一种新型高效造粒盐生产工艺的研究_杨贡林

脱模情况 应用领域
产品形状规格
液体（胶体）冷凝造粒 好 洗衣粉，塑料
不规则，均匀
螺杆式挤出造粒
好 饲料，医药，塑料，化工柱状，不均与
对齿式齿压造粒
一般 医药，塑料
块状，较均匀
对辊式造粒
易 饲料，肥料，化工
规则，均匀
碾压式造粒
易 医药，化工
规则，不均匀
冲压式造粒
差 医药，化工
规则，均匀
产能情况 高 高
表 3 加水量对破碎强度的影响
加水量（%） 抛高破碎强度 破碎强度(N/cm2) 每粒重量（g）
2.5 破碎 6 粒
<20
0.732
2.0 破碎 3 粒
38~43
0.711
1.5 破碎 2 粒
40~48
0.682
1.0 破碎 1 粒
40~50
0.656
0.5 破碎 3 粒
30~40
0.649
0
破碎 5 粒
图 2 加水量与成型率关系曲线图 通过实验和图 2 中不同添加水量造粒试验数 据 分 析 得 知 ， 原 料 盐 不 加 水 时 的 成 型 率 ＜40% ， 加 水 后成型率就快速增大到近 90%，盐压实成型率翻了 一倍多， 说明原料盐加水有利于提高盐造粒成型 率。 从图 3 中的数据中可以看出，随原料盐中加水 量的不断增加，产品的成型率并不是随加水量的增 加增大，而是在加水量为 1%时存在一个峰值，成型 率达到了 86.23%。 按图 3 中的曲线与工艺设计构想 的造粒盐成型率≥80%要求相比，加水范围 0.5~2.0
<10
பைடு நூலகம்
0.635
在表 3 中造粒盐的破碎强度由两种方法来确 定：抛高破碎强度主要是表征造粒盐二次破碎的强 度性质，决定工艺流程的设计；而压力破碎强度主 要是表征造粒盐的堆压和工艺条件的强度性质。 由 表 2 中的数据可以看出，在抛高强度中，当不同加 水量的造粒盐在抛高高度为 4 米的位置自由落下 时，随加水量的不同破碎的粒数也不同，在加水范 围在 0.5~2.0%内的造粒盐 10 粒中有 1~3 粒发生破 碎 ，破 碎 率 较 低 ，在 1%的 加 水 量 时 最 为 理 想 ，只 破 碎了 1 粒；另，从颗粒强度仪测量的压力破碎强度 数据来看，也是在该区间内，造粒盐的破碎强度也 较为理想，平均强度达到了 40 N/cm2 以上，1%的加 水 量 效 果 最 好 ， 破 碎 强 度 达 到 了 50 N/cm2， 该 值 超 出 了 造 粒 盐 破 碎 强 度 ≥45 N/cm2 的 工 艺 要 求 和 产 品要求。 而当加水量为 0%、2.5%，每 10 粒的抛高破 碎 强 度 高 达 5~6 粒 ，破 碎 率 较 高 ，而 压 力 破 碎 强 度 也 小 于 20 N/cm2， 在 该 范 围 内 造 粒 盐 强 度 低 易 破 碎，不利于造粒。 因此，合理准确的控制加水范围是 有效提高盐造粒强度的有效途径之一。 本次实验也 同 样 验 证 了 加 水 范 围 在 0.5~2.0%时 是 本 工 艺 的 加 水控制范围。 3.3.2 转速影响破碎强度的研究
Key words: semi-dry granulation, roll granulator, ellipsoidal, high efficient, granulation salt, technology, study
1前言
盐作为人民生活的必需品和重要的基础化工 原料，我国的真空制盐发展历史已有 40 多年，但是 盐业产品结构单一的生产现状，已经阻碍了盐业的 技术创新发展。
作 者 简 介 ：杨 贡 林 （1983-），男 ，贵 州 黄 平 县 人 ，本 科 ，助 理 工 程 师 ，主 要 从 事 制 盐 及 盐 化 工 工 艺 研 究 工 作 。
10 January 2013 No.1
杨贡林等：一种新型高效造粒盐生产工艺的研究
表 1 不同造粒技术对比情况
造粒技术原理
分别取符合 GB5461~2000 精制干盐两组，一组
不加水，另一组加一定水，另取真空制盐离心机湿
盐，每次实验取 10kg 作为实验的三种造粒盐原料 。
将上述三种原料经过对辊式造粒机的转速分别为
30 r/min，28 r/min，24 r/min，20 r/min，18r/min 造 粒
后，经筛分得到不同条件下样品。 观察造粒盐的形状
Study on A New Type and High Efficient Granulation Salt
Production Technology
Yang Gonglin Peng Chuanfeng Lin Guoyue
(Zigong Light Industry Design and Research Institute Co.,Ltd Zigong Sichuan 643000)
