CN106152785B - 一种矿石微波处理的加热炉及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿石微波处理的加热炉及其使用方法。所述加热炉，包括：微波处理腔7；进料口3与所述微波处理腔7顶部固定连接；抽风机2与微波处理腔7顶部通过管道固定连接；布料器4通过横杆与微波处理腔7固定连接，布料器4顶端与进料口3出口中心线重合；微波发生器5位于微波处理腔7四周；气体压力传感器6位于微波处理腔7内部，与微波处理腔7固定连接；排料端9进口与微波处理腔7底部固定连接，在排料端9中部设置排料控制装置8；冷却池10位于排料端9的下部；鼓风机16位于微波处理腔7底部，与微波处理腔7通过管道固定连接；风量控制器18与抽风机2、鼓风机16电气连接。本装置结构简单、使用安全方便；本方法能够实现矿石的高温快速处理、使矿物高效解离、满足连续作业需求。

Description

一种矿石微波处理的加热炉及其使用方法

技术领域

本发明属于矿石微波处理技术领域，具体涉及一种矿石微波处理的加热炉及其使用方法。

背景技术

目前，矿石传统的加热设备有电炉、回转窑和竖炉等，传统的加热设备一般采用电、煤或者天然气来加热，这些方法存在加热效率低，升温缓慢，污染严重，能耗高，浪费大量能源或对矿石的处理效果差等缺点。

微波作为一种新的加热方式，在日常生活中得到了广泛的应用。微波在对矿石的加热过程中，矿石吸收微波产生高温，从内部开始加热。利用微波加热矿石，矿石的升温速率快，能快速的升到处理温度，提高了矿石的处理效率。因此微波在矿石热处理领域应用得越来越广泛。

“一种用煤矸石处理含氧煤层气的方法”（CN201210174850.4），是以含氧煤层气为原料，以煤矸石为催化脱氧剂，在微波加热炉内进行热化学处理，经煤矸石与含氧煤层气作用，以及脱硫净化、变压吸附分离并压缩制成脱氧脱硫甲烷液化气体、液化二氧化碳和液化氮。该方法虽能使矿石在炉内迅速升到高温，但不能控制矿石在微波加热炉内的加热时间，不能使矿石得到有效的处理。

“一种微波轻烧菱镁矿、白云石的装置”（CN201420345056.6）采用微波加热炉、触摸屏和PLC集中控制，提高了整个设备的自动化程度和工艺精度，保证了产品品质，能大批处理菱镁矿、白云石，实现产业化规模生产，提高了生产效率。该装置虽能使矿石在炉内迅速升温，但不能使矿石有效地分散在微波场中，不能使物料得到有效的处理，该装置没有冷却矿石的装置，高温的矿石排出易对机械设备造成损害。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种结构简单、使用安全方便、能够实现快速对矿石高温处理、能使矿物高效解离和满足连续作业需求的微波加热炉及其使用方法。

为实现上述目的，本发明的一个方面，提出一种矿石微波处理的加热炉，包括

微波处理腔；

进料口，所述进料口与所述微波处理腔顶部固定连接；

抽风机，所述抽风机与微波处理腔顶部通过管道固定连接；

布料器，所述布料器位于微波处理腔内上部，通过横杆与微波处理腔固定连接，所述布料器顶端与进料口出口中心线重合；

微波发生器，所述微波发生器位于微波处理腔四周，微波发生器与微波处理腔固定连接；

气体压力传感器，所述气体压力传感器位于微波处理腔内部，气体压力传感器与微波处理腔固定连接；

排料端，所述排料端进口与微波处理腔底部固定连接，在所述排料端中部设置排料控制装置；

冷却池，所述冷却池位于排料端的下部，与排料端外壁固定连接；

鼓风机，所述鼓风机位于微波处理腔底部，与微波处理腔通过管道固定连接；

风量控制器，所述风量控制器安装在微波处理腔外部，所述风量控制器与抽风机、鼓风机电气连接。

进一步地，所述布料器为圆柱阶梯形。

进一步地，所述抽风机通过管道连接除尘装置。

进一步地，所述微波处理腔由吸波性能差的硬质合金制成。

进一步地，所述冷却池底部设置矿浆泵，所述矿浆泵与冷却池通过管道连接；所述冷却池内壁上下固定有最低水位监测传感器和最高水位监测传感器；所述冷却池上部设置进水管、水蒸气输送管。

