一种陶瓷原料的除杂系统的制作方法

本发明涉及一种用于干法制粉生产陶瓷砖原料的除杂系统，属于陶瓷砖原料，尤其是干法制粉陶瓷砖原料生产领域。

背景技术：

1、陶瓷砖是由粘土等原料制备的薄板材料，通常采用压制粉料的方式成型，工业上常见的粉料的制备工艺包括湿法工艺和干法工艺。

2、湿法工艺(也称为湿法制粉)的制备过程中，需要将湿法研磨的浆料(含水率达40重量％)通过喷雾干燥制成后续压制成型所需的粉料。喷雾干燥需要在高温(700℃～900℃)下将浆料烘干，至水分降低至7重量％，生产每吨粉料(干基)蒸发的水量约为600kg，蒸发过程需要耗费大量的能量。

3、干法工艺(也称为干法制粉)的制备过程中，先通过研磨制得干粉料，将干粉料用水润湿粘合即可造粒，造粒过程中将加水量控制在12％以下，通过流化床烘干机将造粒后的颗粒水分降低至7％，吨粉料(干基)需要蒸发的水量约为60kg，远少于通过湿法制粉制备同等干基时所需蒸发的水量。由此可知，干法制粉的过程中，耗费的能量，尤其是热能远低于湿法制粉的过程，能够将碳排放降低40％以上。

4、干法制粉工艺相对于湿法制粉工艺而言在原料、水和能量消耗方面具备极大的优势。尤其是在环境法规对高能耗和/或高污染生产规范日益严格的情况下，采用相应的低能耗和低污染的替代工艺已经成为各个行业的发展趋势。

5、然而，在进行造粒之前，必须除去研磨获得的干粉料中的杂质(包括未被磨细的纤维状杂质的以及铁磁性杂质。该干粉料的水分含量约为2～4重量％，粒度小(在用于生产地砖的情况下，需要将58μm筛余控制在2重量％以内)，静态堆积角在45°以上，流动性较差；另外干粉料还包含絮状物质、塑料、有机质等杂质。除杂工序的除杂设备(双仓平筛&高方平筛)在筛网目数在50目以下时，原料干粉水分小于2.0％，尚能满足生产要求，但当筛网目数在60目以上时，原料干粉水分大于2.0％时，传统的除杂设备(双仓平筛&高方平筛)的筛下清理块基本失效，无法很好清理筛网上的絮状杂质，絮状杂质又与原料干粉中粘土类原料粘结，造成筛网表面形成膜状沉积层，致使传统的除杂设备(双仓平筛&高方平筛)筛网堵塞，筛分效率急剧下降，严重影响除杂工序的运转率和效率；进而随粉料进入筛分环节而堵塞筛网或者甚至与粗粉料中的黏土类原料粘结在一起导致堵塞；由此导致除杂筛系统的筛网效率急剧下降和电机等驱动部件负荷过大而不能正常运行。在这种情况下，对筛网和电机等其它部件的检修导致停车，进而降低干法制备陶瓷砖(坯)生产线的生产率；同时，频繁修理或更换除杂筛系统的各种部件导致使用成本升高。

6、例如中国专利公开cn111375481a公开了一种陶瓷干法制粉收尘除杂一体化装置及其方法，其中使用的收尘除杂机构包括由上到下依次设置的收尘器、下料锥和高方平筛(可替换为双平方筛)。该装置中使用的高方平筛可以避免现有技术普遍用作除杂设备的摇筛或回转筛占地面积过大的问题，并且保证了足够的筛分面积。但此种除杂方式在筛网目数在50目以下时，原料干粉水分小于2.0％还可以适应生产，但在筛网目数在60目以上时，原料干粉水分大于2.0％时，此除杂系统就难以满足要求；需要开发新的除杂系统以满足更高的除杂要求。

技术实现思路

1、为了改进现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用干法制粉生产陶瓷砖原料干粉的除杂系统，其可以有效用于筛除来自研磨系统或研磨设备的粗粉料中的杂质，从而获得精粉料以用于造粒机中进行造粒。

2、发明人发现，针对需要从陶瓷原料中去除纤维状杂质(例如植物性杂质，如树皮、树根、草根和生活垃圾，如塑料、篷布等)以及铁磁性杂质的要求，使用包含三级除杂设备的除杂系统，能够有效地除杂并且获得合乎后续造粒程序要求的粉料。

3、因此，本发明的第一方面涉及一种除杂系统，其包括至少三级除杂装置，其中，第一级除杂装置包括封闭式双仓平筛，第二级除杂装置包括高方平筛，第三级除杂装置包括电磁除铁装置，在所述封闭式双仓平筛除第一层筛格外，至少一个筛芯上方设置有清理刷，和所述封闭式双仓平筛的至少一个筛芯中设置有弹性球。

4、例如所述封闭式双仓平筛除第一层筛格外，其他筛格上方均设置有清理刷，和所述封闭式双仓平筛的筛芯中均设置有弹性球。

5、根据本发明，第一级除杂装置包括封闭式双仓平筛。封闭式双仓平筛可以首先去除纤维状杂质，以避免这些杂质与其它物料粘结，从而由此避免堵塞除杂装置，尤其是除杂筛的筛网；同时，封闭式双仓平筛还可以对物料进行筛分除去纤维状杂质，以获得后续工序所需的粉料。

