專利名稱：混合具有寬的顆粒尺寸分布的散狀固體材料的方法及混合站的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于混合材料(例如具有寬的顆粒尺寸分布的散狀固體材料)的方法及混合站。特別地，本發明涉及鋁工業中陽極覆蓋材料(ACM)的制備。在具有預焙陽極的電解槽中，這種材料被用作作為電解池上方的包封層的陽極塊的頂部上和側部處的覆蓋材料。
背景技術：
ACM是電解質S殼(crushed bath)和氧化鋁、初生氧化鋁(primary alumina)和 /或次生氧化鋁(secondary alumina)的混合物，該混合物以取決于在實際現場處的電解技術的比例進行混合。這種材料可由相當大的量的可回收材料構成，例如在更換陽極時從電解槽獲取的電解質渣殼材料和/或渣料，或者通過桿狀工具從殘余部分(butt)移除的材料。在大多數用于混合電解質渣殼和氧化鋁以制造ACM的現有設施中，使用了機械式混合器，在大多數情況下為普通的間歇式混合器，或者僅計量通過螺旋輸送裝置以期望的混合比例輸送到帶輸送裝置上的多個材料流。應用具有均勻顆粒分布的ACM對于電解槽中的熱平衡是重要的。本發明改進的出發點在于，由于寬的顆粒尺寸分布，來自鋁電解槽的電解質渣殼是一種將會非常易于偏析的材料。因此，方法必須選擇成使得該方法將會抵制偏析作用。為實現這點，均勻化的基本原理被應用。這將降低材料流的變化，否則將必須通過混合設備或混合站的操作員來校正。正如預期的那樣，這種設施將使輸入的材料流均勻化，并在任何時候輸送具有針對均勻化改進的材料特性(平均/恒定的顆粒尺寸分布(PSD))的材料。用于混合材料的合理配置的設備(例如料倉(silo))可給出與普通機械式混合器可實現的相比一樣好且在某些情況下更好的混合物。其原因在于，所述料倉與普通的混合器在每單位時間可混合或均勻化的材料相比，可混合或均勻化更大數量的材料。基于Andrew W. Jenike的理論散狀固體的重力流，公報108，猶他大學(1961)，已經知道如何設計限定為整體流(mass-flow)和漏斗流(furmel-flow)的流型。料倉通常包括平行分段和收斂分段(料斗)。通過將料倉的平行分段借助于內壁分成若干個腔室，然后一個接一個地將它們填充并同時將它們排空(根據整體流原理)，將實現混合/均勻化。通常，這種料倉可被稱為重力混合器(gravimetric mixer) 0為了解釋這一概念，最簡單的方式是通過實例來說明其如何工作。假想300個樣本從進入料倉的所述流中在時間上等分地被采集。在此平均數算術平均(Average)和標準差(St。t)則被計算出，給出了進入材料隨時間的變化，參見表1。如果表1中的樣本被填充至常規的整體流料倉(沒有內部腔室)內然后被排出，由在表2中的St。t所描述的變化 (標準差)將會是相同的。
權利要求
1.一種用于混合散狀固體材料的方法，特別是用于混合至少兩種材料(A，B)，所述至少兩種材料中的至少一種材料(A)具有寬的顆粒尺寸分布，其特征在于，在材料(A)與材料(B)在第二混合器(7)中混合在一起之前，材料(A)在第一混合器 (5a, 5b)中被均勻化。
2.如權利要求1所述的方法， 其特征在于，材料(A)在帶有多個腔室的重力混合器(5a，恥)中被均勻化，并且根據整體流原理排出ο
3.如權利要求1所述的方法， 其特征在于，材料(A)和材料(B)在重力混合器(7)中混合。
4.如權利要求3所述的方法， 其特征在于，這些材料在帶有多個腔室的混合器(7)中混合，并且根據整體流原理被進一步排出。
5.如權利要求1所述的方法， 其特征在于，材料(A)基本上是電解質渣殼材料。
6.如權利要求1所述的方法， 其特征在于，材料(A)與材料(B)混合以便產生陽極覆蓋材料(ACM)，材料(B)是初生氧化鋁和/或次生氧化鋁。
7.一種用于散狀固體材料的混合站(M)，特別是用于混合至少兩種材料(A，B)，所述至少兩種材料中的至少一種材料(A)具有寬的顆粒尺寸分布，其特征在于，所述混合站包括用于使材料(A)均勻化的第一混合器(5a，5b)、以及用于將材料(A)和材料⑶混合的第二混合器(7)。
8.如權利要求7所述的混合站， 其特征在于，第一混合器( ，5b)是重力混合器，所述重力混合器形成為具有帶多個腔室的上部部分的料倉，其中所述材料隨后被進給到所述腔室內。
9.如權利要求8所述的混合站， 其特征在于，所述混合器包括帶有出口的下部收斂部分，并且還在內部設有層流促進裝置。
10.如權利要求7所述的混合站， 其特征在于，第二混合器是重力混合器，所述第二混合器形成為具有帶多個腔室的上部部分的料倉，其中所述材料隨后被進給到所述腔室內。
11.如權利要求10所述的混合站，其特征在于，所述混合器包括帶有出口的下部收斂部分，并且還在內部設有層流促進裝置。
12.如權利要求7所述的混合站， 其特征在于，所述混合站包括第三混合器(6)，所述第三混合器用于在材料(B)與材料(A)混合之前使材料(B)均勻化。
13.如前述權利要求7-12中任一項所述的混合站， 其特征在于，所述混合器為整體流類型的混合器。
14.如前述權利要求7-13中任一項所述的混合站， 其特征在于，材料(A)基本上是電解質渣殼材料。
15.如前述權利要求7-14中任一項所述的混合站， 其特征在于，材料(B)基本上是初生氧化鋁和/或次生氧化鋁。
16.如前述權利要求15所述的混合站， 其特征在于，混合后的材料被用作陽極覆蓋材料(ACM)。
全文摘要
一種用于混合散狀固體材料的方法及混合站，特別是用于混合至少兩種材料(A，B)，其中所述至少兩種材料中的至少一種材料(A)具有寬的顆粒尺寸分布。在該材料(A)與材料(B)在第二混合器(7)中混合在一起之前，該材料(A)在第一混合器(5a，5b)中被均勻化。該材料(A)在帶有多個腔室的重力混合器(5a，5b)中被均勻化并且根據整體流原理被排出。該材料(A)和材料(B)優選在帶有多個腔室的重力混合器(7)中被混合并且根據整體流原理進一步被排出。材料(A)基本上是電解質渣殼材料。材料(B)是初生和/或次生氧化鋁，材料(B)與材料(A)混合后將被用作可回收的陽極覆蓋材料(ACM)。
文檔編號B01F15/02GK102378646SQ201080015205
公開日2012年3月14日 申請日期2010年3月26日 優先權日2009年3月31日
發明者A·迪洛伊, M·卡爾森, V·耶勒 申請人:諾爾斯海德公司