專利名稱：研磨方法
研磨方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及選自碳酸鈉、碳酸氫鈉和倍半碳酸鈉或天然堿的物質(zhì)的研 磨，用于精細粉末的連續(xù)生產(chǎn)。
本發(fā)明更具體的目的是避免用于研磨此類物質(zhì)的和/或用于處理經(jīng)研 磨獲得的粉末的設施的結(jié)垢。
物質(zhì)如碳酸鈉、碳酸氫鈉和倍半碳酸鈉或天然堿通常以精細粉末的形 式使用，例如作為煙道氣凈化的反應物。當該反應物被引入煙道氣中時， 它必須迅逸地與煙道氣中含有的雜質(zhì)進行反應以便獲得希望的效率。已知
精細粉末(具有小于100 pm的平均粒徑，有利的是50pm)具有較大的 面積與該有待凈化的煙道氣相接觸并且可以更M地反應。因此其是優(yōu)選 的。
為了獲得這種精細粉末需要對起始物質(zhì)進行深度的研磨，優(yōu)選通過沖 擊式研磨機。
然而，當使用研磨機、特別是沖擊式研磨機來生產(chǎn)直徑小于100 nm粉 末例如碳酸氫鈉粉末時，在研磨機中已經(jīng)觀察到積垢的形成。術(shù)語"積垢" 應理解為是指附在研磨機和/或用于處理研磨粉末的設備壁上的研磨材料 的積聚。在處理這種精細碳酸氫鈉粉末的設施中，特別是位于該研磨機下 游的顆粒尺寸分類機中，或者是在將研磨粉末轉(zhuǎn)移到筒倉或工廠所使用的 氣動設施中也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這種積垢的形成。>^磨機和粉末處理設施的積垢 顯然構(gòu)成一種不利因素，因為它迫^f吏研磨和處理i殳施要定期停機以《更對它 們進行清理并從中去除積垢。
DE 10 357 426披露了一種研磨方法，其中三羥曱基丙烷(TMP)被加入 研磨機中。
然而，本申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)TMP可能污染研磨的碳酸氫鹽，并且其 在所生產(chǎn)的碳酸氫鹽中的存在可能造成某些應用問題。
本發(fā)明的目的是補救上述在研磨或處理碳酸氫鈉粉末時所遇到的缺更具體地說，本發(fā)明的目的是提供將選自碳酸鈉、碳酸氫鈉和倍半碳
酸鈉或天然堿的物質(zhì)研磨成粒徑小于100 pm的粉末狀態(tài)的方法，其中避 免了在研磨機和處理設施下游的積垢，避免了研磨機的加速磨損并降低了 污染所獲得的產(chǎn)品的風險。
因此，本發(fā)明涉及對選自碳酸鈉、碳酸氫鈉和倍半碳酸鈉或天然堿的 物質(zhì)進行>^磨的方法，其中將清潔劑與該物質(zhì)混合并且將該混合物加入研 磨機中，其目的是獲得平均直徑小于100 pm的粉末并抑制研磨機中積垢 的形成，該方法的特征在于所述清潔劑選自沸石、白云石、堿式碳酸鎂、 石灰、烴類、滑石、脂肪酸類和脂肪酸鹽類。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，"碳酸鈉"的表述總是指無M酸鈉(Na2C03) 或者水合碳酸鈉，特別是碳酸鈉一水合物(Na2C03.H20)、碳酸鈉七水合物 (Na2C037H20)或者碳酸鈉十水合物(Na2CO310H2O)。
該粉末的平均直徑通過下述方程定義
d =扭
其中ni表示直徑Dj的顆粒的頻數(shù)(按重量計)。這些粒徑參數(shù)通過采用 Malvern制造的MASTERSIZERS測試儀器(在濕模式下與MS 17DIF 2012附件一起使用)用激光ft射分析法來確定。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選特征中，該研磨在沖擊式研磨機中進行。在本發(fā) 明的上下文下，沖擊式研磨機是有待研磨的材料在研磨機中經(jīng)受移動機械 部件沖擊的研磨機，所述移動;Wfe部件對所述材料顆粒具有破碎作用。在 精細研磨領域中沖擊式研磨機是眾所周知的。具體地說，它們包括(在下 述非窮盡列舉中)錘磨機、轉(zhuǎn)軸研磨機、磨碎機、球磨機和籠式磨機。優(yōu) 選錘磨機。由Grinding Technologies and System SRL (MG型)、Officina 2000 SRL (RTM型)或Hosokawa Alpine AG (APP型)制造的錘磨機是非 常適合的。
