滚筒的筒体内的承料凹槽可以将高岭土矿料带入高处后洒下，增大热空气与矿料的接触面积，从而可以减少低温除湿时间，经过一段时间后进入下一步；
[0014]
s24、高温煅烧阶段：使得空气温度升高到950
‑
1050℃，控制焙烧滚筒以0.8
‑
2转/分进行转动，随着转速的增大，物料振动装置对于矿料的分散力变大，进一步使得高岭土矿料加工均匀，升温均衡，最后控制煅烧阶段时间为30
‑
45min；
[0015]
s3、冷却装料：
[0016]
从焙烧滚筒烧成后的高岭土，从滚筒端部流出，进入接料斗，最后流入包装机中进行包装；
[0017]
优选地，步骤s2焙烧所用的系统如下：包括焙烧滚筒、螺旋输送机、出风管、燃料、混风室、接料斗和冷却器，螺旋输送机接入焙烧滚筒的左端，将高岭土矿料输送入焙烧滚筒，燃料燃烧后的热空气进入混风室后通过出风管通入焙烧滚筒右端，接料斗从焙烧滚筒末端接收煅烧好的高岭土，然后进入冷却器内进行冷却，以进行后续高岭土的包装工艺流程。
[0018]
优选地，焙烧滚筒轴线与水平线呈一定角度倾斜，与水平线的夹角为2
‑
5度。
[0019]
优选地，焙烧滚筒包括筒体，筒体内设置有若干条限料凸筋，限料凸筋沿着筒体的轴线方向延伸分布，两限位凸筋之间形成承料凹槽，承料凹槽内设置有物料振动装置，物料振动装置上表面低于限位凸筋上表面，从而使得物料在随着滚筒转动时，能够停留于承料凹槽内，在随着滚筒转动到较高位置时才因为重力影响而向下扬洒到滚筒底部，而此时通入滚筒内的热空气能够非常全面、均匀的与高岭土颗粒接触，达到快速、均匀加热的目的。
[0020]
优选地，物料振动装置包括设置于筒体内壁的扬料柔性板，扬料柔性板由若干组合板单元装配而成，每个组合板单元均包括承接板一、承接板二、平衡弹簧和铝球二，承接板一的中间通过铰接座一转动设置于筒体内壁，承接板二的中间通过铰接座二转动设置于筒体内壁，承接板一的左端为凹设空心套结构、右端为左球弧面结构，承接板二的左端为右球弧面结构、右端为凸板结构，铝球二设置于由左球弧面结构和右球弧面机构形成的球形空间内，且平衡弹簧一端固定于筒体内壁，另一端固定于铝球二，各组合板单元的装配通过凸板结构和凹设空心套结构完成。
[0021]
优选地，在扬料柔性板位于焙烧滚筒最下端时，铝球二的重力与平衡弹簧平衡，使得扬料柔性板位于水平初始状态。
[0022]
优选地，铰接座均位于承接板的正中位置处。
[0023]
优选地，凸板结构和凹设空心套结构的装配结构，可以使得两组合板单元之间有一定的转动自由度，从而使得相邻组合板单元之间能够进行联动。
[0024]
优选地，还包括铝球一，铝球一仅能于铝球限位圈内进行滚动，铝球限位圈固定设置于限料凸筋内表面，铝球限位圈沿筒体的轴线方向分布有若干个。
[0025]
优选地，步骤s1中第一粉碎装置为破碎机，第二粉碎装置为球磨机。
[0026]
优选地，燃料为天然气或煤。
[0027]
优选地，在焙烧滚筒右侧设置有阀开关控制的出料结构，在需要出料时打开，使得高岭土物料能够进入接料斗内。
[0028]
优选地，也可以在承接板一的左端和承接板二的右端之间通过例如弹性套进行连接，从而使得承接板一盒承接板二之间有一定的转动自由度。
[0029]
优选地，承接板一和承接板二之间采用球关节进行连接，将铝球二固定设置于承接板一的右侧，承接板二的左侧设置一与其配合的关节窝结构。
[0030]
优选地，为了能够人工控制扬料柔性板的起伏程度，在承接板一和承接板二远离铝球二的一端均设置驱动油缸，驱动油缸连接于筒体和承接板之间，从而使得可以通过控制驱动油缸的伸缩来达到控制扬料柔性板起伏程度以及频率的目的。
[0031]
本发明的有益效果为：
[0032]
