一种制备彩砂的方法及生产系统与流程

文档序号:15088350发布日期:2018-08-04 12:34阅读:369来源:国知局

本发明涉及一种制备彩砂的方法及生产系统,它属于人造彩砂制备技术领域。



背景技术:

目前环境与自然生态保护力度不断加强,天然彩砂的产量越来越少,而彩砂应用市场,如彩色地坪、房屋彩瓦、建筑外墙装饰、彩色路面等对彩砂的需求日益增加,天然彩砂难以满足市场需要,致使人造彩砂成为发展重点。

人造彩砂通常是由颜料、颗粒骨料以及胶凝料加液体助剂复合而成。目前人造彩砂的加工工艺主要包括:有机料染色法、树脂热固化着色法和高温烧结着色法三大类。有机料染色法,如发明申请专利(申请公开号cn104150797a),采用有机类胶凝料、有机功能助剂、无机颜料或有机颜料,在常温下染色而成。其主要特点是加工工艺简单,但产品耐候性较差,原料成本较高。树脂热固化着色法,如发明申请专利(申请公开号cn104310832a、申请公开号cn101704266a),采用有机胶凝料、有机功能助剂、无机颜料或有机颜料,在加热温度较低(120℃-300℃)的情况下复合而成。其主要特点加工工艺较为复杂,高温加工能耗较高,且产品易粘。高温烧结着色法,如发明专利(申请公开号cn1644553a、申请公开号cn1807358a、申请公开号cn1962519a、申请公开号cn103910502a、申请公开号cn103626520a、申请公开号cn104446072a),采用无机胶凝料和无机颜料,经过高温(500℃-1300℃)烧结而成,其加工工艺较为复杂,高温加工能耗较高,易造成新的环境污染,且产品易粘结。



技术实现要素:

本发明的目的是解决现有人造彩砂存在的产品耐候性较差、原料成本高、高温加工能耗高、易造成新的环境污染、产品颗粒之间易粘结以及单层包裹易脱色等的技术问题,提供一种低成本、低能耗、高质量的制备彩砂的方法及生产系统。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种制备彩砂的方法,其由下述步骤制成:先将骨料加入作圆周运动的容器中,再加入占骨料重量1.3-1.6%的液体,滚动1-2分钟,使骨料表面润湿;然后再加入占骨料重量6-8%的彩色胶凝粉料,滚动包裹3-5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的骨料表面,形成致密第一彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.3-1.6%的液体,滚动3-5分钟,使液体充分浸润第一彩色包裹层,再添加占骨料重量6-8%的彩色胶凝粉料,滚动包裹3-5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第一彩色包裹层表面,形成致密的第二彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.3-1.6%的液体,滚动3-5分钟,浸润第二彩色包裹层,再添加占骨料重量6-8%的彩色胶凝粉料,滚动包裹3-5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第二彩色包裹层表面,形成致密的第三彩色包裹层;最终制备成彩色包裹层厚度为骨料颗粒平均直径的10-55%的人造彩砂生料,最后将人造彩砂生料放入温度为20-60℃和湿度为60-90%的养护箱中养护10-15天,即制得人造彩砂。

进一步地,所述骨料的粒径范围为0.15-5毫米,所述骨料为天然矿石、炉渣、钢渣、建筑垃圾或尾矿砂中的一种。

进一步地,所述液体由石灰、水和丙烯酸乳液组成,石灰、水和丙烯酸乳液的重量百分比为:石灰0-10%、丙烯酸乳液0-30%和水占比60%-100%。

进一步地,所述彩色胶凝粉料由无机颜料和具有胶凝活性的无机胶凝粉料组成,无机颜料和无机胶凝粉料的重量百分比为:无机颜料5-25%和无机胶凝粉料75-95%。

进一步地,所述无机颜料为氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄或氧化铁红、氧化铁黑和氧化铁黄的组合物,组合物配比依据用户所需彩砂颜色具体调配。

