CN110822891A - 一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，炉体通过支撑装置上的滚圈Ⅰ、Ⅱ支撑，传动装置上通过齿轮啮合传动带动炉体转动；进料装置和出料装置分别设在筒体前、后端，在炉体内置有沿内腔自由运动的破碎螺旋和/或自由螺旋；在夹套装置上设有进、出风口；进料装置采用双螺旋混料浆叶结构或单螺旋连续叶片结构；进、出料装置处炉体两端设有清灰螺旋。该外热式回转炉采用连续间接的方式加热物料，载热气体不与锂辉石混酸料直接接触，减少了含酸烟气处理工序；提高了锂辉石酸化焙烧反应产生的酸熟料纯度，多个进出风口有效避免温度过低反应不充分。炉体内置破碎螺旋和/或自由螺旋可避免物料在炉体内结壁，防止结壁造成的传热效率降低使反应不充分现象。

Description

一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉

技术领域

本发明涉及一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，特别是一种锂辉石与硫酸混合加热酸化反应制备锂辉石酸熟料生产工序的外热式回转炉。

背景技术

锂辉石发现以后，锂作为一种稀有金属元素在现代化建设中起着相当重要的作用，广泛应用于玻璃、陶瓷、石油、化工、冶金、合成橡胶、轻金属焊接、润滑材料、核能发电、高能电池、空调及制冷装备和军需等众多领域。随着新能源科技的发展，锂电池需求迅速增长，对锂盐的需求也不断增大。在高镍三元锂电池及材料需求上升趋势下，用来制备锂盐的原料锂辉石需求量更趋旺盛。

现有的锂辉石提锂方法主要是硫酸法，该法的核心工艺步骤是酸化培烧制备锂辉石酸熟料的过程。现有酸化培烧制备锂辉石酸熟料所用的设备主要有内热式和外热式回转炉两种生产方式，内热式回转炉其工作原理是将燃料燃烧后产生的气体，通过配风降至工艺要求温度后直接通入回转炉炉体，高温气体直接与炉体内的物料接触，实现锂辉石的高温酸化焙烧的处理过程。外热式回转炉其工作原理是将燃料燃烧后产生的气体与炉体外壁强制换热，通过炉体外部的传热对炉体内的物料加热，实现制备酸熟料的过程。

现有锂辉石酸化焙烧的内热式回转炉在生产过程中，载热气体直接与锂辉石混酸料接触产生大量的含酸气体，尾气量大且含酸不好净化处理；同时大量的粉末状原料随尾气被带走，使原料的损耗较大；内热式反应温度不容易控制，反应温度过高时，硫酸在反应过程中汽化分解量较大，使硫酸消耗量增多。载热气体直接与物料接触给原料带来一定的杂质，降低了产品纯度。

现有锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，炉体内仅有翻料抄板，无法解决物料在加热过程中吸热产生粘性，易粘接在炉体内壁上的问题，最终导致炉体传热变差，造成物料在炉体内堵塞，对连续生产造成不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉。该外热式回转炉采用连续间接的方式加热物料，载热气体不与锂辉石混酸料直接接触，尾气中不含酸气，减少了含酸烟气处理工序；外热式间接加热方式物料反应与外界隔绝，提高了锂辉石酸化焙烧反应产生的酸熟料纯度，降低了后序提纯的工作量。外热式夹套可开设多个进出风口，根据物料反应所需的温度情况，进行合理的配风，使物料反应的温度更合理，有效避免温度过低反应不充分；温度过高使硫酸汽化分解，减少硫酸的用量，降低生产成本。在炉体内设置自由螺旋可避免物料在炉体内结壁，防止结壁造成的传热效率降低使反应不充分现象。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

根据本发明提供的一个实施例，本发明提供了一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，包括炉体、支撑装置、滚圈、大齿圈、夹套装置、密封装置、传动装置、进料装置和出料装置，所述炉体通过支撑装置上的滚圈Ⅰ、Ⅱ支撑，传动装置上通过齿轮啮合传动带动炉体转动；进料装置和出料装置分别设在筒体头、尾部，在炉体内置有沿内腔自由运动的破碎螺旋和/或自由螺旋；在夹套装置上设有进、出风口；所述进料装置采用双螺旋混料浆叶结构或单螺旋连续叶片结构，进料装置处炉体头部设有清灰螺旋Ⅱ，出料装置处炉体尾部设有清灰螺旋Ⅰ。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案。

优选的，所述进料装置包括进料输送机、进料箱和密封装置，所述进料输送机采用双螺旋混料浆叶结构，包括壳体，在壳体内驱动装置和联轴器连接的沿筒体长度方向分布的两个螺旋轴，在螺旋轴上分布有桨叶，浆叶按90°和/或180°的角度交错分布。

