CN111394570A - 一种外加热回转炉脱砷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外加热回转炉脱砷装置，包括：进料系统、用于传输和供物料反应的回转筒体、用于外加热所述回转筒体的外加热装置、用于驱动所述回转筒体转动的动力装置、出料系统、用于冷却所述回转筒体内反应后的物料的冷却系统、用于向所述回转筒体中充入空气或富氧气体的气氛控制系统、收尘系统、电控系统及操作平台。根据不同的物料调整回转筒体的倾斜角度，可满足不同的物料强度，结构简单，操作方便，实现了自动加工，可以降低劳动成本，物料的反应和收集均在装置内部进行，作业环境良好，易维护且成本较低。

Description

一种外加热回转炉脱砷装置

技术领域

本发明涉及有色金属冶金资源化处置技术领域，更具体地说，涉及一种外加热回转炉脱砷装置。

背景技术

砷作为铜矿、铅矿、锌矿、锡矿等矿物的伴生物，且砷会在铜、锌、铅、锡、锑等有色金属冶炼过程中以三氧化二砷、砷碱渣、硫化砷等形态产出。

近年来，随着人们对砷污染认严重性认识的加深，如何降低砷在有色金属冶炼过程的危害，以及资源化处理含砷物料，一直困扰着有色金属冶炼企业。目前，国内外有色金属企业都在研究含砷物料的无害化与资源化处置技术。都期望通过合理处置含砷物料，来改善环境，并创造良好的社会与经济效益。传统的金属砷生产方式存在作业环境差、劳动强度大、成本高的问题。

综上所述，如何改善金属砷的生产作业环境、降低劳动强度并节省成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种外加热回转炉脱砷装置，利用该装置进行有色金属冶炼可以降低劳动强度、降低成本，并且作业环境良好。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种外加热回转炉脱砷装置，包括：进料系统、用于传输和供物料反应的回转筒体、用于外加热所述回转筒体的外加热装置、用于驱动所述回转筒体转动的动力装置、出料系统、用于冷却所述回转筒体内反应后的物料的冷却系统、用于向所述回转筒体中充入空气或富氧气体的气氛控制系统、收尘系统、电控系统及操作平台；

所述进料系统连接于所述回转筒体的进料端，所述外加热装置设置于所述回转筒体的外部，所述出料系统设置于所述回转筒体的出料端，所述冷却系统设置于所述回转筒体的出料端与所述出料系统之间，所述气氛控制系统分别与所述回转筒体和所述出料系统的内部气连通，所述收尘系统设置于所述进料系统的出料端和所述热解干燥装置的进料端之间，所述进料系统、收尘系统、所述动力装置、所述冷却系统、所述出料系统、所述气氛控制系统均与所述电控系统信号连接，所述进料系统、所述收尘系统、所述回转筒体、所述出料系统及所述气氛控制系统均设置于所述操作平台上，所述回转筒体可调节倾斜角度的设置于所述操作平台上。

优选的，所述操作平台包括支撑平台和设置于所述支撑平台上的、可以调节倾角的倾斜平台，所述回转筒体设置于所述倾斜平台上。

优选的，所述倾斜平台的一端铰接于所述操作平台，另一端下部设有用于调节所述倾斜平台角度的倾角调节系统。

优选的，所述进料系统包括真空上料机、料位计、料仓、电动阀门、螺旋给料机，所述真空上料机连接于所述料仓的进料口，所述料位计设置于所述料仓内，所述电动阀门设置于所述料仓的出料口，所述螺旋给料机设置于所述料仓的出料口与所述回转筒体之间。

优选的，所述操作平台上设有若干用于支撑所述回转筒体转动的托辊。

通过操作电控系统，物料由进料系统进入，经过收尘系统的除尘后进入回转筒体中，启动动力装置，动力装置带动回转筒体转动，由于回转筒体的进料端高于回转筒体的出料端，在重力的作用下，物料会沿回转筒体的进料端运动至出料端，启动外加热装置，利用回转筒体的热传导将热量传递至回转筒体内部对物料进行热解，热解后的物料由回转筒体的出料端排出，启动冷却系统，对回转筒体排出的物料进行冷却，冷却后进入出料系统排出。上述过程中，在回转筒体对物料进行热解时，启动气氛控制系统，气氛控制系统向回转筒体内充入空气或富氧气体，以稳定热解物料，得到所需的产品。