进一步地,所述无机胶凝粉料为水泥、粉煤灰和钢渣粉的组合物,水泥、粉煤灰和钢渣粉的重量百分比为:水泥60%-80%、粉煤灰10%-20%和钢渣粉10%-20%。

进一步地,所述水泥、粉煤灰和钢渣粉的中位直径d50为5-20微米。

进一步地,所述容器的转速为60-180转/分钟。

上述的一种制备彩砂的方法的生产系统,它由骨料缓存仓、胶凝料缓存仓、颜料缓存仓、液体缓存罐、1#定量给料器、2#定量给料器、3#定量给料器、4#定量给料器、定量给浆泵、研磨混合机、滚动包裹机、溜料槽和养护箱构成,所述骨料缓存仓的出口与1#定量给料器入口连接,1#定量给料器出口与滚动包裹机入口连接;胶凝料缓存仓的出口与3#定量给料器入口连接,3#定量给料器出口与研磨混合机入口连接;颜料缓存仓的出口与2#定量给料器入口连接,2#定量给料器出口与研磨混合机入口连接;研磨混合机的出口与4#定量给料器的入口连接,4#定量给料器的出口与滚动包裹机的入口连接;液体缓存罐的出口与定量给浆泵入口连接,定量给料泵出口与滚动包裹机入口连接;滚动包裹机出料口通过溜料槽与养护箱的入料口连接。

本发明的有益效果为:

本发明采用逐层滚动包裹方法,有效提高骨料与彩色胶凝粉料之间的粘接紧密度,并实现多层着色,增加彩砂产品的耐磨保色性,减少颗粒间粘结聚团,减少或避免有机胶凝料的使用,有效降低产品的原料成本,提高产品的耐候性能;本发明的设备系统是通过现有成熟设备优化集成,操作控制易于实现智能化,有利于规模化生产利用;此外,本发明工艺及其设备系统避免了高温操作,具有良好的节能减排效果,属于清洁生产,有利于保护生态环境。

附图说明

图1是本发明生产系统的设备连接示意图;

图中:1-骨料缓存仓,2-液体缓存罐,3-颜料缓存仓,4-胶凝料缓存仓,5-1#定量给料器,6-2#定量给料器,7-3#定量给料器,8-研磨混合机,9-4#定量给料器,10-定量给浆泵,11-滚动包裹机,12-溜料槽,13-养护箱。

具体实施方式

实施例1

本实施例中的一种制备彩砂的方法,其由下述步骤制成:先将骨料加入作圆周运动的容器中,再加入占骨料重量1.5%的液体,滚动2分钟,使骨料表面润湿;然后再加入占骨料重量7%的彩色胶凝粉料,滚动包裹4分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的骨料表面,形成致密第一彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.5%的液体,滚动4分钟,浸润第一彩色包裹层,浸润第一彩色包裹层之后,再添加占骨料重量7%的彩色胶凝粉料,滚动包裹4分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第一彩色包裹层表面,形成致密的第二彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.5%的液体,滚动4分钟,浸润第二彩色包裹层,浸润第二彩色包裹层之后,再添加占骨料重量7%的彩色胶凝粉料,滚动包裹4分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第二彩色包裹层表面,形成致密的第三彩色包裹层;最终制备成彩色包裹层厚度为骨料颗粒平均直径的25%的人造彩砂生料,最后将人造彩砂生料放入温度为40℃和湿度为70%的养护箱中养护12天,即制得人造彩砂。