6、根据本发明，本发明的封闭式双仓平筛包括外部的壳体和安装在壳体内部的一个、两个或更多个筛分单元；每个筛分单元包括两个或更多个筛格，其中每个筛格包括筛框和筛芯以及相应的筛上物通道和筛下物通道，筛芯至少包括两个网，其中在上方的网为筛网，在下方的网为托网，二者安装在筛框上而组成筛芯的筛分部分。优选地，两个网之间具有空间，以容纳任选设置在其中的弹性球，托网和筛网连同筛框一起使弹性球保持在筛芯中；本领域技术人员能够理解，筛网与托网之间的距离将会大于弹性球的直径，使得弹性球可以在其中自由移动。优选地，在封闭式双仓平筛中存在两个或两个以上的筛分单元，所述筛分单元分别具有进料口。

7、在一个实施方案中，封闭式双仓平筛的顶部的第一层筛格上方，尤其是筛格的筛芯上方可以不设置清理刷。在这种情况下，封闭式双仓平筛的顶部第一个筛格中的筛网的筛孔径大于下方的筛芯的筛网的筛孔径，例如顶部筛网中的筛网采用粗筛网。优选地，第一层筛网的筛孔径为至少约10目，即约2mm。在此，可以将第一层筛格单独地视为一个筛分单元(第一筛分单元)。

8、如上文所述，封闭式双仓平筛包括壳体和安装在壳体中的多个筛格，其中两个或两个以上筛格可以组成筛分单元。本领域技术人员能够理解，每一个筛分单元分别独立地包括一个或多个筛格并且分别独立地具备进料口和任选的出料口。根据一个实施方案，在封闭式双仓平筛的至少一个筛格上方，尤其是筛格的筛芯上方设置有清理刷和/或封闭式双仓平筛的至少一个筛格的筛芯中设置有弹性球。

9、因此，根据本发明优选地，本发明的封闭式双仓平筛具有至少两个筛分单元，其中最上方的筛格独立地构成第一筛分单元。通过第一筛分单元筛除了大块杂质的粉料在从第一筛分单元排出之后，可以进入在下方的多个筛分单元(可以依次标记为第二筛分单元、第三筛分单元、第四筛分单元……)以进行更精细的筛分。本领域技术人员能够理解，所述多个筛分单元是独立存在的，来自第一筛分单元的粉料可以通过不同的下料通道进料至多个筛分单元中。

10、作为一个实例，本发明的封闭式双仓平筛的筛格布置可以如此进行：从重力方向由上往下，第一筛分单元包括m个筛格，第二筛分单元包括n个筛格，第三筛分单元包括p个筛格，第四筛分单元包括q个筛格，余此类推；双平方筛的筛格布置因此可以记为m-n-p-q。优选地，本发明的封闭式双仓平筛的筛格布置为1-n-p-q。更优选地，本发明的封闭式双仓平筛的筛格布置为1-n-p。其中优选地，n和p彼此独立地为1-7的整数，例如1、2、3、4、5、6或7；更优选地，n和p彼此独立地为2、3、4或5的整数。最优选地，封闭式双仓平筛具有1-4-5布置的筛格。

11、本领域技术人员能够理解，从第二筛分单元开始的筛格中的筛网所具有的筛孔直径将取决于相应的筛分要求。例如，所述筛孔直径可以为0.20～0.40mm，优选0.23～0.35mm。

12、示例性地，封闭式双仓平筛的筛路图如图1所示，其中顶部第一层筛网为粗筛网(例如筛网目数为约10目)，其能够除去上游工序中由于干法粉磨及输送过程中带入的大块杂质(如耐磨陶瓷涂料)，以避免这些大块杂质落入下部细筛网，造成细筛网损坏。过筛之后的粉料出第一层筛网后，分为2路分别进入上部的包括4个筛格的上筛分单元和下部的包括5个筛格的下筛分单元。在这种情况下，第2～10层筛芯的筛面的筛孔直径彼此独立地为例如0.23～0.35mm，为支撑清理刷的重量，延长筛网的使用寿命，筛面需采用粗丝筛网(丝径：0.18～0.23mm)筛网，且在筛网与下部栅格支撑接触位置采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)热熔后加强处理，加强宽度应超出格栅3～5mm。在2～10层筛芯筛面上设置有清理刷，在筛芯筛面下设置有弹性球。清理刷能够清理筛面上存在的纤维状杂质，避免其粘附在筛面上，弹性球则有助于物料的透筛。优选地，清理刷具有环状刷体，在刷体朝向筛网的面上植有刚毛(刷毛)。优选地，所述环状刷体从俯视的角度观察，具有椭圆形或圆形，尤其是圆形的外部轮廓，并且具有中空的部分，从而形成环状外观。