根据不同的物料调整回转筒体的倾斜角度，可满足不同的物料强度，结构简单，操作方便，实现了自动加工，可以降低劳动成本，物料的反应和收集均在装置内部进行，作业环境良好，易维护且成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的外加热回转炉脱砷装置的示意图；

图2为本发明所提供的回转筒体外设置翻抄板和振打机构的示意图；

图3为本发明所提供的外加热装置的示意图；

图4为本发明所提供的动力装置的示意图；

图5为本发明所提供的出料系统的示意图；

图6为本发明所提供的气氛控制系统的示意图；

图7为本发明所提供的冷却水箱的示意图；

图8为本发明所提供的收尘系统的示意图；

图9为本发明所提供的进料系统的示意图；

图10为图1中Ⅰ的放大图；

图11为图1中Ⅱ的放大图。

图1-11中：

1-进料系统、2-一级沉降室、3-回转筒体、4-外加热装置、5-动力装置、6-出料系统、7-冷却系统、8-操作平台、9-电控系统、10-料位计、11-热电偶、12-水冷腔、13-进气管、14-水泵、15-翻抄板、16-挡水圈、17-振打机构、18-保温层、19-硅碳棒、20-链轮防护罩、21-从动链轮、22-主动链轮、23-料筒、24-蝶阀、25-进气软管、26-电磁阀、27-气瓶、28-注水口、29-出水口、30-回水球阀、31-烟囱、32-风机、33-喷淋塔、34-管道、35-布袋收尘、36-二级沉降室、37-真空泵、38-真空管道、39-料仓、40-电动阀门、41-原料仓、42-液压千斤顶、43-铰链座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种外加热回转炉脱砷装置，利用该装置进行有色金属冶炼可以降低劳动强度、降低成本，并且作业环境良好。

请参考图1-11，图1为本发明所提供的外加热回转炉脱砷装置的示意图；图2为本发明所提供的回转筒体外设置翻抄板和振打机构的示意图；图3为本发明所提供的外加热装置的示意图；图4为本发明所提供的动力装置的示意图；图5为本发明所提供的出料系统的示意图；图6为本发明所提供的气氛控制系统的示意图；图7为本发明所提供的冷却水箱的示意图；图8为本发明所提供的收尘系统的示意图；图9为本发明所提供的进料系统的示意图；图10为图1中Ⅰ的放大图；图11为图1中Ⅱ的放大图。

一种外加热回转炉脱砷装置，包括：进料系统1、用于传输和供物料反应的回转筒体3、用于外加热回转筒体3的外加热装置4、用于驱动回转筒体3转动的动力装置5、出料系统6、用于冷却回转筒体3内反应后的物料的冷却系统7、用于向回转筒体3中充入空气或富氧气体的气氛控制系统、收尘系统、电控系统9及操作平台8；

进料系统1连接于回转筒体3的进料端，外加热装置4设置于回转筒体3的外部，出料系统6设置于回转筒体3的出料端，冷却系统7设置于回转筒体3的出料端与出料系统6之间，气氛控制系统分别与回转筒体3和出料系统6的内部气连通，收尘系统设置于进料系统1的出料端和热解干燥装置的进料端之间，进料系统1、收尘系统、动力装置5、冷却系统7、出料系统6、气氛控制系统均与电控系统9信号连接，进料系统1、收尘系统、回转筒体3、出料系统6及气氛控制系统均设置于操作平台8上，回转筒体3可调节倾斜角度的设置于操作平台8上。

需要说明的是，电控系统9包括PLC、电磁继电器、时间继电器、变频器、料位计10、热电偶等，通过各传感器反馈的信息，PLC自动控制进料系统1进料、外加热装置4加热、冷却系统7冷却、气氛控制系统的进风量等。

由于回转筒体3为直线型圆筒，并且回转筒体3可调节倾斜角度的设置于操作平台8上，所以回转筒体3是一个与水平线略成倾斜的旋转圆筒，物料从高的一端进入，粉料受到布置在中部的外加热装置4的热量辐射，间接得到了加热，粉料中的三氧化二砷受热挥发(还可以通过控制炉内气氛使硫化砷挥发后氧化成三氧化二砷除去)，使得粉料中砷的得以三氧化二砷形成脱除。