所述骨料的粒径范围为0.15-5毫米,所述骨料为钢渣。

所述液体由石灰、水和丙烯酸乳液组成,石灰、水和丙烯酸乳液的重量百分比为:石灰10%、丙烯酸乳液20%和水70%。

所述彩色胶凝粉料由无机颜料和具有胶凝活性的无机胶凝粉料组成,无机颜料和无机胶凝粉料的重量百分比为:无机颜料15%和无机胶凝粉料85%。

所述无机颜料为氧化铁红。

所述无机胶凝粉料为水泥、粉煤灰和钢渣粉的组合物,水泥、粉煤灰和钢渣粉的重量百分比为:水泥60%、粉煤灰20%和钢渣粉20%。

所述水泥、粉煤灰和钢渣粉的中位直径d50为5-20微米。

所述容器的转速为120转/分钟。

如图1所示,本实施例中的一种制备彩砂方法的生产系统,它由骨料缓存仓1、胶凝料缓存仓4、颜料缓存仓3、液体缓存罐2、1#定量给料器5、2#定量给料器6、3#定量给料器7、4#定量给料器9、定量给浆泵10、研磨混合机8、滚动包裹机11、溜料槽12和养护箱13构成,所述骨料缓存仓1的出口与1#定量给料器5入口连接,1#定量给料器5出口与滚动包裹机11入口连接;胶凝料缓存仓4的出口与3#定量给料器7入口连接,3#定量给料器7出口与研磨混合机8入口连接;颜料缓存仓3的出口与2#定量给料器6入口连接,2#定量给料器6出口与研磨混合机8入口连接;研磨混合机8的出口与4#定量给料器9的入口连接,4#定量给料器9的出口与滚动包裹机11的入口连接;液体缓存罐2的出口与定量给浆泵10入口连接,定量给料泵10出口与滚动包裹机11入口连接;滚动包裹机11出料口通过溜料槽12与养护箱13的入料口连接。

实施例2

本实施例中的一种制备彩砂的方法,其由下述步骤制成:先将骨料加入作圆周运动的容器中,再加入占骨料重量1.3%的液体,滚动1分钟,使骨料表面润湿;然后再加入占骨料重量6%的彩色胶凝粉料,滚动包裹3分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的骨料表面,形成致密第一彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.3%的液体,滚动3分钟,浸润第一彩色包裹层,浸润第一彩色包裹层之后,再添加占骨料重量6%的彩色胶凝粉料,滚动包裹3分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第一彩色包裹层表面,形成致密的第二彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.3%的液体,滚动3分钟,浸润第二彩色包裹层,浸润第二彩色包裹层之后,再添加占骨料重量6%的彩色胶凝粉料,滚动包裹3分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第二彩色包裹层表面,形成致密的第三彩色包裹层;最终制备成彩色包裹层厚度为骨料颗粒平均直径的10%的人造彩砂生料,最后将人造彩砂生料放入温度为20℃和湿度为60%的养护箱中养护15天,即制得人造彩砂。

所述骨料的粒径范围为0.15-5毫米,所述骨料为天然矿石。

所述液体由水和丙烯酸乳液组成,水和丙烯酸乳液的重量百分比为:丙烯酸乳液30%和水70%。

所述彩色胶凝粉料由无机颜料和具有胶凝活性的无机胶凝粉料组成,无机颜料和无机胶凝粉料的重量百分比为:无机颜料20%和无机胶凝粉料80%。

所述无机颜料为氧化铁黑。

所述无机胶凝粉料为水泥、粉煤灰和钢渣粉的组合物,水泥、粉煤灰和钢渣粉的重量百分比为:水泥80%、粉煤灰10%和钢渣粉10%。

所述水泥、粉煤灰和钢渣粉的中位直径d50为5-20微米。

所述容器的转速为60转/分钟。

本实施例中的生产系统与实施例1中的相同。

实施例3

本实施例中的一种制备彩砂的方法,其由下述步骤制成:先将骨料加入作圆周运动的容器中,再加入占骨料重量1.6%的液体,滚动1分钟,使骨料表面润湿;然后再加入占骨料重量8%的彩色胶凝粉料,滚动包裹5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的骨料表面,形成致密第一彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.6%的液体,滚动5分钟,使液体充分浸润第一彩色包裹层,浸润第一彩色包裹层之后,再添加占骨料重量8%的彩色胶凝粉料,滚动包裹5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第一彩色包裹层表面,形成致密的第二彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.6%的液体,滚动5分钟,浸润第二彩色包裹层,浸润第二彩色包裹层之后,再添加占骨料重量8%的彩色胶凝粉料,滚动包裹5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第二彩色包裹层表面,形成致密的第三彩色包裹层;最终制备成彩色包裹层厚度为骨料颗粒平均直径的55%的人造彩砂生料,最后将人造彩砂生料放入温度为60℃和湿度为90%的养护箱中养护10天,即制得人造彩砂。

