Solution technique de broyage de la diatomite à l'aide d'un broyeur Raymond

Solution technique de broyage de la diatomite à l'aide d'un broyeur Raymond

1. Présentation générale du projet

La diatomite est une roche siliceuse d'origine biogénique formée par le dépôt de restes d'anciennes diatomées unicellulaires. Son composant principal est l’opale (SiO₂·H₂O) et ses variétés, avec une teneur en SiO₂ généralement supérieure à 80%, auxquelles s’ajoutent des impuretés sous forme d’oxydes métalliques tels que l’Al₂O₃, le Fe₂O₃, le CaO et le MgO. Les réserves chinoises de diatomite s’élèvent à 320 millions de tonnes, avec des réserves potentielles dépassant les 2 milliards de tonnes, principalement concentrées dans l’est, le sud-ouest et le nord-est de la Chine, les réserves les plus importantes se trouvant dans les provinces du Jilin, du Zhejiang, du Yunnan, du Shandong, du Sichuan et d’autres encore.

La diatomite possède des propriétés uniques, notamment une porosité élevée, un fort pouvoir absorbant, des propriétés chimiques stables, une faible densité, une structure poreuse, une texture meuble et une bonne isolation thermique. Après purification et broyage en poudre, la diatomite peut être largement utilisée comme adjuvant de filtration, charge industrielle, support de catalyseur, matériau d'isolation pour le bâtiment et dans d'autres domaines.

Cette solution vise à fournir une solution technique complète, axée sur les broyeurs Raymond, pour les projets de traitement de la poudre de diatomite, couvrant l'ensemble du processus, depuis la manutention des matières premières jusqu'aux mesures de protection de l'environnement, en passant par la sélection des équipements et la conception du flux de production.

2. Caractéristiques des matières premières et plan de production

2.1 Propriétés des matières premières

ParamètreValeur
Dureté Mohs1-2
Teneur en SiO₂≥80%
Teneur en humiditéGénéralement <6% (séchage requis)
Densité apparente0,3-0,5 g/cm³
CouleurBlanc, jaune clair ou gris

2.2 Plan de développement des produits

En fonction du domaine d'application, les exigences en matière de finesse des poudres de diatomite sont les suivantes :

CandidatureFinesse recommandéeRemarques
Aides à la filtration200-325 meshLe minerai à faible teneur doit être broyé jusqu'à une granulométrie de 200 mesh avant d'être purifié
Charges industrielles200 à 400 meshRevêtements, plastiques, caoutchouc, etc.
Supports de catalyseur325 à 600 meshNécessite une finesse et une uniformité supérieures
Matériaux d'isolation pour le bâtiment100 à 325 meshBoue de diatomite, briques isolantes, etc.

Finesse recommandée du produit dans cette solution : 80 à 400 mesh (réglable)

3. Choix du matériel et paramètres

3.1 Principes de sélection des équipements

La diatomite présente une faible dureté (1-2 sur l'échelle de Mohs), mais nécessite un degré de broyage relativement élevé (généralement 200 à 325 mesh ou plus) tout en conservant une bonne structure cristalline. Par conséquent, le choix des équipements doit tenir compte des facteurs suivants :

  • Capacité de production: déterminer le modèle en fonction de la sortie cible
  • Finesse du produit: les exigences en matière de finesse varient selon les applications
  • Budget d'investissement: équilibre entre les investissements en capital et les coûts d'exploitation
  • Exigences environnementales: les émissions de poussière doivent respecter les normes
  • Besoins en matière d'automatisation: réduire les coûts de main-d'œuvre

3.2 Solutions d'équipement recommandées

Option 1 : Broyeur de type européen (série MTW) – Recommandé

Le broyeur de type européen (également appelé « broyeur Raymond européen ») est une version techniquement améliorée du broyeur Raymond traditionnel ; il a largement remplacé les broyeurs Raymond classiques dans les projets de broyage de diatomite et d'autres minéraux non métalliques.