脱砷时间与回转筒体3转动速度有关，回转筒体3转速越大，脱砷时间越短；反之，脱砷时间长。考虑到硫化砷挥发后需氧化才能得到三氧化二砷，因此，实际生产过程中温必须对设备充入空气或富氧空气，使得挥发后的硫化砷能氧化完全。粉料经过加工后，最终可直接进行收集装袋。

回转筒体3进料端有排气管道，通过将筒内物料挥发份气体外排实现气体流动；考虑烟气中含有一定量的三氧化二砷，烟气在前端进行沉降之后，经由收尘系统过滤后的尾气可达标排放。

通过操作电控系统9，物料由进料系统1进入，经过收尘系统的除尘后进入回转筒体3中，启动动力装置5，动力装置5带动回转筒体3转动，由于回转筒体3的进料端高于回转筒体3的出料端，在重力的作用下，物料会沿回转筒体3的进料端运动至出料端，启动外加热装置4，利用回转筒体3的热传导将热量传递至回转筒体3内部对物料进行热解，热解后的物料由回转筒体3的出料端排出，启动冷却系统7，对回转筒体3排出的物料进行冷却，冷却后进入出料系统6排出。上述过程中，在回转筒体3对物料进行热解时，启动气氛控制系统，气氛控制系统向回转筒体3内充入空气或富氧气体，以稳定热解物料，得到所需的产品。

根据不同的物料调整回转筒体3的倾斜角度，可满足不同的物料强度，结构简单，操作方便，实现了自动加工，可以降低劳动成本，物料的反应和收集均在装置内部进行，作业环境良好，易维护且成本较低。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，操作平台8包括支撑平台和设置于支撑平台上的、可以调节倾角的倾斜平台，回转筒体3设置于倾斜平台上。

需要说明的是，操作平台8主要由可以调节倾角的倾斜平台与支撑平台构成。倾斜平台由22#槽钢构成，主要用来支撑回转筒体3及附属系统。支撑平台用来支撑整个系统以及操作检修，主要由16#工字钢及16#槽钢构成。在支撑平台上设置倾斜平台便于对回转筒体3的倾斜角度进行调节。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，倾斜平台的一端铰接于支撑平台，另一端下部设有用于调节倾斜平台角度的倾角调节系统。

需要说明的是，倾斜平台铰接于支撑平台的一端设有铰链座43，在支撑平台上设置倾角调节系统，便于调节倾斜平台的角度，倾角调节系统与电控系统9信号连接，倾角调节系统可以将回转筒体3倾斜角度在3°～5°范围内调节。在尾部设一对铰链，可用液压千斤顶42调整筒体倾斜角度，前部设有两吊耳，也可用行车调整角度。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，进料系统1包括真空泵37、料位计10、料仓39、电动阀门40、螺旋给料机，真空泵37连接于料仓39的进料口，料位计10设置于料仓39内，电动阀门40设置于料仓39的出料口，螺旋给料机设置于料仓39的出料口与回转筒体3之间。真空泵37与料仓39的进料口通过真空管道38连接，料仓39还连接于原料仓41，通过料位计10的信号反馈，控制好真空泵37的上料，然后再通过调节螺旋给料机给料速度，控制进料速度和进料量。真空上料可杜绝粉尘污染。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，操作平台8上设有若干用于支撑回转筒体3转动的托辊。使用托辊可以稳定支撑回转筒体3，并且不会阻碍回转筒体3运动，为了稳定支撑回转筒体3，托辊的数量可以根据实际情况进行设置，且分别设置于回转筒体3的前、中、后部。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，回转筒体3包括筒体，筒体的内壁上设有用于翻抄物料的翻抄板15，筒体的外周设有振打机构17，筒体的外周设有若干挡水圈16。

需要说明的是，筒体采用316L材质离心铸造，筒体内壁设有抄板，物料在筒内前移过程中，通过利用筒内抄动装置翻动物料，使物料热传导或热风充分接触，物料直接或间接得到了干加热的目的。在筒体的外周设置振打机构17可以防止粉料因粘接堆积。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，外加热装置4包括外壳，外壳内壁上设有保温层18，保温层18的内侧设有硅碳棒19，外壳的外部设有用于控制外壳内部温度的控温热电偶11，控温热电偶11与电控系统9信号连接。

