CN103063015B - 一种带矿尘返回系统的真空回转窑 - Google Patents

Abstract

一种带矿尘返回系统的真空回转窑，包括矿尘返回系统和回转窑主体，回转窑主体包括窑尾罩，窑尾罩的横截面为椭圆形，窑尾罩上设有人孔；矿尘返回系统包括接尘斗、刮尘板、上升烟道和旋风收尘器，接尘斗设在窑尾罩内并固定在螺旋加料机的顶部；刮尘板安装在窑尾罩内，刮尘板上设有挖尘斗；上升烟道和旋风收尘器分别安装在窑尾罩的两端，上升烟道水平转向后与旋风收尘器连接，旋风收尘器通过水平烟道与产品冷凝收集系统连接，旋风收尘器通过旋风收尘下料管控制矿尘落入接尘斗中。本发明设置矿尘返回系统，能够将由于水分快速蒸发和烟气流动带出的矿尘直接返回真空回转窑内。

Description

一种带矿尘返回系统的真空回转窑

技术领域

本发明涉及有色金属火法冶金技术领域，具体是一种带矿尘返回系统的真空回转窑。

背景技术

中国专利201210338370.7公开了一种真空回转窑，包括供料装置系统、回转窑装置系统、排料装置系统、供热装置系统和烟尘处理回收装置系统，回转窑装置系统包括窑头罩、窑尾罩和回转窑壳体，回转窑壳体通过托轮支撑，回转窑壳体上安装有回转窑传动齿轮和窑体动密封装置，回转窑壳体内安装有热风管、螺旋导流板和“T”型扬料板，每两个螺旋导流板之间安装有一个“T”型扬料板；热风管包括窑头中心总风管、窑尾中心总风管和支风管，支风管呈环形分布在窑头中心总风管和窑尾中心总风管之间，位于中心的支风管与窑头中心总风管和窑尾中心总风管连通，其他支风管两端与窑头中心总风管和窑尾中心总风管汇集；位于中心的支风管的外壁上均分焊接有4～8条翅片；窑头中心总风管和窑尾中心总风管通过供风环与供热装置系统连接，窑头中心总风管上安装有总风管传动齿轮；窑头罩上设有进气口、观察窗和热风管动密封装置，窑头罩和窑尾罩均设有工作门，窑尾罩内设有刮泥斗。该发明采用热风管间接加热物料，脱水时物料不与热风直接接触，只有水被蒸发，没有烟气流动，能够解决回转窑采用热风在回转窑装置系统内直接与含水矿料进行接触加热造成粉尘飞扬的问题；但是，将该发明应用于真空脱水时，不能较好地收集由于水分快速蒸发和烟气流动带出的矿尘。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种带矿尘返回系统的真空回转窑，将由于水分快速蒸发和烟气流动带出的矿尘直接返回真空回转窑内。

本发明实现上述目的所采取的技术方案是：一种带矿尘返回系统的真空回转窑，包括真空机组、水蒸汽风冷系统、产品冷凝收集系统、矿尘返回系统、自动加料系统、回转窑主体、排料系统、产品冷却排出系统和热风供给温控系统，真空机组、水蒸汽风冷系统、产品冷凝收集系统、矿尘返回系统、回转窑主体、排料系统和产品冷却排出系统顺序连接，水蒸汽风冷系统与水封桶连接，产品冷凝收集系统与产品桶连接，自动加料系统与回转窑主体连接；回转窑主体包括窑尾罩，窑尾罩的横截面为椭圆形，窑尾罩上设有人孔；所述的矿尘返回系统包括接尘斗、刮尘板、上升烟道和旋风收尘器，接尘斗设在窑尾罩内并固定在螺旋加料机的顶部；刮尘板安装在窑尾罩内，刮尘板上设有挖尘斗；上升烟道和旋风收尘器分别安装在窑尾罩的两端，上升烟道水平转向后与旋风收尘器连接，旋风收尘器通过水平烟道与产品冷凝收集系统连接，旋风收尘器通过旋风收尘下料管控制矿尘落入接尘斗中。