MTW158 : broyeur de type européen – Principales caractéristiques techniques:

ParamètreCaractéristiques techniques
ModèleMTW158
Taille des granulés30 à 50 mm
Finesse du produit1 à 5 mm (environ 325 à 40 mesh, réglable)
Capacité3 à 60 t/h
Puissance installée120 kW
Consommation d'énergie spécifique120 kW
Principe de fonctionnementBroyage par pression à rouleaux
Prix de référenceEnviron 197 000 RMB

Principaux avantages de la série MTW:

  1. Augmentation significative de la production: Les broyeurs Raymond traditionnels ont une capacité de seulement 0,5 à 9,5 t/h, tandis que les broyeurs de type européen peuvent atteindre 3 à 55 t/h.
  2. Performances environnementales supérieures: Le système fonctionne en dépression avec un dépoussiéreur à impulsions, et la concentration des émissions de poussière peut être maintenue en dessous de 20 mg/m³.
  3. Mise en œuvre de nouvelles technologies: Entraînement intégré à engrenages coniques, lubrification par bain d'huile et autres nouvelles technologies. L'intervalle entre deux vidanges est d'environ 4 mois, ce qui permet d'économiser entre 30 000 et 50 000 RMB par an rien qu'en huile de lubrification.
  4. Haut degré d'automatisation: Équipée d'un système de commande intelligent entièrement automatique basé sur un automate programmable (PLC) ; la surveillance et la commande s'effectuent depuis une salle de contrôle centrale, ne nécessitant que 2 à 3 opérateurs par équipe.

Option 2 : Broyeur Raymond traditionnel (séries 3R/4R/5R)

Convient à la production à petite échelle, avec une finesse de broyage comprise entre 80 et 400 mesh.

ModèleNombre de rouleauxDiamètre × hauteur du rouleau (mm)Diamètre intérieur de la bague × hauteur (mm)Dimensions maximales des pièces à traiter (mm)Capacité (t/h)Puissance du moteur principal (kW)
3R21153210×150Φ630 × 150<150,6-1,815
3R26153260×150Φ780 × 15015-200,8-2,518.5
3R27153270×150Φ830 × 15015-200,9-2,822
3R30163300×160Φ880 × 16015-201,0-4,030
4R32164320×160Φ970 × 16020-251,8-4,537

Traditionnel Raymond Mill Caractéristiques: Finesse de traitement : 10 à 325 mesh, capacité : 0,8 à 9,5 t/h, prix : environ 100 000 à 500 000 RMB, rendement énergétique et niveau d'automatisation limités, convient aux petites usines de transformation.

Option 3 : Fraiseuse verticale (série LM) – Production à grande échelle

Les broyeurs verticaux offrent une grande capacité et représentent un investissement global important, mais ils sont faciles à entretenir et leurs coûts d'exploitation sont faibles ; ils conviennent donc aux grandes entreprises dotées d'une solide capacité globale.

ParamètreCaractéristiques techniques
Finesse de traitement0,037 à 0,84 mm (environ 400 à 20 mesh)
Capacité10 à 400 t/h
Fourchette de prixEntre 1 et 5 millions de RMB environ
Principaux avantagesIntègre les opérations de séchage, de broyage, de classification et de transport

3.3 Recommandations relatives au choix des équipements

Échelle de productionÉquipement recommandéPlage de finessePrix de référence
Petit (< 2 t/h)Broyeur Raymond série 3R/4Rmailles 10-325100 000 à 500 000 RMB
Moyen (2 à 15 t/h)Broyeur européen de la série MTWmailles 40-325500 000 à 1,5 million de RMB
Grandes capacités (> 15 t/h)Broyeur vertical de la série LM20 à 400 mesh1 à 5 millions de RMB

4. Déroulement du processus

4.1 Déroulement général du processus

Le processus complet de broyage de la diatomite dans un broyeur Raymond comprend les étapes principales suivantes :

Matière première → Concassage → Alimentation → Broyage → Classification → Récupération → Produit fini

Étape 1 : Collecte et prétraitement des matières premières

Les matières premières de diatomite en gros morceaux doivent faire l'objet d'un criblage et d'un prétraitement rigoureux. Pour la diatomite à faible teneur en impuretés, on utilise un concasseur afin de réduire le matériau à une granulométrie d'alimentation compatible avec le broyeur (généralement 30 à 50 mm). Pour les produits soumis à des exigences de qualité plus élevées, des étapes supplémentaires, telles que la calcination pour éliminer les matières organiques et la purification par lixiviation acide, sont nécessaires.

Étape 2 : L'alimentation

Le matériau broyé est acheminé de manière uniforme et continue vers l'entrée du broyeur Raymond par un alimentateur vibrant électromagnétique. Une alimentation régulière est essentielle pour garantir la qualité du broyage et le fonctionnement stable de l'installation.

Étape 3 : Meulage

Une fois que la matière entre dans l'unité principale, les ensembles de rouleaux suspendus au châssis en forme de fleur de prunier tournent autour de l'axe vertical et pivotent sur leur propre axe. Sous l'effet de la force centrifuge, les rouleaux s'écartent vers l'extérieur et s'appuient fermement contre l'anneau de broyage. La lame de charrue ramasse le matériau et le projette entre les rouleaux et l’anneau, où il est broyé par compression par roulement.