进一步地，所述微波处理腔外部设有微波发生器保护套，所述微波发生器保护套是由能屏蔽微波的材料制成，如镀锡金属板。

进一步地，所述微波发生器沿微波处理腔轴向均匀分布5-10组，沿微波处理腔径向均匀分布5-10组。

进一步地，所述排料控制装置上设有配重块，所述配重块调节排料控制装置的开启条件。

本发明装置的有益效果是：本装置具有更少的机械装置，采用圆柱阶梯形布料器可以有效减少矿石对微波处理腔和缓冲装置的损害，延长微波处理腔和缓冲装置的寿命，与现有的微波加热技术相比，本装置对微波发生器具有保护装置，防止微波泄露，因此本装置具有结构简单、使用安全方便的优点。

本发明的另一个方面，本发明提出一种矿石微波处理的加热炉的使用方法，其步骤包括：

S1： 矿石从进料口经过布料器进入到微波处理腔；

S2： 根据矿石的吸波特性和颗粒大小，计算出标准气体压力值，通过风量控制器控制鼓风机和抽风机的风量从而控制矿石在微波处理腔中的时间；

S3：矿石经过微波处理腔进入排料端，落到排料控制装置上；

S4：当矿石量达到排料控制装置的开启条件时，排料控制装置打开，矿石通过排料端进入到冷却池中；

S5：矿石排完后，排料控制装置自动关闭；

S6：矿石经过排料端进入冷却池冷却时，产生的水蒸气由水蒸气输送管预热鼓风机鼓出的空气，热空气在微波处理腔中干燥矿石；

S7：矿石进入冷却池变为矿浆，矿浆泵将矿浆抽入后续工序；

S8：矿浆泵将矿浆抽入后续工序，冷却池矿浆面下降，矿浆面下降到最低水位监测传感器处，进水管向冷却池中注水；当矿浆面到达最高水位监测传感器处，进水管停止向冷却池中注水。

进一步地，所述风量控制器主程序流程为：

a、程序初始化；

b、设定标准气体压力值；

c、如气体压力传感器的读数小于标准气体压力值，执行步骤d，如气体压力传感器的读数大于标准气体压力值，执行步骤e；

d、增大鼓风机风量；

e、减小鼓风机风量。

本发明方法的有益效果是：与传统的加热方式相比，本方法采用微波加热方式，升温速率更快，热能转换效率更高，与现有的微波加热方式相比，本方法可以根据矿石特性及工艺过程需要调整矿石的微波处理时间及微波功率，实现微波对矿石的高效处理，促进矿物解离，本方法可以使矿石在微波加热炉内加热后自动排出，进入到后续工序，能连续作业；因此本方法能够实现对矿石的高温快速处理、使矿物高效解离、满足连续作业需求。

附图说明

图1是一种矿石微波处理的加热炉的结构图。

图2是风量控制器的主程序流程图。

图中：1-除尘装置；2-抽风机；3-进料口；4-布料器；5-微波发生器；6-气体压力传感器；7-微波处理腔；8-排料控制装置；9-排料端；10-冷却池；11-矿浆泵；12-最低水位监测传感器；13-最高水位监测传感器；14-进水管；15-水蒸气输送管；16-鼓风机；17-微波发生器保护套；18-风量控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步地说明。