所述骨料的粒径范围为0.15-5毫米,所述骨料为尾矿砂。

所述液体由石灰和水组成,石灰和水重量百分比为:石灰10%和水90%。

所述彩色胶凝粉料由无机颜料和具有胶凝活性的无机胶凝粉料组成,无机颜料和无机胶凝粉料的重量百分比为:无机颜料25%和无机胶凝粉料75%。

所述无机颜料为氧化铁黄。

所述无机胶凝粉料为水泥、粉煤灰和钢渣粉的组合物,水泥、粉煤灰和钢渣粉的重量百分比为:水泥70%、粉煤灰15%和钢渣粉15%。

所述水泥、粉煤灰和钢渣粉的中位直径d50为5-20微米。

所述容器的转速为180转/分钟。

本实施例中的生产系统与实施例1中的相同。

实施例4

本实施例中的一种制备彩砂的方法,其由下述步骤制成:先将骨料加入作圆周运动的容器中,再加入占骨料重量1.3-1.6%的液体,滚动1-2分钟,使骨料表面润湿;然后再加入占骨料重量6-8%的彩色胶凝粉料,滚动包裹3-5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的骨料表面,形成致密第一彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.3-1.6%的液体,滚动3-5分钟,使液体充分浸润第一彩色包裹层,再添加占骨料重量6-8%的彩色胶凝粉料,滚动包裹3-5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第一彩色包裹层表面,形成致密的第二彩色包裹层;然后再加入占骨料重量1.3-1.6%的液体,滚动3-5分钟,浸润第二彩色包裹层,再添加占骨料重量6-8%的彩色胶凝粉料,滚动包裹3-5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在液体润湿的第二彩色包裹层表面,形成致密的第三彩色包裹层;最终制备成彩色包裹层厚度为骨料颗粒平均直径的10-55%的人造彩砂生料,最后将人造彩砂生料放入温度为20-60℃和湿度为60-90%的养护箱中养护10-15天,即制得人造彩砂。

进一步地,所述骨料的粒径范围为0.15-5毫米,所述骨料为天然矿石、炉渣、钢渣、建筑垃圾或尾矿砂中的一种。

进一步地,所述液体由石灰、水和丙烯酸乳液组成,石灰、水和丙烯酸乳液的重量百分比为:石灰0-10%、丙烯酸乳液0-30%和水占比60%-100%。

进一步地,所述彩色胶凝粉料由无机颜料和具有胶凝活性的无机胶凝粉料组成,无机颜料和无机胶凝粉料的重量百分比为:无机颜料5-25%和无机胶凝粉料75-95%。

进一步地,所述无机颜料为氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄或氧化铁红、氧化铁黑和氧化铁黄的组合物,组合物配比依据用户所需彩砂颜色具体调配。