Étape 4 : Classification

La poudre broyée est acheminée par un flux d'air vers le classificateur (analyseur) en vue de son tri. En ajustant la vitesse du classificateur en fonction du modèle de broyeur et des besoins réels de production, il est possible d'obtenir des poudres finies de différentes finesses. Les particules trop grosses sont renvoyées vers la chambre de broyage pour être rebroyées, tandis que les fines conformes sont acheminées par le flux d'air vers l'étape suivante.

Étape 5 : Collecte

La poudre fine traitée est acheminée par un flux d'air vers le séparateur à cyclone et le dépoussiéreur à impulsions en vue de son captage. L'ensemble du système fonctionne en dépression, ce qui permet de contrôler efficacement les fuites de poussière.

Étape 6 : Conditionnement du produit fini

La poudre finie ainsi recueillie est évacuée par la sortie, soumise à un contrôle qualité, puis conditionnée.

4.2 Adaptations du processus en fonction des différentes exigences liées aux produits

Type de produitExigences relatives aux processus
Aide à la filtration (200 mesh)Broyer jusqu'à une granulométrie de 200 mesh afin d'éliminer les impuretés telles que l'argile collée aux coquilles de diatomées, puis purifier et activer le produit par lixiviation acide, lavage, calcination, etc.
Aide à la filtration (mailles n° 325)La diatomite de haute qualité est calcinée puis broyée jusqu'à obtenir une granulométrie de 325 mesh
Utilisation de filtres et de produits de remplissageTorréfier pour éliminer les matières organiques, puis broyer et classer à l'aide d'un broyeur Raymond
Utilisation des revêtementsAjouter du chlorure de sodium ou du bicarbonate de soude pendant la torréfaction pour obtenir de la diatomite blanche

4.3 Différences entre le traitement à sec et le traitement par voie humide

Méthode de traitementCas d'utilisationChoix du matérielCaractéristiques
Traitement par voie humideAprès calcination du minerai brutbroyeur RaymondAprès la calcination, l'humidité s'évapore, ce qui rend le matériau plus aéré et plus facile à broyer
Traitement à secMinéraux argileux dotés d'une capacité inhérente d'absorption de l'humiditéBroyeur vertical avec système de séchage intégréLa teneur en humidité influe sur l'efficacité du broyage ; il convient de réduire au minimum les étapes de séchage à l'air libre

5. Configuration de la chaîne de production

5.1 Liste des équipements standard d'une ligne de production (moyenne échelle, avec le MTW158 comme élément central)

Non.ÉquipementQuantitéFonction
1Concasseur à mâchoires1Concassage primaire pour obtenir une granulométrie d'alimentation acceptable
2Élévateur à godets1Acheminer les matériaux concassés vers la trémie tampon
3Réservoir tampon1Stockage tampon de matériaux
4Alimentateur vibrant électromagnétique1Alimentation régulière du broyeur
5MTW158 : unité principale d'une usine européenne1Broyage et pulvérisation
6Classificateur (analyseur)1 lotClassification des poudres
7Séparateur à cyclone1 lotCollecte de poudre
8Dépoussiéreur à impulsions1 lotCollecte et épuration des poussières
9Ventilateur de soufflage1Transport pneumatique
10Armoire de commande (système API)1 lotCommande intelligente entièrement automatique
11Tuyauterie et conduitsPlusieursRaccordement de tous les équipements

5.2 Recommandations concernant l'aménagement de l'atelier

  • Disposez les équipements dans l'ordre correspondant au déroulement du processus afin de réduire au minimum les distances de transfert des matériaux
  • Prévoyez un espace suffisant pour l'entretien autour de l'unité principale
  • Installez le système de dépoussiérage à proximité des points de production de poussière
  • Installez la salle de contrôle centrale dans un endroit isolé, loin des sources de bruit
  • Relier l'entrepôt des produits finis à la zone de conditionnement

6. Protection de l'environnement et contrôle intelligent

6.1 Mesures de protection de l'environnement

  1. Lutte contre la poussière: Le système fonctionne en dépression avec un dépoussiéreur à impulsions ; la concentration des émissions de poussière peut être maintenue en dessous de 20 mg/m³, soit un niveau inférieur à la norme nationale d'émission. L'efficacité de dépoussiérage peut atteindre 99%, garantissant une absence totale de poussière dans l'atelier.
  2. Lutte contre le bruit: Le corps du broyeur peut être logé dans une enceinte insonorisée, et le ventilateur peut être équipé d'un silencieux.
  3. Traitement des eaux usées: Si l'on opte pour un traitement par voie humide, un système de traitement des eaux usées doit être mis en place.

