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如何合理选择非金属矿干燥设备?
来源:中国粉体技术网    更新时间:2016-10-20 08:46:15    浏览次数:
 
  1 引言
  在非金属选矿过程中,湿法选矿得到的产品需要脱水干燥。在非金属矿粉体工业中,湿法深加工是得到合格超细粉体的重要手段,而湿法加工必须面临产品的最终干燥问题。有的非金属矿粉体对最终水含量要求很严格,例如湿法生产的云母粉,终含水越低,白度越高。一般来说非金属矿物是被当作一种功能性材料或填料来使用,在加工处理过程中粉体干燥设备对产品的性能具有重要影响。
XFG多功能粉体干燥机
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  如何选择干燥设备,不仅涉及到产品质量,尤为重要的是,对生产成本和生产环境的影响也相当显著。许多非金属矿物的化学成分是非常相近的,只是晶体形态和赋存形式不同就造成了它们具有截然不同的物化性能和特点。由于矿物的特性、使用要求和使用环境的不同,干燥方法也不相同,就是同一种矿物材料,由于粒度分布、物料形式、使用场合的不同,干燥过程中的要求也不相同,这就要求干燥设备必须能够适应非金属矿物的这些特性才能更好的发挥作用。
  2、非金属矿干燥的特点
 (1)非金属矿在干燥过程中怕污染,故一般不直接接触热源。
 (2)矿物粉体的颗粒小,密度低,热量的传导慢,干燥过程中容易产生扬尘。
 (3)非金属矿物产品的附加值一般较低,故整个干燥设备和运行成本不能太高。
  3、常用的非金属矿干燥设备
  由于非金属矿的特点,在非金属矿行业中常用的干燥设备有滚筒干燥机、箱式或带式干燥器、喷雾干燥机、闪蒸干燥机、流化床干燥机、双锥形回转真空干燥器和微波干燥器等。
表1 常用的非金属矿干燥设备
名称 传热方式 特点 应用范围
滚筒干燥机 间接传热 结构简单、生产能力大;设备占地面积大、造价高、物料填充系数小、热效率低、能耗较高; 各矿种原矿、滤饼;
箱式或带式干燥器 热风接触 结构简单;间断生产、操作复杂、热效率低; 适用于滤饼或粉状物料;不适用非高温干燥和易产生扬尘的物料;
喷雾干燥机 热风接触 热效率高、产能大、自动化水平较高;要求物料具有流动性,生产成本高; 高附加值的非金属矿物;
闪蒸干燥机 热风接触 干燥效率高、产品水分均匀;粉碎部件易磨损; 适于热敏性物料;不适于对铁含量要求低的物料;
流化床干燥机 热风接触 设备简单、检修方便、热效率高; 适于30μm至6mm细物料;不适于含水量过高或易粘结的物料;
双锥形回转真空干燥器 间接传热 低压干燥、受热均匀;不连续生产; 干燥热敏性、易分解和易氧化物质;
微波干燥器 介电传热 干燥速率大、清洁生产、自动化程度高;运行成本高,处理能力小; 适于高水分粘稠性物料;
  4、如何合理选择非金属矿干燥设备
  干燥设备种类繁多,且各有特点,不存在哪种技术更为先进的结论,选用哪种机型要看用户自身的条件和产品要求。对于非金属矿来说,一般选择干燥设备要注意以下几个方面。
  (1)准确了解被干燥物料的理化性质和产品的使用特点
  不同矿种、不同粒度的物料在干燥过程中反应出来的性质和对产品的要求都有其特殊性,通用理论和设备并不一定能很恰当解决具体物料的干燥问题,所以在非金属矿干燥设备选择之前,必须对物料的化学成分、理化性质和干燥特性等进行测定,并进行不同类型的干燥试验,为后续设备选型和实际生产工艺参数优化打好基础。同时,还要明确干燥产品的要求和使用特点。
  (2)根据具体情况选择适用的干燥技术种类
  根据物料性质选择相应的干燥技术种类,同时要充分考虑物料的干燥温度、物料粒度、粘性大小、产品水分要求等特性以及在生产中可能存在的问题。例如,对于吸附性很强的物料如云母粉,若使用热风接触式干燥机,很容易使布袋除尘器堵塞。
  (3)设备选型计算
  干燥技术种类确定之后,需要根据物料含水量、热源、产品水分要求等进行设备选型计算,并根据设备规格和能耗来确定最终选择。
以蒸汽为热源的间接加热干燥设备,可按以下程序计算:
  
  式中:x1是干燥前矿粉的水含量(湿基),%;x2是干燥后矿粉的水含量(湿基),%;△tm是蒸汽与物料之间的(对数)平均温度,℃;L是矿粉的日处理量,kg/20h;M是需要的蒸汽量,kg/h;F是所需干燥机的换热面积,㎡。
  例如,某云母粉厂,产能5t/d,滤饼水含量25%,成品水含量要求1%,蒸汽压力0.4 MPa,按上式算出的蒸汽耗量和干燥机面积分别为:M=112kg/h,F=12.7m2
  热风接触式干燥设备可按下述过程计算:
  
  如选择闪蒸干燥机,其设备直径为:
  
  式中:t1是进风温度,通常可选250-300℃; t2是尾气温度,一般在120-130 ℃;Q是需要的热量,kcal/h;D是所选择的旋转闪蒸干燥机的直径,m。
  例如,某氢氧化镁阻燃剂生产厂,日产20t,热风炉给出300℃的热风,滤饼水含量35%,要求成品水含量0.5%,尾气温度按130℃考虑,则按上式算出的需要的热量和旋转闪蒸干燥机直径分别为:Q= 65.6×104kca1/h,D=1.035m。
  (4)顾全大局,考虑生产工艺及运行成本
  在确定干燥设备时,还需考虑企业的整个生产工艺、设备布局、热源种类、物料入料和产品出料方式,来确定所选的干燥设备是否与整条生产线匹配,并对设备成本和干燥运行成本进行估算。例如,某膨润土生产企业花费120余万元购置的一套带式干燥器用于活性白土的干燥,由于活性白土的干燥温度不能超过300℃,而且具有粘性大、易产生扬尘等特点,加之设备设计、制造和选材的不合理,所以至今仍然无法正常使用,面临报废。
  粉体干燥作为非金属矿深加工过程中的重要环节,对其产品的性能影响较大,同时粉体干燥又是耗能相当大的一个单元操作,因此合理选择干燥设备对于非金属矿企业来说至关重要。


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