根據(jù)本發(fā)明的一個實質(zhì)特征，將清潔劑與正在被研磨的物質(zhì)相混合。 在本發(fā)明的上下文下，術(shù)語"清潔劑"具有一種廣義的定義，其涉及能除去 在工業(yè)設施主要是金屬設施中存在的碳酸鈉、碳酸氫鈉和/或倍半碳酸鈉或 天然堿的積垢的材料。此類物質(zhì)，例如石灰，用于清洗有積垢的研磨機是
已知的。在本發(fā)明之前，當出現(xiàn)不能接受的積垢時，將它們定期加入研磨 機中。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選在研磨機運行過程中將清潔劑連續(xù)地加入研磨機
中，這就防止了出現(xiàn)積垢。出人意料的是，研磨效率沒有因此受到影響。 特別當有待研磨的物質(zhì)是碳酸氫鈉時，甚至從提高研磨機生產(chǎn)能力的意義 上來說，也得到了改進。
在本發(fā)明的方法中，清潔劑是在研磨前和/或研磨期間#>入并與該物 質(zhì)混合。優(yōu)選在研磨前將其加入。
在本發(fā)明的方法中，經(jīng)受研磨的物質(zhì)通常處于固體顆粒狀態(tài)。該物質(zhì) 的粒徑對于本發(fā)明的定義并不重要，但在實踐中它決定了最適合的研磨機 的選擇。必須避免過于扭隨的粒徑，以^f更減少研磨的成本。還必須避免太 精細的粒徑，以便避免該物質(zhì)的顆粒在存儲中的逐步團聚作用。在實踐中，
推薦選擇物質(zhì)的粒徑的特征在于平均直徑Dm大于所獲得的粉末的平均 直徑的兩倍，優(yōu)選在5倍~10倍之間。特別推薦的粒徑為平均直徑Dm為 150 ~ 250拜。
在本發(fā)明的方法中，該清潔劑^^有至少一種選自某些研磨劑、烴類和 脂肪酸類或脂肪酸鹽類的組分。
當該清潔劑包含一種固態(tài)研磨劑時，該研磨劑選自硅酸鹽、2A族金屬 的氧化物、2A族金屬的氫氧化物、金屬鹽類、以及特別是2A族金屬的鹽 類、飛灰(在燃燒煙道氣中夾帶的灰，特別是在家庭廢物燃燒中)、纖維 素和淀粉。優(yōu)選沸石、珪石、白云石、堿式碳酸鎂、石灰、氯化鈉、氯化 鋅、硫酸鈉和氟化鉤。特別優(yōu)選沸石、白云石、堿式碳酸鎂和石灰。已經(jīng) 觀察到盡管這些物質(zhì)是研磨劑，但它們不會通過磨損而損害研磨設備。
在根據(jù)本發(fā)明方法的特別有利的一個實施方案中，該清潔劑包含烴， 如燃料油、脂肪酸或脂肪酸鹽(選自硬脂酸、硬脂酸鉤、^旨酸鎂)和皂 類(如Marseille急)。優(yōu)選皂類，特別^!硬脂酸鹽類。
該清潔劑可以包含幾種上述的物質(zhì)。有利地，其完全由這些物質(zhì)中的 一種或多種組成。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，清潔劑必須以至少足以抑制研磨機中積垢形 成并可以確保其除紫(若其含有積垢)的量來使用。在實踐中，JH吏用的 清潔劑的量取決于所選擇的清潔劑并取決于研磨機的運行條件(處理量、溫度等)。在每一具體情況下必須通過定期試驗來確定?？傊?，據(jù)觀察，
在大多數(shù)情況下，期望的是以每100重量份^L研磨的物質(zhì)大于0.05 (優(yōu)選 至少0.1)重量份的量來使用清潔劑。盡管原則上所使用的清潔劑的量沒有 上限，但是在實踐中由于成本的原因，不值得用太大的量。因此在實踐中 推薦清潔劑的用量為每100重量份被研磨物質(zhì)不應該超過20 (優(yōu)選10 )重 量份。優(yōu)選每100重量份所述物質(zhì)0.2 ~ 7重量份的清潔劑。
如果所述清潔劑選自固態(tài)研磨劑，則每100重量份經(jīng)受研磨的物質(zhì)推 薦的清潔劑用量為0.5~10 (優(yōu)選1 5)重量份。如果所述清潔劑選自脂肪 酸類或脂肪酸鹽類，則每100重量份經(jīng)受研磨的物質(zhì)推薦研磨劑用量為 0.15 ~ 1.0 (優(yōu)選0.2 ~ 0.5)重量份。