1)、本发明的城市建筑工程渣土资源化利用制备高岭土方法，解决了富含高岭石的工程渣土浪费的问题，在对高岭土进行高温焙烧时，使得热空气能够与高岭土充分接触，且高岭土各个部分的温度升高相同，使得高岭土能够均匀升温，避免了高岭土部分过烧，在卷筒内部设置了相应的凸条结构，使得高岭土在卷筒旋转时，能够到达卷筒上部，从而使得高岭土能够布满卷筒整个空间，使得其与高温气体充分接触；
[0033]
2)、进一步地，卷筒内部还设置有物料振动装置，其位于卷筒内壁处，随着卷筒的转动，其能够将内壁处的高岭土进行振动、分散甚至扬起，从而达到使得高岭土进一步能够与热空气接触的目的，且该搅拌装置的扬起高岭土的力与卷筒的转速成正比，在卷筒转的越快时，能够将高岭土扬起更高，从而使得能够通过控制卷筒转动速度而控制高岭土与热空气接触面积大小的调节，通过控制卷筒转速即能调节高岭土焙烧时间；
[0034]
3)、进一步地，卷筒内设置有铝球，从而在铝球受到热空气加热升温时能够进行相应的温度升高，在与高岭土接触时将热度传递到高岭土内，进一步能够提高加热高岭土的目的，使得高岭土的加热均匀，且铝球是通过导轨限制于卷筒内壁滚动的，此种设置方式，可以使得卷筒内壁上粘结的高岭土都能够进行加热，且能够将粘结的高岭土脱落内壁，同时也可以减少铝球敲击内壁的力，达到保护设备的目的；
[0035]
4)、本发明的卷筒内设置的物料振动装置其包括扬料柔性板，而扬料柔性板是由若干组合板单元组合而成，其形成的结构为多个类似“跷跷板”结构搭接而成，能够随着滚筒的转动而形成类似波浪的起伏运动，由于扬料柔性板内设置有铝球，因此其起伏程度与卷筒的转速成正比，而该起伏结构能够使得位于其上的高岭土颗粒能够更加分散，且有些情况下能够将高岭土颗粒上扬至卷筒内部上空由热空气进行加热、煅烧；
[0036]
5)、本发明的两承接板之间创新性的采用了铝球结构进行转动连接，该种连接结构不需要额外设置转轴结构，且组合板单元之间是通过凹设空心套结构配合凸板结构实现联动的，该种联动结构可以实现两组合板单元之间有一定的转动自由度，又不增加设备的复杂性，同时使得各组合板单元之间协同动作；
[0037]
6)、本发明的制备高岭土方法中，在对高岭土进行煅烧时，其结合了滚筒内部的承料凹槽、铝球结构、扬料柔性板结构三种结构方式，使得高岭土颗粒在煅烧时能够与高温空气接触均匀，同时使得高岭土颗粒能够分散均匀，通过铝球的撞击也能够使得高岭土颗粒的粒度可以更小，制备出性能更高的高岭土成品。
[0038]
7)、本发明的物料振动装置中的扬料柔性板，除了通过改变转速能够控制其起伏程度外，还增加了另外一套可以控制扬料柔性板起伏程度的驱动油缸结构，此种直接驱动的油缸结构能够使得扬料柔性板的起伏程度以及力度得到显著性增强，能够实现将滚筒底部承料凹槽内的高岭土物料扬起到筒体内部，同时，扬料柔性板的动作能够使得高岭土颗粒料层能够均匀平铺于承料凹槽内，使得物料分布均匀，能够使得高岭土煅烧时效果更好，所形成的高岭土成品品质更佳。
附图说明
[0039]
图1为本发明的高岭土焙烧工艺结构示意图；
[0040]
图2为图1的a
‑
a视图；
[0041]
图3为图2的b
‑
b视图。
[0042]
标号说明
[0043]
1、螺旋输送机；2、焙烧滚筒；3、高岭土矿料；4、出风管；5、燃料；6、混风室；7、接料斗；8、冷却器；9、筒体；10、限位凸筋；11、承料凹槽；12、物料振动装置；13、铝球限位圈；14、铝球一；15、扬料柔性板；16、铝球二；17、平衡弹簧；18、组合板单元；19、承接板一；20、承接板二；21、铰接座一；22、铰接座二；23、左球弧面结构；24、右球弧面结构；25、凹设空心套结构；26、凸板结构。
具体实施方式
[0044]
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0045]