6.2 Commande intelligente

Ce broyeur de type européen est équipé d'un système de commande intelligent entièrement automatique à base d'automate programmable (PLC), capable de :

  • Surveillance en temps réel de la vitesse du broyeur, de la température, de la pression et d'autres paramètres
  • Ajustement automatique des paramètres de fonctionnement en fonction des conditions réelles
  • Surveillance et commande à distance depuis la salle de contrôle centrale
  • Alerte et diagnostic automatiques des pannes
  • Fonctionnement de l'ensemble de l'atelier avec seulement 2 à 3 personnes

7. Estimation des investissements et analyse des avantages

7.1 Estimation des investissements (à titre d'exemple, pour une ligne de production MTW158 de taille moyenne)

ArticleMontant estimé (10 000 RMB)Remarques
Équipement principal (MTW158)~20
Équipements auxiliaires (concasseur, alimentateur, etc.)10-20
Système de dépoussiérage5-10
Installation et mise en service5-10
Travaux publics et infrastructures10-20
Total50-80

7.2 Analyse des coûts d'exploitation

Poste de coûtEstimation
Consommation électriqueEnviron 120 kW·h/t
Frais d'entretienLubrification par bain d'huile, vidange tous les 4 mois environ ; économie de 30 000 à 50 000 RMB par an
Coûts de main-d'œuvre2 à 3 personnes par équipe
Remplacement des pièces d'usureCela dépend de l'état d'usure

7.3 Analyse des avantages

  • Augmentation de la production: Le rendement des broyeurs de type européen est plusieurs fois supérieur à celui des broyeurs Raymond traditionnels
  • Réduction de la consommation d'énergie: Économie réalisée sur le coût unitaire de l'électricité de plus de 30%
  • Conformité environnementale: Émissions de poussières inférieures aux normes nationales
  • Gain de temps intelligent: Réduit considérablement les coûts de main-d'œuvre

8. Recommandations relatives à la mise en œuvre du projet

8.1 Préparation préliminaire

  1. Analyse des matières premières: Analyser la composition chimique, la teneur en humidité, la dureté, etc., de la diatomite à traiter
  2. Positionnement du produit: Définir le marché cible et le degré de finesse requis pour le produit
  3. Étude du site: Déterminer la superficie de l'atelier, la puissance électrique disponible, l'alimentation en eau et les autres conditions
  4. Choix du matériel: Choisir le modèle en fonction des exigences en matière de capacité et de finesse

8.2 Étapes de mise en œuvre

  1. Acquisition et personnalisation des équipements
  2. Atelier de construction et de rénovation
  3. Installation et mise en service des équipements
  4. Production d'essai et optimisation des paramètres
  5. Production formelle et amélioration continue

8.3 Précautions

  1. La diatomite, en raison de sa teneur en minéraux argileux, présente une capacité inhérente d'absorption de l'humidité, ce qui affecte l'efficacité du broyage ; il convient donc d'envisager un traitement de séchage.
  2. L'alimentation doit être régulière et continue afin d'éviter les fluctuations susceptibles de nuire au bon fonctionnement du système.
  3. Inspectez régulièrement les pièces d'usure telles que les rouleaux et les anneaux de broyage
  4. Veiller au bon fonctionnement du système de dépoussiérage afin de garantir le respect des normes environnementales

9. Résumé de la solution

Cette solution, dont l'équipement principal est le broyeur de type européen de la série MTW, offre une solution technique complète pour le traitement de la poudre de diatomite. Le broyeur de type européen présente les avantages suivants : haute capacité (3 à 55 t/h), finesse de broyage réglable (40 à 325 mesh), respect des normes environnementales (émissions < 20 mg/m³) et haut niveau d'automatisation (commande par automate programmable), ce qui en fait l'équipement de choix pour le traitement de la diatomite.

En fonction des différentes échelles de production, il est possible d'opter pour des broyeurs Raymond traditionnels (petite échelle), des broyeurs de type européen (moyenne échelle) ou des broyeurs verticaux (grande échelle). Grâce à un choix judicieux des équipements, à des flux de processus conçus de manière scientifique et à des mesures strictes de protection de l'environnement, il est possible de parvenir à une exploitation globale et efficace des ressources en diatomite, générant ainsi des retombées économiques et sociales positives pour l'entreprise.

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