从表 1 中同时也可看出，在不同转速下：同一 种原料盐的成型率随造粒机的转速变慢都有所增 大，对不同转速下的数据进行 分 析 得 知 ：转 速 从 30 r/min 降 到 18 r/min 时 干 盐 加 水 和 离 心 机 湿 盐 的 成 型 率 有 75%提 高 到 了 87%， 成 型 率 的 增 幅 达 到 了 12%。 说明造粒机的工作转速转速越慢越有利于提 高盐造粒的成型率，转速是影响造粒盐成型率的一 个重要因素之一。 分析其原因可能是转速越慢，原 料被挤压的时间相对于转速快时较长，增长了造粒 盐成型的时间，进而成型率得以提高，因此慢转速 有利于盐造粒的压实成型。 但是，转速时影响产品 产能的一个重要因素，所以本工艺的造粒机转速不 能太快，也不能太慢，一般在 24r/min 为宜。 3.2.3 加水量影响的研究
外观，测量造粒盐的强度，成型率，实验数据见表 1。
表 2 不同性质原料盐造粒盐情况对比表
运转转速 干盐不加水
干盐加水
离心机湿盐
(r/min) 破碎强度 成型率 破碎强度 成型率 破碎强度 成型率
（N/cm2） (%) （N/cm2） (%) （N/cm2） (%)
30
＜10
28.56 20~40 74.83 30~40 75.63
较高 较高 一般
低
从表 1 中不同造粒技术的对比情况分析，结合
氯化钠盐的粉体性质和工艺设计要求，筛选出氯化
钠盐的造粒可以选用螺杆式挤压造粒， 对辊式造
粒，对齿式粒造粒机。 经对国内造粒行业的调查了
解，对辊式式主要有用于肥料和饲料的造粒，综合
对辊式造粒机在肥料和饲料的应用情况，筛选对辊
造粒作为本研究内容的主要造粒设备。
2 工艺的构想设计
2.1 工艺的设计构想
图 1 新型造粒盐的构想设计流程图 图 1 中的工艺构想中包括原料供给系统， 造粒 系统，整形筛分系统，干燥系统，冷却系统，返料系 统，包装系统等七大系统。 生产工艺设计：造粒机，采 用国内设备，便于维修更换，造粒成型率≥80%，年产 能：1 万 t/a。 产品质量设计：造粒盐破碎强度 45 N/cm2， 颗粒规则均匀，包装成品的 200μmm 以下颗粒≤5% （重量比）；操作工艺设计：包装温度 40℃。 2.2 造粒设备的筛选 据了解，目前造粒方法主要有：冷凝造粒、湿法 造粒和干法造粒等。 粉体造粒技术主要有：液体（胶 体）冷凝造粒、螺杆式挤出造粒、对齿式挤出造粒、 对辊挤压造粒、碾压式造粒、冲压式造粒等。 不同造 粒技术的情况对比如表 1。
3 工艺的研究
3.1 实验原理及主要材料
实验原理：实验采用半干法对辊式造粒方法进
行造粒。 选用真空制盐精制盐作为基本原料，加入
到对辊式造粒机中进行造粒，经历整形、筛分后得
出实验样品。 产品形状为 φ10mm 规则均匀的椭球
形造粒盐。
主 要 原 料 ：精 制 井 矿 盐 （ 符 合 GB5461-2000）、
的造粒盐产品成型率最低 ，最高 只 有 40.75%，不 足 五成的成型率；干盐加水与离心机湿盐的成型率相 当，最高时达到近 90%。 对数据进行分析得知：当原 料盐从干盐变为干盐加水或离心机湿盐后，造粒盐 的 成 型 率 显 著 提 高 ，提 高 的 幅 度 可 达 47%，变 化 明 显；且在不同转速下的增幅基本相当。 所以得出结 论：采用干盐加水和离心机湿盐作为造粒原料盐时 优于干盐不加水的，有利于提高造粒盐成型率。 3.2.2 转速影响的研究
第44 卷 Vol.44
中国井矿盐 CHINA WELL AND ROCK SALT
一种新型高效造粒盐生产工艺的研究
杨贡林，彭传丰，林国跃
（自贡市轻工业设计研究院有限责任公司，四川自贡 643000）
摘 要：采用半干法造粒技术，对精制盐进行加水半干法造粒，选取造粒产品形状规则的对辊式造粒机作为
新型造粒盐的造粒设备，了解粉体造粒基本成型原理和基本工艺构想设计，从提高盐造粒的成型率，破碎强度，品
目前，由于各种工艺技术的不断创新和人们生 活水平的不断提高，国内真空制盐装置产出的精制 原盐由于颗粒细小，易吸潮结块、溶解速率不稳定， 已不能满足用户的需求。 造粒盐是采用精制盐作为 原盐通过特定的物理挤压工艺形成具有一定形状 和特殊功效的大颗粒盐。 造粒盐是盐行业的一种高 附加值产品， 具有广阔的使用范围和市场前景，因 造粒盐具有独特性质造粒盐逐渐成为主要的基本 原料盐用盐的发展趋势，在国内外具有较大的市场 发展潜力，国内外的需求量也在逐渐扩大，具有广 阔的市场前景。
精制离心机湿盐（含水率为 2.0~2.5%）、纯净水。
主 要 设 备 ：对 辊 式 造 粒 机 （30kW），颗 粒 强 度 仪 ，
变频器，分筛（200 目），台秤，烘箱。
3.2 造粒盐成型率的研究
通过对对辊式造粒机的工作原理和设备结构
性能的了解，主要影响造粒成型率的因素有：原料，
水份，转速。
3.2.1 原料影响的研究