本发明的一种城市建筑工程渣土资源化利用制备高岭土方法，包括以下步骤：
[0046]
s1、粉碎：
[0047]
将高岭土矿石从料仓经料斗进入第一粉碎装置进行破碎，形成至少90％的粒径小于30mm的粗物料；然后再通过传送带倒入第二粉碎装置内进行干法细破以形成至少90％粒径小于1mm细物料；
[0048]
s2、焙烧：
[0049]
s21、预热：点燃燃料，使得热空气由出风管4进入焙烧滚筒2(回转窑)内，控制热空气温度在100
‑
110℃，预热一段时间后，如5min后，进行下一步；
[0050]
s22、进料：由螺旋输送机将细物料输送入焙烧滚筒；
[0051]
s23、低温除湿阶段：保持空气温度在100
‑
110℃，控制焙烧滚筒低转速如0.3
‑
0.8
转/分，滚筒内的物料振动装置，能够使得高岭土矿料分散，筒体内的承料凹槽11可以将高岭土矿料带入高处后洒下，增大热空气与矿料的接触面积，从而可以减少低温除湿时间，经过一段时间，如10分钟后进入下一步；
[0052]
s24、高温煅烧阶段：使得空气温度升高到950
‑
1050℃，控制焙烧滚筒以0.8
‑
2转/分进行转动，随着转速的增大，物料振动装置对于矿料的分散力变大，进一步使得高岭土矿料加工均匀，升温均衡，最后控制煅烧阶段时间为30
‑
45min；
[0053]
s3、冷却装料：
[0054]
从焙烧滚筒烧成后的高岭土，从滚筒端部流出，进入接料斗7，最后流入包装机中进行包装。
[0055]
进一步地，如图1所示，步骤s2焙烧所用的系统如下：包括焙烧滚筒2、螺旋输送机1、出风管4、燃料5、混风室6、接料斗7和冷却器8，螺旋输送机1接入焙烧滚筒2的左端，将高岭土矿料3输送入焙烧滚筒2，燃料5燃烧后的热空气进入混风室6后通过出风管4通入焙烧滚筒2右端，接料斗7从焙烧滚筒2末端接收煅烧好的高岭土，然后进入冷却器8内进行冷却，以进行后续高岭土的包装工艺流程。
[0056]
优选地，焙烧滚筒2轴线与水平线呈一定角度倾斜，与水平线的夹角为2
‑
5度。
[0057]
进一步地，如图2所示，焙烧滚筒2包括筒体9，筒体9内设置有若干条限料凸筋10，限料凸筋10沿着筒体9的轴线方向延伸分布，两限位凸筋10之间形成承料凹槽11，承料凹槽11内设置有物料振动装置12，物料振动装置12上表面低于限位凸筋10上表面，从而使得物料在随着滚筒转动时，能够停留于承料凹槽11内，在随着滚筒转动到较高位置时才因为重力影响而向下扬洒到滚筒底部，而此时通入滚筒内的热空气能够非常全面、均匀的与高岭土颗粒接触，达到快速、均匀加热的目的。
[0058]
进一步地，如图3所示，物料振动装置12包括设置于筒体9内壁的扬料柔性板15，扬料柔性板15由若干组合板单元18装配而成，每个组合板单元18均包括承接板一19、承接板二20、平衡弹簧17和铝球二16，承接板一19的中间通过铰接座一21转动设置于筒体9内壁，承接板二20的中间通过铰接座二22转动设置于筒体9内壁，承接板一19的左端为凹设空心套结构25、右端为左球弧面结构23，承接板二20的左端为右球弧面结构、右端为凸板结构26，铝球二16设置于由左球弧面结构23和右球弧面机构24形成的球形空间内，且平衡弹簧17一段固定于筒体9内壁，另一端固定于铝球二16，各组合板单元18的装配通过凸板结构26和凹设空心套结构25完成。
[0059]
进一步地，在扬料柔性板15位于焙烧滚筒2最下端时，铝球二16的重力与平衡弹簧17共同作用，使得扬料柔性板15位于水平初始状态。优选地，铰接座均位于承接板的正中位置处。
[0060]
进一步地，凸板结构26和凹设空心套结构25的装配结构，可以使得两组合板单元18之间有一定的转动自由度，从而使得相邻组合板单元18之间能够进行联动。