如图1所示，一种矿石微波处理的加热炉，包括：

微波处理腔7；

进料口3，所述进料口3与所述微波处理腔7顶部固定连接；

抽风机2，所述抽风机2与微波处理腔7顶部通过管道固定连接；

布料器4，所述布料器4位于微波处理腔7内上部，通过横杆与微波处理腔7固定连接，所述布料器4顶端与进料口3出口中心线重合；

微波发生器5，所述微波发生器5位于微波处理腔7四周，微波发生器5与微波处理腔7固定连接；

气体压力传感器6，所述气体压力传感器6位于微波处理腔7内部，气体压力传感器6与微波处理腔7固定连接；

排料端9，所述排料端9进口与微波处理腔7底部固定连接，在所述排料端9中部设置排料控制装置8；

冷却池10，所述冷却池10位于排料端9的下部，与排料端9外壁固定连接；

鼓风机16，所述鼓风机16位于微波处理腔7 底部，与微波处理腔7通过管道固定连接；

风量控制器18，所述风量控制器18安装在微波处理腔7外部，所述风量控制器18与抽风机2、鼓风机16电气连接。

所述布料器4为圆柱阶梯形。

所述抽风机2通过管道连接除尘装置1。

所述微波处理腔7由吸波性能差的硬质合金制成。

所述冷却池10底部设置矿浆泵11，所述矿浆泵11与冷却池10通过管道连接；所述冷却池10内壁上下固定有最低水位监测传感器12和最高水位监测传感器13；所述冷却池10上部设置进水管14、水蒸气输送管15。

所述微波处理腔7外部设有微波发生器保护套17，所述微波发生器保护套17 是镀锡金属板。

所述微波发生器5沿微波处理腔7轴向均匀分布5-10组，沿微波处理腔7径向均匀分布5-10组。

所述排料控制装置8上设有配重块，所述配重块调节排料控制装置8的开启条件。

一种矿石微波处理的加热炉的使用方法，其步骤包括：

S1： 矿石从进料口3经过布料器4进入到微波处理腔7；

S2： 根据矿石的吸波特性和颗粒大小，计算出标准气体压力值，通过风量控制器18控制鼓风机16和抽风机2的风量从而控制矿石在微波处理腔7中的时间；

S3：矿石经过微波处理腔7进入排料端9，落到排料控制装置8上；

S4：当矿石量达到排料控制装置8的开启条件时，排料控制装置8打开，矿石通过排料端9进入到冷却池10中；

S5：矿石排完后，排料控制装置8自动关闭；

S6：矿石经过排料端9进入冷却池10冷却时，产生的水蒸气由水蒸气输送管15预热鼓风机16鼓出的空气，热空气在微波处理腔7中干燥矿石；

S7：矿石进入冷却池10变为矿浆，矿浆泵11将矿浆抽入后续工序；

S8：矿浆泵11将矿浆抽入后续工序，冷却池10矿浆面下降，矿浆面下降到最低水位监测传感器12处，进水管14向冷却池10中注水；当矿浆面到达最高水位监测传感器13处，进水管14停止向冷却池10中注水。

所述风量控制器18主程序流程为：

a、程序初始化；

b、设定标准气体压力值；

c、如气体压力传感器6的读数小于标准气体压力值，执行步骤d，如气体压力传感器6的读数大于标准气体压力值，执行步骤e；

d、增大鼓风机16风量；

e、减小鼓风机16风量。

根据伯努利方程计算推导可得：

上述方程中，进入加热炉的矿石的粒径为r，所在地的重力加速度为g，据上述推导，可确定使物料悬浮在焙烧炉内的加热腔内部的标准压力值mg/S，确定加热腔内部的风速v，根据v的大小的调节鼓风机和抽风机的风速。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种矿石微波处理的加热炉，其特征在于包括：

微波处理腔(7)；

进料口(3)，所述进料口(3)与所述微波处理腔(7)顶部固定连接；

抽风机(2)，所述抽风机(2)与微波处理腔(7)顶部通过管道固定连接；

布料器(4)，所述布料器(4) 位于微波处理腔(7)内上部，通过横杆与微波处理腔(7)固定连接，所述布料器(4) 顶端与进料口(3)出口中心线重合；所述布料器(4)为圆柱阶梯形；