优选的，所述进料输送机采用单螺旋连续叶片结构。

优选的，所述进料输送机采用进料溜管替代，所述进料溜管与进料箱连通。

优选的，所述两个螺旋轴转向相反，一个正向转动一反向转动。

优选的，沿所述炉体内腔自由运动的破碎螺旋设于炉体进料装置端，沿内炉体内腔自由运动的自由螺旋设于炉体中段。

优选的，所述破碎螺旋为无轴螺旋结构，沿螺旋叶片周向分布若干平行的拉杆，拉杆与螺旋叶片之间固定连接；破碎螺旋外径为炉体内径的0.2～0.9倍。

优选的，所述自由螺旋为有轴螺旋结构，沿螺旋轴长度方向分布有螺旋叶片，螺旋轴与螺旋叶片之间固定连接；自由螺旋外径为炉体内径的0.1～0.5倍。

优选的，所述炉体上设置有多个无线温度传感器，无线温度传感器通过炉体外部的无线温度接收仪连接到中控室，将温度信息反馈到中控室。

优选的，所述炉体内腔设有沿炉体内壁径向分布的抄料板，抄料板分布在炉体内部后端。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1)该回转炉进料输送机采用双螺旋混料浆叶结构，在将物料输送入炉体内部的同时使物料充分混合均匀，可以使反应更充分。

2)该回转炉采用外热式间接加热的方式，载热气体不与锂辉石混酸料直接接触，尾气中不含酸气，减少了含酸烟气处理工序；外热式间接加热方式物料反应与外界隔绝，提高了锂辉石酸化焙烧反应产生的酸熟料纯度，降低了后序提纯的工作量。

3)破碎螺旋和/或自由螺旋在炉体内自由运动，即可以防止物料粘结粘壁，又可以搅拌物料使物料混合更均匀，反应更充分。

4)分布在炉体内后部的抄料板，可以减少物料对炉体内壁的磨损，提高设备的使用寿命，减少成本，增加经济效益。

5)炉体两端的清灰螺旋，可以将进、出料箱与炉体之间沉积的粉尘推入进、出料箱内，避免粉尘堆积过多时对密封装置密封造成影响。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉的结构示意图；

图2是进料输送机的结构示意图；

图3是筒体装置结构示意图。

图中附图标记表示为：1、进料输送机；2、进料箱；3、密封装置；4、滚圈Ⅰ；5、夹套装置；6、出风口；7、炉体；8、滚圈Ⅱ；9、大齿圈；10、出料箱；11、出料口；12、传动装置；13、挡托轮装置；14、进风口；15、托轮装置；16、驱动装置；17、联轴器；18、螺旋轴；19、桨叶；20、壳体；21、破碎螺旋；22、自由螺旋；23、抄料板；24、清灰螺旋Ⅰ；25、测温装置；26、清灰螺旋Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，该用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，包括炉体7、支撑装置、滚圈、大齿圈9、夹套装置5、密封装置3、传动装置12、进料装置和出料装置；在炉体7上设置有滚圈Ⅰ4和滚圈Ⅱ8，它们分别由挡托轮装置13和托轮装置15支撑；大齿圈9设置在靠近挡托轮装置13的炉体7上，通过与传动装置12上的小齿轮啮合传动，带动炉体7在支撑的挡托轮装置13和托轮装置15上连续转动；传动装置12中的主电机采用变频调速电机，可以适应不同工况条件下对炉体7转速的要求。炉体7前端进料装置为进料输送机1和进料箱2，进料箱2与炉体7之间设有密封装置3；出料箱10位于炉体7后端，其上设有出料口11，物料从出料口11排出，进入下一道工序；炉体7上设置有多处用来测量物料温度的无线温度传感器25；无线温度传感器25通过炉体7外部的无线温度接收仪，将精确地测量物料温度信息反馈到中控室，通过反馈的温度信息及物料取样检测情况，及时调整夹套装置5内部通过的热风风量，使物料在合理的反应温度下充分反应。出料箱10与炉体7之间设有密封装置3；密封装置3具有良好的密封性能，能够有效防止炉体7内部酸雾及粉尘溢出污染环境，并减少硫酸的消耗量，节约生产成本。

在炉体7上所设的夹套装置5可设有一个或多个进风口14，一个或多个出风口6；载热气体从进风口14进入夹套装置5与炉体7以及密封装置3形成的热风通道里，间接地对物料加热；夹套装置5采用内保温结构，安装、维修简单方便。夹套装置5两端的密封装置3有效的防止热风溢出，降低热量损失。