进一步地,所述无机胶凝粉料为水泥、粉煤灰和钢渣粉的组合物,水泥、粉煤灰和钢渣粉的重量百分比为:水泥60%-80%、粉煤灰10%-20%和钢渣粉10%-20%。

进一步地,所述水泥、粉煤灰和钢渣粉的中位直径d50为5-20微米。

进一步地,所述容器的转速为60-180转/分钟。

本实施例中的生产系统与实施例1中的相同。

本发明的具体实施过程为:用铲车给骨料缓存仓1上料,骨料缓存仓1具有2-3天的缓存时间,骨料缓存仓1下接1#定量给料器5,1#定量给料器5的出料口与滚动包裹机11的入口连接;胶凝料由粉体罐车密闭运输,再通过气力输送泵密闭打入胶凝料缓存仓4中,胶凝料缓存仓4具有3-5天的缓存量,胶凝料缓存仓4的出料口与3#定量给料器7的入口连接,3#定量给料器7的出料口与研磨混合机8的入口连接;颜料由人工加入颜料缓存仓3中,颜料缓存仓3具有7-10天的缓存量,颜料缓存仓3的出料口与2#定量给料器6的入口连接,2#定量给料器6的出料口与研磨混合机8的入口连接;研磨混合机8的出料口与4#定量给料器9的入口连接,4#定量给料器9的出料口与滚动包裹机11的入口连接;液体缓存罐2中的水由自来水龙头定量注入,丙烯酸乳液和石灰粉由人工定量加入,液体缓存罐2具有1-2天的缓存量,液体缓存罐2的出料口与定量给浆泵10的入口连接,定量给浆泵10的出料口与滚动包裹机11的入口连接;滚动包裹机11的出料口与溜料槽12的进料口连接,溜料槽12的出料口与养护箱13的进料口连接。

本发明生产系统的实施方式采用间歇定量生产模式,也就是分批次定量间歇式生产。其生产操作过程为:首先将养护箱13调节至温度40-60℃,湿度为60-90%,并将各种生产原料加入到缓存仓(罐)中,准备开始生产。然后,再依次开启研磨混合机8、2#定量给料器6和3#定量给料器7,按设定比例将胶凝粉料和颜料定量给入研磨混合机8中,并在研磨混合机8中研磨混合3-5分钟,制得彩色胶凝粉料;开启1#定量给料器5,向滚动包裹机中11给入一定量的骨料,再开启滚动包裹机11,按照设定速度运转;开启定量给浆泵10,向滚动包裹机11中的骨料上喷射占骨料重量1.3-1.6%的液体,关闭定量给浆泵10,同时滚动包裹机11持续运转1-2分钟,使骨料表面完全湿润后;开启4#定量给料器9,将占骨料重量6-8%的彩色胶凝粉料定量添加到表面润湿的骨料中,再关闭4#定量给料器9,同时滚动包裹机11持续运转3-5分钟,使彩色胶凝粉料包裹在骨料表面,完成第一次骨料包裹;再开启定量给浆泵10,向滚动包裹机11中的包裹颗粒料上喷射占骨料重量1.3-1.6%的液体,关闭定量给浆泵10,同时滚动包裹机11持续运转3-5分钟,使包裹颗粒料表面完全湿润;然后,再开启4#定量给料器9,将占骨料重量6-8%的彩色胶凝粉料定量添加到表面润湿的包裹颗粒料中,然后再关闭4#定量给料器9,同时滚动包裹机11持续运转3-5分钟,使彩色胶凝粉料继续包裹在骨料表面,完成第二次骨料包裹;再开启定量给浆泵10,向滚动包裹机11中的包裹颗粒料上喷射占骨料重量1.3-1.6%的液体,关闭定量给浆泵10,同时滚动包裹机11持续运转3-5分钟,使包裹颗粒料表面完全湿润;然后,再开启4#定量给料器9,将占骨料重量6-8%的彩色胶凝粉料定量添加到表面润湿的包裹颗粒料中,然后再关闭4#定量给料器9,同时滚动包裹机11持续运转3-5分钟,使彩色胶凝粉料继续包裹在骨料表面,完成第三次骨料包裹;最终使第一批次液体和彩色胶凝粉料量完全使用,并滚动包裹骨料表面,制得第一批次彩砂生料。然后,打开滚动包裹机11的卸料阀,使第一批次生产的彩砂生料沿溜料槽12进入养护箱13中进行养护。按照上述生产流程循环往复,依次完成后续各批次的间歇生产,养护完成后的成品彩砂,按照进入养护箱13的养护时间,依次装车销售,完成彩砂的生产过程。

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