CN103409615B - 一种矿物焙烧还原装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿物焙烧还原装置，其包括从上至下依次设置且相互连通的进料区、干燥预热区、焙烧氧化反应区、调压区、还原反应区、出料区与水封冷却区，在进料区设置有自动密封装置，在干燥预热区设置有抽真空的定向加压装置，在焙烧氧化反应区设置有燃烧剂添加装置，在调压区设置有多个调压风门，在还原反应区设置有还原剂添加装置。该装置设有定向加压装置，使装置内部产生负压，燃烧剂和还原剂分子流上行，矿物下行，形成对流运动，保证固相和气相转化亲合，在该装置中矿物从上至下依次经干燥预热、加热分解、还原、水淬冷却直至出料，自始至终在隔绝空气的状态下，完成焙烧还原。

Description

一种矿物焙烧还原装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种矿物焙烧还原装置以及该装置的使用方法，属于矿物加工领域。

背景技术

矿物分离选烧专家和大专院校学者们着重对矿物焙烧还原原理进行研究，发表较多的文章。但却忽略了采用什么装置来更好的实现焙烧还原理论，使固相矿物和气相还原剂在什么装置里进行焙烧还原热化反应。因此，需要急待解决的技术问题是给矿物、还原剂所有分子建造亲合“密室”，并通过调控“密室”内压差变化和温度等条件，完成分子亲合固化效果。使它步入原理可行，技术可靠，结构合理，可适应大规模生产化的装置。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种矿物焙烧还原装置，在该装置内固相矿物和气相还原剂、燃烧剂形成对流运动，能够较好的转化亲合；同时本发明还提供了该矿物焙烧还原装置的使用方法。

其技术解决方案是：

一种矿物焙烧还原装置，其包括从上至下依次设置且相互连通的进料区、干燥预热区、焙烧氧化反应区、调压区、还原反应区、出料区与水封冷却区，在进料区设置有自动密封装置，在干燥预热区设置有抽真空的定向加压装置，在焙烧氧化反应区设置有燃烧剂添加装置，在调压区设置有多个调压风门，在还原反应区设置有还原剂添加装置。

优选的，所述自动密封装置包括上下设置的1号自动密封装置与2号自动密封装置。

优选的，在干燥预热区、焙烧氧化反应区与还原反应区的内部设置有矿物翻转装置。

一种矿物焙烧还原装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）启动进料区的自动密封装置，使固相矿物经进料区进入干燥预热区；

（2）启动定向加压装置，使燃烧剂添加装置提供的气相燃烧剂与还原剂添加装置提供的气相还原剂在定向加压装置的抽力作用下往上运动；

（3）在干燥预热区气相燃烧剂与还原剂给矿物预热，然后矿物在自身重力及气压作用下缓慢下降，经焙烧氧化反应区、调压区与还原反应区；

（4）焙烧氧化反应区为负压区，控制压力范围为P₀-300Pa～P₀-4000Pa，P₀为大气压强，温度范围为750℃～1250℃，在压力与温度控制下，矿物分子处于活跃状态；

（5）控制调压区调压风门的开启个数，使还原反应区为正压区，控制还原区压力范围为P₀+300Pa～P₀+4000Pa，P₀为大气压强，温度范围为750℃～1250℃，在还原区，矿物分子在高活跃状态下，与还原剂分子进行氧化还原反应，矿物晶型发生本质改变；

（6）还原反应区还原后的物料经出料区排入水封冷却区，水封冷却区温度范围控制在50℃～80℃，物料经水封冷却区冷却稳定后排出。

步骤（1）中：所述自动密封装置在开启进料的过程中，1号自动密封装置与2号自动密封装置交替启动。

本发明的有益技术效果是：

（1）本发明提供一种矿物焙烧还原装置，该装置设有定向加压装置，使装置内部产生负压，燃烧剂和还原剂分子流上行，矿物下行，形成对流运动，保证固相和气相转化亲合，在该装置中矿物从上至下依次经干燥预热、加热分解、还原、水淬冷却直至出料，自始至终在隔绝空气的状态下，完成焙烧还原，避免了二次氧化，可使矿物有效转化率达到96%以上。

（2）本装置结构为负压预热及焙烧氧化，正压还原冷却，在同一轴线上，可以使焙烧和还原互补，还原反应区加还原剂充足，确保亲合分子充分还原，多余的还原剂上行，进入焙烧氧化反应区助燃，能量不浪费。

（3）本装置内部采用矿物翻转装置，使矿物在运动中不断翻转变化方位，消灭死角，保证矿物加热均匀，防止过烧或欠烧。

（4）本装置设有调压区，通过调压区可使焙烧氧化反应区与还原反应区之间进行负压条件与正压条件的转换。

（5）本装置进口采用机械密封，通过1号和2号自动密封装置交替动作，完成上料工序，保持装置内部负压；出口采用水密封，在压力控制下，使亲合的矿物分子迅速冷却固化；整个装置处于高封闭状态，可防止矿物接触空气中的氧形成二次氧化还原。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明矿物焙烧还原装置的结构简图。