根據(jù)本發(fā)明的方法防止了研磨機上出現(xiàn)積垢并因此提高了其能力。還
已經(jīng)觀察到，特別是當所述清潔劑;O旨肪酸或脂肪酸鹽例如硬脂酸鹽時， 所獲得的研磨產(chǎn)品的粒徑更恒定。
根據(jù)本發(fā)明的方法特別適用于碳酸鈉(要么是無水的要么是水合的形 式)、碳酸氫鈉和倍半碳酸鈉或天然堿粉末的制造，這些粉末旨在用于凈 化被揮發(fā)性酸性化合物(特別是氯化氫)污染的煙道氣。這是因為已經(jīng)出 人意料地觀察到，旨在用于煙道氣凈化的根據(jù)本發(fā)明的清潔劑在粉末中的 存在并不損害其效果。這一觀察在脂肪酸鹽的情況下是特別有益處的。
因此，本發(fā)明還涉;sj^被揮發(fā)性酸性化合物污染的煙道氣進行凈化的 方法，其中使選自碳酸鈉、碳酸氫鈉和倍半碳酸鈉或天然堿的反應物經(jīng)受
研磨處理以便將其減小到平均直徑小于50 jtm的粉末狀態(tài)，并將所述粉末 注入煙道氣中，該凈化方法的特征在于所述研磨是通過如以上定義的本發(fā) 明的研磨方法來進行的。
在本領域眾所周知，通過選自無水的和水合的碳酸鈉、碳酸氫鈉和倍 半碳酸鈉或天然堿的一種粉末反應物來凈化煙道氣以便除去揮發(fā)性酸性 化合物。文獻EP0740577B1 [SOLVAY(SocWt6 Anonyme)中已經(jīng)對此進行 了描述。
根據(jù)本發(fā)明的凈化方法特別適用于凈化被氯化氫污染的煙道氣，特別 是由家庭或市政廢物焚燒爐以及危險廢物焚燒爐所產(chǎn)生的煙道氣。已經(jīng)觀 察到根據(jù)本發(fā)明的清潔劑(特別是硬脂酸鹽)在反應物中的存在確保后者
在氣流中更好地分散。這改善了凈化效果。
在實施根據(jù)本發(fā)明的凈化方法時，從研磨操作收集的粉末通常在其注 射到煙道氣中之前經(jīng)過粒徑分類，所述注射通常是通過機械鼓風機來進 行。
粒徑分類的功能是將粉末分成有用的粒徑級別(旨在被注入煙道氣中) 以及一個或多個旨在被注入煙道氣中的更精細的或更粗的粒徑級別。粒徑 分類可以通過任何已知的合適的分粒機來進行，例如一系列的篩子或一個 淘選器。
鼓風機必須設計成為在空氣流中輸送粉末。其通常是離心式的。在根 據(jù)本發(fā)明的方法中，該鼓風機可以位于粒徑分類的上游或下游。通常它是 位于研磨的下游。
在根據(jù)本發(fā)明的凈化方法中，研磨和分類被有利地調(diào)整為使引入煙道
氣中的粉末具有的粒徑特征為平均直徑Dm小于50 jrni且粒徑梯度小于5， 該粒徑梯度由以下方程定義
a = Do。 - Di。, Dra
其中D9。以及Dm分別代表卯％以及10%的粉末顆粒具有分別小于 D卯和Dk)的直徑。這些粒徑^t通過采用如以上描述的測試儀器用激光 ^t射分析法來定義。注入煙道氣的粉末的優(yōu)選粒徑對應于10 ~ 30 jim的平 均粒徑以及1 ~ 3的粒徑梯度。關(guān)于最佳粒徑^的進一步的信息可以從以 上提及的專利EP 0 740 577 Bl[SOLVAY (SocWt6 Anonyme)中獲得。
在根據(jù)本發(fā)明的凈化方法中使用的粒徑分類機以及鼓風機存在^A^ 性粉末顆粒逐漸積垢的風險，這是不利的。
因此，本發(fā)明還涉及抑制用于處理平均直徑小于50iLim的粉末(選自 碳酸鈉、碳酸氫鈉和倍半碳酸鈉或天然堿)的設施積垢的方法，該方法的
進行混合。
本發(fā)明還涉及在用于處理粉末的設施中去除選自碳酸鈉、碳酸氫鈉和 倍半碳酸鈉或天然堿的積垢的方法，該方法特征在于將本發(fā)明的研磨方法
中使用的且優(yōu)選的那些清潔劑加入該設施中。
根據(jù)本發(fā)明的分別用于抑制積垢和去垢的方法適用于在以上定義的本 發(fā)明的煙道氣凈化方法中所使用的用于處理反應物的設施。其特別適用于 包括用于處理所述反應物的粒徑分類機以及用來將該反應物注入有待凈
化的煙道氣中的;^鼓風;W^內(nèi)的設施。 以下實例用來i兌明本發(fā)明。
在這些實例中，具有約200 jrni的平均粒徑的0/50碳酸氫鹽TEC來 自SOLVAY(Soci6t6Anonyme)]用作起始物質(zhì)。