如图2所示，为了使锂辉石酸混料均匀混合且快速进入炉体7内，在炉体7前端设有进料输送机1，其结构可为双螺旋混料浆叶结构或单螺旋连续叶片结构。双螺旋混料浆叶结构的进料输送机1包括壳体20，在壳体20内驱动装置16和联轴器17连接有两个沿筒体长度方向分布的螺旋轴18，在螺旋轴18上分布有桨叶19。工作时由驱动装置16通过联轴器17带动螺旋轴18转动，双螺旋一个正向转动一个反向转动，通过螺旋轴18上桨叶19可以充分搅拌物料使物料混合更均匀，反应更充分，同时将物料输送入炉体7内。

该进料输送机1的进料方式可改用进料溜管方式，进料溜管与进料箱连接，进料溜管出口伸入炉体7内部，物料通过溜管进入炉体7内部。

如图3，在炉体7内设有沿内炉体7内腔自由运动的破碎螺旋21和/或自由螺旋22，破碎螺旋21设于炉体7进料装置端，自由螺旋22设于炉体7中段。在一个实施例中，破碎螺旋21为无轴螺旋结构，沿螺旋叶片周向分布若干平行的拉杆，拉杆与螺旋叶片之间固定连接；破碎螺旋21外径为炉体7内径的0.2～0.9倍。在另一个实施例中，自由螺旋22为有轴螺旋结构，沿螺旋轴长度方向分布有螺旋叶片；自由螺旋22外径为炉体7内径的0.1～0.5倍。破碎螺旋21和自由螺旋22可以单独设置也可以同时设置，其作用是破碎结块物料，使混料更充分，还能防止物料粘结粘壁，同时还有搅拌物料的作用。

抄料板23分布在炉体7内部后端，抄料板23沿炉体内腔内壁径向分布，可以降低物料对炉体7的磨损，提高设备使用寿命。

在炉体进、出料端设有清灰螺旋Ⅱ26和清灰螺旋Ⅰ24，可以将进、出料箱与炉体7之间沉积的粉尘推入进、出料箱内，避免粉尘堆积。

需要说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。

凡在本发明的精神、原则和宗旨之内，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，包括炉体(7)、支撑装置、滚圈、大齿圈(9)、夹套装置(5)、密封装置(3)、传动装置(12)、进料装置和出料装置，所述炉体(7)通过支撑装置上的滚圈Ⅰ、Ⅱ(4、8)支撑，传动装置(12)上通过齿轮啮合传动带动炉体(7)转动；进料装置和出料装置分别设在炉体(7)头、尾部；在夹套装置(5)上设有进、出风口(14、6)；其特征在于，在炉体(7)内置有沿内腔自由运动的破碎螺旋(21)和/或自由螺旋(22)；所述进料装置采用双螺旋混料浆叶结构或单螺旋连续叶片结构；所述进料装置炉体头部设有清灰螺旋Ⅱ(26)；所述出料装置炉体尾部设有清灰螺旋Ⅰ(24)。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，其特征在于，所述进料装置包括进料输送机(1)、进料箱(2)和密封装置(3)，所述进料输送机(1)采用双螺旋混料浆叶结构，包括壳体(20)，在壳体(20)内驱动装置(16)和联轴器(17)连接的沿筒体长度方向分布的螺旋轴(18)，在螺旋轴(18)上分布有桨叶(19)，所述浆叶(19)按90°和/或180°的角度交错分布。

3.根据权利要求2所述的一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，其特征在于，所述进料输送机(1)采用单螺旋连续叶片结构。

4.根据权利要求2所述的一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，其特征在于，所述进料输送机(1)采用进料溜管替代，所述进料溜管与进料箱(2)连通。

5.根据权利要求2所述的一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，其特征在于，所述螺旋轴(18)为两个，一个正向转动一个反向转动。

6.根据权利要求1所述的一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，其特征在于，沿所述炉体(7)内腔自由运动的破碎螺旋(21)设于炉体(7)进料装置端，沿内炉体(7)内腔自由运动的自由螺旋(22)设于炉体(7)中段。

7.根据权利要求1或6所述的一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，其特征在于，所述破碎螺旋(21)为无轴螺旋叶片结构，沿螺旋叶片周向分布若干平行的拉杆，拉杆与螺旋叶片之间固定连接；破碎螺旋(21)外径为炉体(7)内径的0.2～0.9倍。

8.根据权利要求1或6所述的一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，其特征在于，所述自由螺旋(22)为有轴螺旋结构，沿螺旋轴长度方向分布有螺旋叶片，螺旋轴与螺旋叶片之间固定连接；自由螺旋(22)外径为炉体(7)内径的0.1～0.5倍。

9.根据权利要求1所述的一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，其特征在于，所述炉体(7)上设置有多个无线温度传感器(25)，无线温度传感器(25)通过炉体外部的无线温度接收仪连接到中控室。

10.根据权利要求1所述的一种用于锂辉石酸化焙烧的外热式回转炉，其特征在于，所述炉体(7)内腔设有沿炉体内壁径向分布的抄料板(23)，抄料板(23)分布在炉体(7)内部后端。

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