图中：1-进料区，2-干燥预热区，3-焙烧氧化反应区，4-调压区，5-还原反应区，6-出料区，7-水封冷却区，8-1号自动密封装置，9-2号自动密封装置，10-一层燃烧剂添加装置，11-二层燃烧剂添加装置。

具体实施方式

结合附图，一种矿物焙烧还原装置，其包括从上至下依次设置且相互连通的进料区1、干燥预热区2、焙烧氧化反应区3、调压区4、还原反应区5、出料区6与水封冷却区7。在进料区1上下依次设置有1号自动密封装置8与2号自动密封装置9。在干燥预热区2的上部设置有定向加压装置，定向加压装置用于抽真空。在焙烧氧化反应区3的周边上下依次设置有一层燃烧剂添加装置10与二层燃烧剂添加装置11，用于提供燃烧剂。在干燥预热区2、焙烧氧化反应区3与还原反应区5的内部设置有矿物翻转装置。在调压区4的侧壁上设置有多个调压风门。在还原反应区5的下部设置有还原剂添加装置，还原剂添加装置用于提供还原剂。在出料区6设置有自动排矿装置。在水封冷却区7设置有水淬冷却装置。

一种矿物焙烧还原装置的使用方法，包括以下步骤：交替启动1号自动密封装置与2号自动密封装置，使固相矿物经进料区进入干燥预热区。启动定向加压装置，使一层燃烧剂添加装置、二层燃烧剂添加装置提供的气相燃烧剂与还原剂添加装置提供的气相还原剂在定向加压装置的抽力作用下往上运动。在干燥预热区气相燃烧剂与还原剂给矿物预热，然后矿物在自身重力及气压作用下缓慢下降，经焙烧氧化反应区、调压区与还原反应区。焙烧氧化反应区为负压区，控制压力范围为P₀-300Pa～P₀-4000Pa，P₀为大气压强，温度范围为750℃～1250℃，在压力与温度控制下，矿物、燃烧剂与还原剂转化分解，分子达到熔融沸腾状态，在运动中寻找个自“亲合”分子结合。在调压区根据调压需要控制调压风门的开启个数，使还原反应区达到正压条件，为正压区，控制还原反应区压力范围为P₀+300Pa～P₀+4000Pa，P₀为大气压强，温度范围为750℃～1250℃，使亲合的分子还原转化充分。还原反应区还原后的物料经出料区排入水封冷却区，水封冷却区接收已还原的分子并冷却，温度范围控制在50℃～80℃，经水封冷却区冷却稳定后的物料排出。

本发明矿物焙烧还原装置适用于：铁、锰、钡、镁、铝、钛等多种矿物的提纯处理。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

需要说明的是，在本说明书的教导下，本领域技术人员所作出的任何等同替代方式，或明显变型方式，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种矿物焙烧还原装置，其特征在于：包括从上至下依次设置且相互连通的进料区、干燥预热区、焙烧氧化反应区、调压区、还原反应区、出料区与水封冷却区，在进料区设置有自动密封装置，在干燥预热区设置有抽真空的定向加压装置，在焙烧氧化反应区设置有燃烧剂添加装置，在调压区设置有多个调压风门，在还原反应区设置有还原剂添加装置；所述自动密封装置包括上下设置的1号自动密封装置与2号自动密封装置；在干燥预热区、焙烧氧化反应区与还原反应区的内部设置有矿物翻转装置。

2.一种矿物焙烧还原装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)交替启动进料区的1号自动密封装置与2号自动密封装置，使固相矿物经进料区进入干燥预热区；

(2)启动定向加压装置，使燃烧剂添加装置提供的气相燃烧剂与还原剂添加装置提供的气相还原剂在定向加压装置的抽力作用下往上运动；

(3)在干燥预热区气相燃烧剂与还原剂给矿物预热，然后矿物在自身重力及气压作用下缓慢下降，经焙烧氧化反应区、调压区与还原反应区；

(4)焙烧氧化反应区为负压区，控制压力范围为P₀-300Pa～P₀-4000Pa，P₀为大气压强，温度范围为750℃～1250℃，在压力与温度控制下，矿物分子处于活跃状态；

(5)控制调压区调压风门的开启个数，使还原反应区为正压区，控制还原区压力范围为P₀+300Pa～P₀+4000Pa，P₀为大气压强，温度范围为750℃～1250℃，在还原区，矿物分子在高活跃状态下，与还原剂分子进行氧化还原反应，矿物晶型发生本质改变；

(6)还原反应区还原后的物料经出料区排入水封冷却区，水封冷却区温度范围控制在50℃～80℃，物料经水封冷却区冷却稳定后排出。