所述的产品冷凝收集系统包括两个相连的风冷凝转鼓，其中一个风冷凝转鼓与水平烟道连接，另一个与水蒸汽风冷系统连接。

所述的接尘斗的形状为“V”形。

本发明通过矿尘返回系统使水蒸汽和烟气带出的矿尘直接返回真空回转窑，产品冷凝收集系统设计两个风冷凝转鼓能够控制不同温度冷凝收集不同的产品。本发明采用风冷凝产品和冷却焙砂，比过去的水冷效果好，冷凝后的出风是热风，能够返回热风炉或送到较低温度的工序继续使用，节约热能，也没有冷却水到处流放，工作环境好。

附图说明

图1是本发明所述的真空回转窑矿尘返回系统结构示意图。

图2是本发明所述的真空回转窑自动加料系统结构示意图。

图3是本发明所述的真空回转窑的整体结构示意图。

图4是图3所示的真空回转窑的俯视图。

图5是本发明所述的回转窑主体的密封连接示意图。

图6是本发明所述的回转窑主体窑尾罩与热风总管的密封连接示意图。

图7是本发明所述的回转窑主体的截面图。

图8是本发明所述的回转窑主体全剖的展开图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

如图3和图4所述，一种带矿尘返回系统的真空回转窑，包括真空机组C1、水蒸汽风冷系统C2、产品冷凝收集系统C3、矿尘返回系统C4、自动加料系统C5、回转窑主体C6、排料系统C7、产品冷却排出系统C8和热风供给温控系统C11，真空机组C1、水蒸汽风冷系统C2、产品冷凝收集系统C3、矿尘返回系统C4、回转窑主体C6、排料系统C7和产品冷却排出系统C8顺序连接，水蒸汽风冷系统C2与水封桶C10连接，产品冷凝收集系统C3与产品桶C9连接，自动加料系统C5与回转窑主体C6连接；所述的产品冷凝收集系统C3包括两个风冷凝转鼓，两个风冷凝转鼓相连。

所述的回转窑主体C6包括窑尾罩B2，如图1所示，窑尾罩B2的横截面为椭圆形，窑尾罩B2上设有人孔B3；所述的矿尘返回系统C4包括接尘斗B1、刮尘板B5、上升烟道B7和旋风收尘器B8，接尘斗B1设在窑尾罩B2内并固定在螺旋加料机A1的顶部；刮尘板B5安装在窑尾罩B2内，刮尘板B5上设有挖尘斗B4；上升烟道B7和旋风收尘器B8分别安装在窑尾罩B2的两端，上升烟道B7水平转向后与旋风收尘器B8连接，旋风收尘器B8通过水平烟道B9与产品冷凝收集系统C3连接，旋风收尘器B8通过旋风收尘下料管B6控制矿尘落入接尘斗B1中。接尘斗B1的形状为“V”形。

所述的自动加料系统如图2所示，包括螺旋加料机A1、中间贮槽A2、定量料桶A7、挤压螺旋机A11和精矿总料仓A12，精矿总料仓A12与挤压螺旋机A11连为一体，挤压螺旋机A11与定量料桶A7通过进料阀门A10连接，定量料桶A7与中间贮槽A2通过出料阀门A3连接，中间贮槽A2与螺旋加料机A1连为一体，螺旋加料机A1的出口设有切碎刀A13；定量料桶A7的顶部设有抽气阀门A9，定量料桶A7上部设有高位光电感应器A8，高位光电感应器A8与上压缩空气阀门A6连接；定量料桶A7下部设有低位光电感应器A4，低位光电感应器A4与下压缩空气阀门A5连接。