需要说明的是，外壳的形状为长方体形，外壳的上部设有可拆卸的上盖，可以拆下上盖将筒体安装于外壳内部后，再将上盖安装好。内壁上设有保温层18，可以减少热量的散失，提升热效率，硅碳棒19为电热元件，与控温热电偶11配套使用，可得到精确的恒定温度，又可根据生产工艺的需要按曲线自动调温。使用硅碳棒19加热既方便，又安全可靠。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，动力装置5包括变频电机，变频电机的输出轴连接于减速机，减速机的输出轴上设有主动链轮22，回转筒体3的外部设有从动链轮21，主动链轮22与从动链轮21之间通过链条传动连接。

需要说明的是，在驱动回转筒体3时，启动变频电机，变频电机输出动力经过减速机到达减速机输出轴上的主动链轮22，主动链轮22转动时可带动链条传动，链条传动可以带动从动链轮21转动，主动链轮22与从动链轮21处于同一平面内，且转动方向相同，从而实现驱动回转筒体3转动。主动链轮22和从动链轮21的外部可以设置链轮防护罩20来进行防尘。本实施例通过链传动的驱动方式驱动回转筒体3转动，该方式无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，出料系统6包括料筒23，料筒23的侧面设有与回转筒体3连接的进料口，料筒23的底部设有出料端，料筒23的出料端设有蝶阀24，料筒23的侧面设有用于连接气氛控制装置的出气管的进气管13。

需要说明的是，料筒23上部为圆柱状，下部为倒圆锥状，设置料筒23时，将侧面的进料口连接于回转筒体3，使料筒23的内部与回转筒体3的内部连通，从而保证物料可以进入料筒23中，进入料筒23中的物料会在重力的作用下向下运动至底部的出料端，通过控制蝶阀24的开闭可以实现物料的排出或停止排出，气氛控制装置通过出气管连接于料筒23的进气管13，以向料筒23内及回转筒体3内进惰性气体，以保护物料防止氧化。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，气氛控制系统包括气瓶27，气瓶27的出气管与料筒23的进气管13之间设有电磁阀26。气瓶27的出气管与料筒23的进气管13之间通过进气软管25连接，电磁阀26可控制气瓶27向料筒23内进气的时间和量，电磁阀26与电控系统9连接，电控系统9通过操控电磁阀26以操控料筒23和回转筒体3内的进气量，可以实现自动进气和自动切断进气。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，冷却系统7为水冷系统，水冷系统包括冷却水箱、水泵14、套装于回转筒体3与出料系统6之间的传输筒外部的水冷腔12，水冷腔12的顶部和侧部设有若干雾化喷嘴，水冷腔12的底部设有出水嘴，水冷腔12的内壁上设有衬板，水泵14设置于冷却水箱内。需要说明的是，冷却水箱用于储水，冷却水箱包括用于向内注水的注水口28、用于连接水泵的出水口29和用于连接出水嘴的回水口，回水口上设置回水球阀30，水冷腔12与冷却水箱之间通过泵水管和回水管连接，泵水管的一端连接于冷却水箱内的水泵14的泵水口，另一端连接于若干雾化喷嘴，水泵14泵出的水直接经过雾化喷嘴喷在回转筒体3的顶部和侧部，喷在回转筒体3上的水会向下流动至水冷腔12的底部，由出水嘴排出，出水嘴通过回水管连接于冷却水箱，排出的水再次回到冷却水箱中，从而实现循环冷却。在水冷腔12的内壁上设置衬板可以防止水冷腔12生锈，增加水冷腔12的使用寿命。本实施例通过循环冷却的方式对热解后的物料进行冷却，冷却效果显著，并且可以节约用水。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，收尘系统包括沉降室、布袋收尘35、喷淋塔33、风机32，沉降室设置于进料系统1和回转筒体3之间，第一密封装置设置于沉降室与回转筒体3的进料端之间，布袋收尘35连接于沉降室，喷淋塔33连接于布袋收尘35，风机32连接于喷淋塔33，风机32还连接于烟囱31。需要说明的是，沉降室和布袋收尘35之间、布袋收尘35和喷淋塔33之间、喷淋塔33和风机32之间、风机32和烟囱31之间均通过管道34连接。沉降室包括一级沉降室2和二级沉降室36，沉降室是使含尘气流中的尘粒借助重力作用自然沉降，来达到净化气体的装置。驱动风机32后，气体由沉降室进入布袋收尘35，沉降室可以使排出的气体得到第一次净化，之后通过布袋收尘35进行第二次除尘，气体进入喷淋塔33后喷淋塔33内喷洒液体，粘连喷淋塔33内部气体中的杂质下降，进一步净化排出的气体，气体经过喷淋塔33后由烟囱31排出。本实施例可以净化排入大气中的气体，使排放达到标准。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，所述回转筒体3的进料端设有第一密封装置，所述出料系统6的进料端设有第二密封装置。