[0061]
进一步地，还包括铝球一14，铝球一14仅能于铝球限位圈13内进行滚动，铝球限位圈13固定设置于限料凸筋10内表面，铝球限位圈13沿筒体9的轴线方向分布有若干个，优选地，铝球限位圈13的数量与铝球二的数量相同，铝球限位圈13对应分布于铝球二16内侧。
[0062]
进一步地，步骤s1中第一粉碎装置为破碎机，第二粉碎装置为球磨机。
[0063]
优选地，燃料为天然气或煤。
[0064]
优选地，在焙烧滚筒2右侧设置有阀开关控制的出料结构，在需要出料时打开，使得高岭土物料能够进入接料斗7内。
[0065]
优选地，也可以在承接板一19的左端和承接板二20的右端之间通过例如弹性套进行连接，从而使得承接板一盒承接板二之间有一定的转动自由度。
[0066]
优选地，承接板一19和承接板二20之间可以采用球关节进行连接，例如将铝球二16固定设置于承接板一的右侧，承接板二的左侧设置一与其配合的关节窝结构。
[0067]
优选地，本发明的焙烧滚筒的转动，通过在滚筒外壁处设置齿轮圈，通过电机或液压马达带动减速器后与齿轮圈啮合来实现转动，驱动机构不是本发明的重点，因此，此处不再进行赘述。
[0068]
优选地，铝球限位圈13可以为两条平行的导轨板结构，且在导轨板内设置有限位凹槽，铝球一两端卡合于限位凹槽内，从而保证其能够沿着铝球限位圈运动。
[0069]
优选地，为了能够人工控制扬料柔性板15的起伏程度，可以在承接板一19和承接板二20远离铝球二16的一端均设置驱动油缸，驱动油缸连接于筒体9和承接板之间，从而使得可以通过控制驱动油缸的伸缩来达到控制扬料柔性板15起伏程度以及频率的目的，通过额外设置的驱动油缸结构，能够使得扬料柔性板15的控制为主动 被动共同控制，增加了物料振动装置12的控制方式，能够进一步发挥其作用，使得高岭土颗粒在煅烧时的可控性。
[0070]
本发明的高岭土在进行焙烧工艺时，由于设置有若干承料凹槽11，因此，能够将高岭土颗粒滞留于其内，在高岭土颗粒随着滚筒转动时，能够附着于滚筒内壁，可以随着滚筒的运动而能够运动到较高的位置，在运动到较高位置后，承料凹槽11内的高岭土颗粒慢慢倾倒而出，洒下的颗粒随着下落慢慢分散开，而此时由滚筒右侧通入的热空气可以很好的与分散开的高岭土颗粒进行接触，从而能够更加均匀、高效的煅烧高岭土；同时，由于滚筒内壁设置有扬料柔性板15，且随着滚筒的转动，铝球二16受到离心力的作用，使得靠近铝球二16一端处的承接板下沉，而在铝球二随着滚筒的转动而运动到顶部时由于铝球二重力影响，承接板又上浮，由于扬料柔性板15上设置有平衡弹簧17其能够蓄积和释放能量，由此，承接板在上浮和下沉之间运动，总体而言，随着卷筒的转动，整个扬料柔性板15在做一个类似波浪的上下起伏运动，上下起伏运动的扬料柔性板15从而能够将承料凹槽11内的物料进行分散、震动，进一步能够使得高岭土颗粒加热均匀、煅烧充分；进一步地，在筒体9内还设置有一系列的铝球一，该铝球一随着滚筒的转动能够在筒体内进行转动，其可以和高岭土颗粒之间发生碰撞，能够进一步地将颗粒分散、使得高岭土颗粒更加均匀；同时，由于滚筒内包括了铝球一和铝球二，它们之间也可以对高岭土颗粒进行磨削，同时由于铝球为金属材料，其能够将热量储存于体内，使得除了使用热风作为热源外，铝球也可以作为热源，进而能够对高岭土进行更加充分的加热。
[0071]
综上，本发明的一种城市建筑工程渣土资源化利用制备高岭土的方法，在对高岭土进行煅烧时，在焙烧滚筒内设置了承料凹槽、物料振动装置以及铝球，使得高岭土在随着滚筒二进行转动的同时，能够通过将高岭土进行扬洒、振动、碰撞三重效果，而使得高岭土煅烧时，能够煅烧均匀、不会发生局部过烧，同时增大煅烧效率的作用，由此工艺煅烧制备而成的高岭土细度均匀、活性较强。