實例1 (并非^fL據(jù)本發(fā)明)
在本實例中，將上述碳酸氳鈉原樣在配有轉(zhuǎn)軸盤的、型號為100UPZ 的ALPINE牌錘磨機中在以下條件下進行>^磨
誦研磨機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速15 000 rpm;
-物質(zhì)的ili^"速率3kg/h。
研磨被調(diào)整為以便在此后獲得具有約為10 pm的平均粒徑的碳酸氫鈉 粉末。
運行6個小時后，在研磨機的轉(zhuǎn)子上和定子上觀察到存在厚的積垢層。 將研磨速率降到1 kg/h沒有改變積垢的出現(xiàn)。
實例2 (根據(jù)本發(fā)明)
在本實例中，以每100重量份5重量份飛灰的量將飛灰與0/50 BICAR 碳酸氫鈉混合?；旌衔镌贚6dige實驗室混合器中生成。所獲得的均勻混合 物在與實例l相同的條件下進行研磨。
運行6個小時后，在該研磨機的轉(zhuǎn)子上和定子上檢測不到實質(zhì)性的積垢。
實例3 (根據(jù)本發(fā)明)
重復實例2的實驗，采用醫(yī)用滑石作為清潔劑。運行6個小時后，在該研磨機的轉(zhuǎn)子上和定子上檢測不到實質(zhì)性的積垢。
實例4 (根據(jù)本發(fā)明)
重復實例2的實驗，不同的是采用0.2%的硬脂酸釣作為清潔劑。
運行6個小時后，在該研磨機的轉(zhuǎn)子上和定子上檢測不到實質(zhì)的積垢。 將研磨速率增加到6 kg/h后該性能保持不變。
權(quán)利要求
1.一種用于對選自碳酸鈉、碳酸氫鈉和倍半碳酸鈉或天然堿的物質(zhì)進行研磨的方法，其中為了獲得平均直徑小于100μm的粉末并為了抑制研磨機中形成積垢的目的，將清潔劑與所述物質(zhì)混合并且將混合物引入研磨機中，所述方法的特征在于所述清潔劑包含至少一種選自沸石、白云石、堿式碳酸鎂、石灰、氯化鈉、氯化鋅、硫酸鈉、氟化鈣、烴類、滑石、脂肪酸類和脂肪酸鹽類的組分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其特征在于所述清潔劑包含脂肪酸或脂肪酸鹽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述脂肪酸或脂肪酸鹽選自硬脂酸 鈣、硬脂酸鎂和皂類。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任意一項的方法，其特征在于所述粉末具有小于 75 pm的平均直徑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任意一項的方法，其特征在于所述清潔劑以每100 重量份所述物質(zhì)0.2 ~ 7重量份的量4吏用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5任意一項的方法，其特征在于所述物質(zhì)以平均直徑 大于所獲得的粉末的平均直徑兩倍的顆粒狀來使用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6任意一項的方法，其特征在于所述研磨機為沖擊式 研磨機。
8. 根據(jù)前a利要求的方法，其特征在于所述沖擊式研磨機包括錘磨機。
9. 一種用于凈化被揮發(fā)性酸性化合物污染的煙道氣的方法，其中對選自 碳酸鈉、碳酸氳鈉和倍半碳酸鈉或天然堿的反應物實施研磨操作以便將其 減小到平均直徑小于50 um的粉末狀態(tài)，并且將所,末注入所述煙道氣 中，其特征在于所述研磨是通過權(quán)利要求1 ~8任意一項的方法來進行。
全文摘要
用于對選自碳酸鈉、碳酸氫鈉和倍半碳酸鈉或天然堿的物質(zhì)進行研磨的方法，其中為了獲得平均直徑小于100μm的粉末并為了抑制研磨機中積垢的形成，將清潔劑引入研磨機中。
文檔編號C01D7/42GK101346311SQ200680048683
公開日2009年1月14日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者馬克·泰森, 馬克西姆·弗蘭克 申請人:索爾維公司