由于在回转筒体3的进料端设有第一密封装置，在出料系统6的进料端均设置第二密封装置，使物料传递过程保证密封性，防止其他气体进入。利用气氛控制系统控制回转筒体3内的充入的气体可以实现气氛的可控性，相对于现有技术，本外加热气氛干燥热解装置热解物料后得到的产品纯度高、稳定性强。

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，第一密封装置包括第一耐高温密封圈和第一密封阀门，第二密封装置包括第二耐高温密封圈和第二密封阀门。

需要说明的是，第一耐高温密封圈和第一密封阀门可以实现回转筒体3与沉降室的动态密封，第二耐高温密封圈和第二密封阀门可以保证回转筒体3和出料系统6的动态密封，可阻止外部空气进入及回转筒体3内部气氛外泄，保回转筒体3内部的气氛。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的外加热回转炉脱砷装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种外加热回转炉脱砷装置，其特征在于，包括：进料系统(1)、用于传输和供物料反应的回转筒体(3)、用于外加热所述回转筒体(3)的外加热装置(4)、用于驱动所述回转筒体(3)转动的动力装置(5)、出料系统(6)、用于冷却所述回转筒体(3)内反应后的物料的冷却系统(7)、用于向所述回转筒体(3)中充入空气或富氧气体的气氛控制系统、收尘系统、电控系统(9)及操作平台(8)；

所述进料系统(1)连接于所述回转筒体(3)的进料端，所述外加热装置(4)设置于所述回转筒体(3)的外部，所述出料系统(6)设置于所述回转筒体(3)的出料端，所述冷却系统(7)设置于所述回转筒体(3)的出料端与所述出料系统(6)之间，所述气氛控制系统分别与所述回转筒体(3)和所述出料系统(6)的内部气连通，所述收尘系统设置于所述进料系统(1)的出料端和所述热解干燥装置的进料端之间，所述进料系统(1)、收尘系统、所述动力装置(5)、所述冷却系统(7)、所述出料系统(6)、所述气氛控制系统均与所述电控系统(9)信号连接，所述进料系统(1)、所述收尘系统、所述回转筒体(3)、所述出料系统(6)及所述气氛控制系统均设置于所述操作平台(8)上，所述回转筒体(3)可调节倾斜角度的设置于所述操作平台(8)上。

2.根据权利要求1所述的外加热回转炉脱砷装置，其特征在于，所述操作平台(8)包括支撑平台和设置于所述支撑平台上的、可以调节倾角的倾斜平台，所述回转筒体(3)设置于所述倾斜平台上。

3.根据权利要求2所述的外加热回转炉脱砷装置，其特征在于，所述倾斜平台的一端铰接于所述操作平台(8)，另一端下部设有用于调节所述倾斜平台角度的倾角调节系统。

4.根据权利要求1所述的外加热回转炉脱砷装置，其特征在于，所述进料系统(1)包括真空泵(37)、料位计、料仓(39)、电动阀门(40)、螺旋给料机，所述真空泵(37)连接于所述料仓(39)的进料口，所述料位计设置于所述料仓(39)内，所述电动阀门(40)设置于所述料仓(39)的出料口，所述螺旋给料机设置于所述料仓(39)的出料口与所述回转筒体(3)之间。

5.根据权利要求1所述的外加热回转炉脱砷装置，其特征在于，所述操作平台(8)上设有若干用于支撑所述回转筒体(3)转动的托辊。

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