螺旋加料机A1的开、关与真空回转窑的正、反转动相关，真空回转窑正转，螺旋加料机A1启动加料；真空回转窑反转时，螺旋加料机A1停止加料。切碎刀A13安装在螺旋加料机A1的出口，用一个密封小马达，如潜水泵的马达安装上两片牛角扇，在高速转动下，将推送至此的滤饼切碎之后再吹送到炉内分散与热气体接触，提高蒸发水分的速度。切碎刀A13的连接电线套上黄腊管或瓷管，穿过密封隔热的小铁管与密封小马达连接，可以保护连接电线不受损坏。由于精矿总料仓A12和挤压螺旋机A11连成了一个整体，所以湿精矿总是装满在挤压螺旋机A11内。打开进料阀门A10，启动挤压螺旋机A11，将湿精矿推入到中间料桶A7。当湿精矿到达高位光电感应器A8的位置时，感光仪表接收不到对面的光线了，立即停止挤压螺旋机A11，接着关闭进料阀门A10，打开抽气阀门A9，抽出中间料桶A7内的空气。在延时10秒钟之后抽气阀门A9自动关闭，接着出料阀门A3打开，当料位到达低位光电感应器A4的位置时，感光仪表接收到了对面的光线，立即关闭出料阀门A3，接着同时打开下压缩空气阀门A5和上压缩空气阀门A6对石英玻璃和桶壁进行喷吹，延时3秒，自动关闭下压缩空气阀门A5和上压缩空气阀门A6，接着打开进料阀门A10，启动挤压螺旋机A11，重复进料。

当进料阀门A10处于关闭状态时，出料阀门A3处于打开状态，继续向中间贮槽A2加料。由于中间贮槽A2不断接受加入的湿精矿，当装料一直达到高位光电感应器A8的位置时，感光仪表接收不到对面的光线了，立即停止挤压螺旋机A11，可是螺旋加料机A1还在不断地进行启动加料和停止加料的循环动作，在中间贮槽A2的物料降低到低位光电感应器A4的位置时，感光仪表接收到了对面的光线，立即关闭出料阀门A3，重新开始循环进料。

由于中间贮槽A2的容积较大，所以总是装有湿精矿，螺旋加料机A1能够与真空回转窑的正、反转相配合，真空回转窑正转时，启动螺旋加料机A1加料，真空回转窑反转时，则停止加料。

回转窑主体C6的安装如图5-8所示。

根据图5，回转窑主体C6的动密封装置由窑头罩D1、法兰接管D2、石墨石棉填料D3、回转窑筒体D4、接管法兰D5、法兰密封圈D6、波纹管法兰D7、不锈钢波纹管D8、带加油盖法兰D9、第一动密封滚圈D10、第一O形氟橡胶密封圈D11、密封垫圈D12、第一油杯D13和活套压盖D14组成。窑头罩D1与法兰接管D2连接，法兰接管D2与接管法兰D5连接，接管法兰D5与波纹管法兰D7连接；波纹管法兰D7与不锈钢波纹管D8和带加油盖法兰D9连接，并压着密封垫圈D12，其上安装有第一油杯D13，在密封垫圈D12内侧与焊接在回转窑筒体D4上的第一动密封滚圈D10密合，侧面用螺钉连接活套压盖，通过第一O形氟橡胶密封圈D11达到实现动密封的目的。由于采用了可以拉伸和弯曲的不锈钢波纹管D8连接，所以回转窑主体可以沿径向和轴向波动。法兰接管D2与回转窑筒体D4之间留有足够的空隙，为避免矿尘进入空隙，采用了石墨石棉填料D3填充，保证不锈钢波纹管D8不受腐蚀。照此密封方法将回转窑筒体D4与窑头罩D1和窑尾罩B2连接。