13、优选地，可以将所述清理刷以这样的方式放置在筛网上，使得其刷毛在筛网上的投影面积与该筛网的面积之比为1～5％，优选1.5～3.5％，更优选2％±0.5％的范围内。优选地，可以将所述清理刷以这样的方式放置在筛网上，使得清理刷重量与清理刷在筛网上的投影面积之比为8～25kg/m2，优选10～20kg/m2，更优选12～17kg/m2，最优选约14kg/m2。

14、如上文所述，清理刷的刷体为环形结构，优选圆环形结构，在这种情况下，其内环直径与外环直径之比或者内周长与外周长之比为0.6～0.9，优选0.65～0.85，更优选0.68～0.80，最优选0.70～0.75，尤其是例如0.71、0.72、0.73、0.74。

15、根据本发明，清理刷的刷体的材料没有特别限制，优选使用聚合物材料，尤其是使用聚丙烯；刷毛的材料也没有特别限制，优选使用聚合物材料，尤其是热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)。

16、优选地，所述弹性球的回弹率为50～100％，优选60～90％，更优选65～80％，最优选约70％，和/或其密度为约1.8～2.5g/cm3，优选2.0～2.4g/cm3，更优选2.1～2.3g/cm3，最优选2.2g/cm3，和/或其直径为10～30mm，优选15～25mm，更优选约20mm。所述弹性球可以包含聚合物材料或由聚合物材料制成，优选热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)。

17、根据本发明，在一个优选的实施方案中，封闭式双仓平筛的摆幅可以为55～65mm，在这种情况下，原料干粉在筛内自由流动，而不存在筛机部分堵塞的风险。优选地，封闭式双仓平筛上部还可以配备具有喂料/进料装置。该喂料装置可以包括具有变频调速功能的回转卸料器。此变频调速的输入信号可以为筛机主电机电流，将回转卸料器转速设定为随筛机主电机电流升高而降低，从而保证筛机电机负荷在合理范围内，防止因过载造成筛机突然停机；筛机下轴承安装有温度传感器，温度信号可传至中央控制室，控制程序设有有高限报警，避免因轴承温度过高造成设备损坏。

18、根据本发明，第二级除杂装置包括高方平筛，用于筛除在第一级除杂装置中未被完全除去的未被磨细的大颗粒。高方平筛具有上文针对封闭式双仓平筛所描述相同的基本构造，尤其是筛分单元、筛格、筛网构造；但可以具有不同、尤其是更多的筛格或筛分单元数量和更细(筛孔直径总体上更小)的筛网。优选地，高方平筛的顶部筛格的筛芯筛面采用粗筛网，过粗筛网后的物料分两路，分别进入上部筛框组和下部筛框组；其中在筛芯筛面和底部托网之间设置有弹性球。

19、第二级除杂装置筛路图的一个实例见图4，顶部第一层筛网(第一筛分单元)为粗筛网(10目)，用于除去干法输送过程中带入的大块杂质(如耐磨陶瓷涂料)，以避免其在落入下部细筛网，造成细筛网破损；经第一层筛网筛分的物料出第一层筛网后，物料分为2路，分别进入上部的包括11个筛格的上筛分单元(第二筛分单元)和下部的包括12个筛格的下筛分单元(第三筛分单元)；除第一层筛网外，其余筛分单元中的筛网的筛孔直径为0.18mm～0.25mm；下部的托网上安装有热塑性聚氨酯弹性体橡胶(tpu)弹性球，用于辅助筛网的透筛，其参数例如为：回弹率：70％±10％，密度：2.2±0.3t/m3，直径：15±5mm；筛机摆幅为55～65mm。

20、根据本发明，第三级除杂装置包括电磁除铁装置，该装置可以采用磁场峰值20000gs±5000gs的电磁除铁装置，用于去除铁磁性杂质，该电磁除铁装置安装在高方平筛出料口下方。优选地，电磁除铁装置具有两个独立控制的电磁除铁腔体，两个腔体交替实现进料和排铁，从而保证连续工作。

21、本发明的有益效果

22、本发明利用三级除杂系统，有效去除在陶瓷砖坯体生产线的研磨系统中未被磨细的纤维状杂质以及铁磁性杂质。通过第一级除杂装置的筛网为粗丝筛网，筛面清理采用清理刷和/或筛芯中包含弹性球的设置，使第一级除杂装置在筛除纤维状杂质时运行更加顺畅，不易堵塞，避免了传统除杂筛在运行过程中容易由于堵塞以及由此导致的负荷过大而不得不停机维修以及伴随带来的传动系统故障停机维修等问题。

23、本发明的三级除杂系统的第二级除杂装置包括高方平筛，用于除去大于0.212mm(70目)筛孔和更高要求的情况下大于0.16mm(90目)筛孔的杂质；由于过筛物料(粉料)中的未被磨细的纤维状杂质已被第一级除杂装置去除，能进一步保证第二级除杂装置的筛分效率提高；同时也可去除在第一级除杂装置因漏筛造成的极少部分的纤维状杂质进入到下一步的造粒用干粉中，可有助于提高除杂系统的可靠性。

24、本发明的三级除杂系统的第三级除杂装置包括电磁除铁装置，能够去除混在粉料中的铁磁性杂质，以提高造粒干粉的白度，更能满足对白度要求较高的高品质瓷砖的生产要求。