微波发生器(5)，所述微波发生器(5)位于微波处理腔(7)四周，微波发生器(5)与微波处理腔(7)固定连接；

气体压力传感器(6)，所述气体压力传感器(6)位于微波处理腔(7)内部，气体压力传感器(6)与微波处理腔(7)固定连接；

排料端(9)，所述排料端(9)进口与微波处理腔(7)底部固定连接，在所述排料端(9)中部设置排料控制装置(8)；所述排料控制装置(8)上设有配重块，所述配重块调节排料控制装置(8)的开启条件；

冷却池(10)，所述冷却池(10)位于排料端(9)的下部，与排料端(9)外壁固定连接；所述冷却池(10)底部设置矿浆泵(11)，所述矿浆泵(11)与冷却池(10)通过管道连接；所述冷却池(10)内壁上下固定有最低水位监测传感器(12)和最高水位监测传感器(13)；所述冷却池(10)上部设置进水管(14)、水蒸气输送管(15)鼓风机(16)，所述鼓风机(16)位于微波处理腔(7)底部，与微波处理腔(7)通过管道固定连接；

风量控制器(18)，所述风量控制器(18)安装在微波处理腔(7)外部，所述风量控制器(18)与抽风机(2)、鼓风机(16)电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿石微波处理的加热炉，其特征在于所述抽风机(2)通过管道连接除尘装置(1)。

3.根据权利要求1所述的一种矿石微波处理的加热炉，其特征在于所述微波处理腔(7)

由吸波性能差的硬质合金制成。

4.根据权利要求1所述的一种矿石微波处理的加热炉，其特征在于所述微波处理腔(7)

外部设有微波发生器保护套(17)，所述微波发生器保护套(17) 是镀锡金属板。

5.根据权利要求1所述的一种矿石微波处理的加热炉，其特征在于所述微波发生器(5)沿微波处理腔(7)轴向均匀分布5-10组，沿微波处理腔(7)径向均匀分布5-10组。

6.权利要求1-5任一项所述矿石微波处理加热炉的使用方法，其特征步骤包括：

S1：矿石从进料口(3)经过布料器(4)进入到微波处理腔(7)；

S2：根据矿石的吸波特性和颗粒大小，计算出标准气体压力值，通过风量控制器(18)控制鼓风机(16)和抽风机(2)的风量从而控制矿石在微波处理腔(7)中的时间；

S3：矿石经过微波处理腔(7)进入排料端(9)，落到排料控制装置(8)上；

S4：当矿石量达到排料控制装置(8)的开启条件时，排料控制装置(8)打开，矿石通过排料端(9)进入到冷却池(10)中；

S5：矿石排完后，排料控制装置(8)自动关闭；

S6：矿石经过排料端(9)进入冷却池(10)冷却时，产生的水蒸气由水蒸气输送管(15)预热鼓风机(16)鼓出的空气，热空气在微波处理腔(7)中干燥矿石；

S7：矿石进入冷却池(10)变为矿浆，矿浆泵(11)将矿浆抽入后续工序；

S8：矿浆泵(11)将矿浆抽入后续工序，冷却池(10)矿浆面下降，矿浆面下降到最低水位监测传感器(12)处，进水管(14)向冷却池(10)中注水；当矿浆面到达最高水位监测传感器(13)处，进水管(14)停止向冷却池(10)中注水。

7.根据权利要求6所述矿石微波处理的加热炉的使用方法，其特征在于所述风量控制器(18)主程序流程为：

a、程序初始化；

b、设定标准气体压力值；

c、如气体压力传感器(6)的读数小于标准气体压力值，执行步骤d，如气体压力传感器(6)的读数大于标准气体压力值，执行步骤e；

d、增大鼓风机(16)风量；

e、减小鼓风机(16)风量。