根据图6，回转窑主体窑尾罩与热风总管的密封连接示意图由第二动密封滚圈E1、动密封垫圈E2、拉紧螺钉E3、活套压盖E4、压环E5、第二O形氟橡胶密封圈E6、密封座活套端盖E7、密封座圆环E8、转动热风总管E9、第二油杯E10、转动热风总管E9的进风口E11和固定热风总管E12组成。将第二动密封滚圈E1焊接在转动热风总管E9的确定位置，然后套上动密封垫圈E2和相应的第二O形氟橡胶密封圈E6，装好活套压盖E4和密封座活套端盖E7，上紧一端的拉紧螺钉E3，套入另一端的密封座圆环E8和活套压盖E4，并上好拉紧螺钉E3，装好第二油杯E10，焊接好固定热风总管E12，安装完毕，此时转动热风总管E9转到任何位置都可进出热风。

根据图7和图8，回转窑主体内部的组成部件是：径向外层支风管F1、热风管固定支架F2、断开式螺旋推料板F3、断开式T形扬料板F4、轴向外层热风支管F5、轴向中层热风支管F6、两端头总风管F7、中心加强型支风管F8、中心加强型支风管翅片F9、两端头热风分配管F10和隔热保温层F11。将断开式螺旋推料板F3、断开式T形扬料板F4和热风管固定支架F2所在的位置绘制在钢板上，按线条割开条形孔；热风管固定支架F2一定要处在中段两端靠近出口的位置，便于焊接操作。然后将三段分别卷成圆筒并焊接上断开式螺旋推料板F3、断开式T形扬料板F4和热风管固定支架F2后，在回转窑筒体内表面及其已经焊接上的断开式螺旋推料板F3、断开式T形扬料板F4和热风管固定支架F2喷涂耐高温、耐腐蚀和耐磨损的保温绝热涂料，并对尚未焊接的热风支管的内外表面喷涂耐高温、耐腐蚀、耐磨损的导热涂料。涂料干固以后，首先将中间段筒体通过滚圈摆放在回转窑的托轮上，将靠近圆筒体内壁的径向外层支风管F1用螺栓固定在焊接好的热风管固定支架F2上。加工好两端头总风管F7、两端头热风分配管F10、中心加强型支风管F8和中心加强型支风管翅片F9后，连成一个整体推进炉内，用热风管固定支架F2固定在炉中心，将径向外层支风管F1的连接管全部插入两端头热风分配管F10的开孔内，下面方向的连接管用垫板托起，防止掉落出来，然后分别人工向上提起插入连接好径向外层支风管F1的弯头里，进行焊接，下端与两端头热风分配管F10焊接。转动真空回转窑，将径向外层支风管F1层两端的连接管全部焊接好之后，采用同样的方法焊接轴向中层热风支管F6，最后焊接轴向外层热风支管F5，此后将真空回转窑两端的筒体推进，与中间筒体对接焊好。此时回转窑筒体及其零部件加工安装完毕。将窑尾罩和窑头罩的连接法兰制造焊接好并置于轨道上，将各密封零部件依次分别向筒体推进，然后进行密封零部件的连接。至此，回转窑筒体与窑尾罩和窑头罩和的密封连接完成。

本发明的应用方法例如下：

按照上述安装方法，先设计一台直径1.2米，长度12米的真空回转窑，用作处理钼精矿的中试设备。附属设备有真空机组一套，三个空气冷凝蛇管冷凝水蒸气的汽水分离器，大于十米水柱高度的水封桶使系统可以达到真空要求。在水平烟道连续设置了两台不同热风温度的风冷凝转鼓，第一个转鼓表面控制350℃温度，冷凝收集挥发出来的MoO₃，因为MoO₃的熔点795℃，沸点1155℃,在650℃以上显著升华，控制350℃完全可以冷凝收集MoO₃，而铼的沸点363℃，在此不会被冷凝，第二个转鼓表面控制100℃温度，冷凝收集挥发出来的Re₂O₇，水蒸汽在此温度下不会冷凝成水，一直上升到汽水分离器被冷空气冷凝成水流入水封桶，作为蒸馏水或者当热水使用。

在窑尾罩顶部的上升烟道，部分矿尘自然沉降在窑尾罩内，由刮尘板和挖尘斗挖起装入螺旋加料机顶部的“V”形接尘斗。由上升烟道进入旋风收尘器的细颗粒烟尘沉降后也用管道引入螺旋加料机顶部的“V”形接尘斗，一同返回回转窑。

此中试设备进行三个工艺条件的试验：

试验1、分三步处理钼精矿：

第一步控制300℃进行真空脱水，第二步控制650℃，采用抽风机控制微负压，通入富氧空气进行常压焙烧，产生SO₂制硫酸（中试阶段用石灰吸收，下同），第三步控制800℃进行真空蒸馏挥发钼，烟道系统需要保温在650℃以上，保证MoO₃不会粘附在管道壁上，将烟气护送到风冷凝转鼓分别收集MoO₃和Re₂O₇。

试验2、分两步处理钼精矿：

第一步控制650℃，采用抽风机控制微负压，通入富氧空气进行常压焙烧，同时脱水、脱硫，产生SO₂制硫酸。硫的焙烧会使温度升高超过650℃，由换热管供给控制窑内温度的较低温度热风，出风返回热风炉，热风炉产生更高温度的热风，一部分在温度调控室调到适宜温度继续返回窑内控制温度在650℃进行焙烧，另一部分达到800℃的热风提供到第三步使用。第三步控制800℃进行真空蒸馏挥发钼，由两个风冷凝转鼓分别收集MoO₃和Re₂O₇。

试验3、一步处理钼精矿：

在教科书上介绍了“国外有过控制570～560℃进行沸腾焙烧辉钼矿精矿”的情况。还介绍了“获得MoO₃含量达到99.95%的纯MoO₃是用升华法从焙砂制取”。焙砂中包括了辉钼矿精矿中原有的杂质元素，蒸发温度控制在900～1100℃的温度下也没有提到有烧结现象。他们控制沸腾焙烧温度在570～560℃的原因是要求不让有MoO₃挥发损失，而我们有两个风冷凝转鼓，分别冷凝收集钼和铼，所以能够直接在高温下进行焙烧，在焙烧过程中脱水，挥发钼、铼，产生高浓度SO₂制硫酸，同时获得高纯MoO₃和Re₂O₇产品，一次完成全部作业。

Claims (3)

1.一种带矿尘返回系统的真空回转窑，包括真空机组、水蒸汽风冷系统、产品冷凝收集系统、矿尘返回系统、自动加料系统、回转窑主体、排料系统、产品冷却排出系统和热风供给温控系统，真空机组、水蒸汽风冷系统、产品冷凝收集系统、矿尘返回系统、回转窑主体、排料系统和产品冷却排出系统顺序连接，水蒸汽风冷系统与水封桶连接，产品冷凝收集系统与产品桶连接，自动加料系统与回转窑主体连接；回转窑主体包括窑尾罩，窑尾罩的横截面为椭圆形，窑尾罩上设有人孔；其特征在于，所述的矿尘返回系统包括接尘斗、刮尘板、上升烟道和旋风收尘器，接尘斗设在窑尾罩内并固定在螺旋加料机的顶部；刮尘板安装在窑尾罩内，刮尘板上设有挖尘斗；上升烟道和旋风收尘器分别安装在窑尾罩的两端，上升烟道水平转向后与旋风收尘器连接，旋风收尘器通过水平烟道与产品冷凝收集系统连接，旋风收尘器通过旋风收尘下料管控制矿尘落入接尘斗中。

2.根据权利要求1所述的带矿尘返回系统的真空回转窑，其特征在于，所述的产品冷凝收集系统包括两个相连的风冷凝转鼓，其中一个风冷凝转鼓与水平烟道连接，另一个与水蒸汽风冷系统连接。

3.根据权利要求1所述的带矿尘返回系统的真空回转窑，其特征在于，所述的接尘斗的形状为“V”形。