CN114812101A - 一种二氧化锰的气流干燥方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种二氧化锰的气流干燥方法及系统，系统包括：气流干燥装置，包括破碎单元和干燥单元，所述破碎单元和所述干燥单元连通，且连接处设置有打散分布器；加料装置，与所述干燥单元连通，且所述加料装置与所述干燥单元的连接处与所述打散分布器相邻；加热装置，与所述破碎单元连通；除尘装置，与所述干燥单元连通。本发明用于二氧化锰的气流干燥系统，在加料装置中设置双轴搅拌自清型加料方式，防止高湿份、高粘度的二氧化锰发生粘接、堵塞等问题；另外，部分干燥后的物料返回至加料装置内，既能确保二氧化锰物料连续稳定的输送，又能防止物料“粘结”和“抱杆”。

Description

一种二氧化锰的气流干燥方法及系统

技术领域

本发明涉及锰矿生产技术领域，尤其涉及一种二氧化锰的气流干燥方法及系统。

背景技术

目前，生产二氧化锰的主要方法是碳酸锰矿法和氧化锰还原焙烧法，国内多采用碳酸锰矿法，即碳酸锰矿粉用硫酸浸出制得硫酸锰溶液，然后经过过滤净化电解而成。国外多采用氧化锰还原焙烧法，即二氧化锰经粉碎、还原浸出、净化、电解而成。

但是，二氧化锰湿物料在进行干燥时，由于粘性比较大，容易造成输送困难，同时也容易出现干燥不彻底的问题。

发明内容

本发明提供了一种二氧化锰的气流干燥方法及系统，以克服现有技术中二氧化锰湿物料在进行干燥时因粘性较大造成的输送困难、干燥不彻底等问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于二氧化锰的气流干燥系统，包括：

气流干燥装置，包括破碎单元和干燥单元，所述破碎单元和所述干燥单元连通，且连接处设置有打散分布器；

加料装置，与所述干燥单元连通，且所述加料装置与所述干燥单元的连接处与所述打散分布器相邻；

加热装置，与所述破碎单元连通；

除尘装置，与所述干燥单元连通。

本发明所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其中，所述破碎单元包括一壳体，所述壳体具有一开口，所述壳体内设置有搅拌装置。

本发明所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其中，所述干燥单元包括一干燥筒，所述干燥筒包括至少一干燥筒节，所述干燥筒包括第一端和第二端，所述干燥筒的第一端与所述开口连接。

本发明所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其中，所述干燥筒的第二端与所述除尘装置的上部连通，所述除尘装置的底部设置有卸料口。

本发明所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其中，所述除尘装置的上部设置有气体入口，所述除尘装置的顶部设置有尾气出口。

本发明所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其中，所述加料装置为双轴螺旋输送机，包括两根螺旋轴，两根螺旋轴的旋转方向相反。

本发明所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其中，还包括物料储存装置，所述加料装置设置有物料入口和返混口，所述物料入口与物料储存装置连通；所述除尘装置的卸料口与所述加料装置的返混口和产品出口管路连通。

本发明所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其中，所述打散分布器为格栅板，包括支撑环、筋条、外环和格栅，所述打散分布器具有圆柱体结构，支撑环和外环分布在圆柱体的上下两底面，筋条连接支撑环和外环，格栅设置于支撑环。

本发明所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其中，所述加热装置包括蒸汽加热装置和电加热装置，所述蒸汽加热装置与所述电加热装置连接，所述电加热装置与所述破碎单元连通；所述用于二氧化锰的气流干燥系统还包括气体过滤装置，与所述蒸汽加热装置连接。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种二氧化锰的气流干燥方法，使用上述的气流干燥系统。

本发明所述的二氧化锰的气流干燥方法，其中，包括：

二氧化锰湿物料进入加料装置，在加料装置内的搅拌叶片的搅拌作用下，将二氧化锰湿物料输送至气流干燥装置的干燥单元；

二氧化锰湿物料在重力作用下，到达打散分布器，被初步分割破碎；被初步分割破碎后的二氧化锰湿物料继续下降至气流干燥装置的破碎单元，继续进行破碎；

气体载气经过加热装置加热后，进入气流干燥装置的破碎单元；被破碎后的二氧化锰湿物料在气体载体的作用下上升，经过气流干燥装置的干燥单元的干燥后，进入除尘装置除尘后，排出。

本发明的有益效果：

(1)本发明用于二氧化锰的气流干燥系统，在加料装置中采用双轴搅拌自清型加料方式，防止高湿份、高粘度的二氧化锰发生粘接、堵塞等问题；另外，部分干燥后的物料返回至加料装置内，既能确保二氧化锰物料连续稳定的输送，又能防止物料“粘结”和“抱杆”。

(2)本发明用于二氧化锰的气流干燥系统，在气流干燥装置内设置了打散分布器，将二氧化锰粘性物料先进行均匀的切割，再进入破碎单元进行快速打散，能够使团聚的湿物料迅速分散和干燥，既提高了干燥效率，又减少了设备占地空间，结构紧凑，维修方便。

附图说明

图1为本发明用于二氧化锰的气流干燥系统的示意图；

图2为本发明一实施方式中打散分布器的俯视图；

图3为本发明一实施方式中打散分布器的侧视图；

图4为本发明一实施方式中加料装置的示意图。

其中，附图标记：

1 气体过滤装置

2 鼓风机

3 蒸汽加热装置

4 电加热装置

5 气流干燥装置

51 破碎单元

52 干燥单元

6 物料储存装置

7 加料装置

71 壳体

72 螺旋轴

73 螺旋轴

74 物料入口

75 返料口

76 支座

77 盖体

78 动力装置

8 打散分布器

81 支撑环

82 筋条

83 外环

84 格栅

9 除尘装置

91 气体入口

92 尾气出口

10 引风机

11 卸料口

具体实施方式

以下对本发明的技术方案作详细说明，以下实施方式在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施方式，下列实施方式中未注明具体条件的结构或实验方法，通常按照常规条件。

本发明公开了一种用于二氧化锰的气流干燥系统，如图1所示，包括气流干燥装置5、加料装置7、加热装置和除尘装置9。

其中，气流干燥装置5包括破碎单元51和干燥单元52，破碎单元51和干燥单元52连通，且连接处设置有打散分布器8。加料装置7与干燥单元52连通，且加料装置7与干燥单元52的连接处与打散分布器8相邻。加热装置与破碎单元51连通；除尘装置9与干燥单元52连通。

本发明气流干燥系统可以用于二氧化锰湿物料的干燥，在气流干燥装置内设置了打散分布器，如此可以将二氧化锰粘性物料先在打散分布器上进行均匀的切割，再进入破碎单元进行快速打散，能够使团聚的湿物料迅速分散和干燥，既提高了干燥效率，又减少了设备占地空间，结构紧凑，维修方便。

本发明打散分布器8的作用为对二氧化锰湿物料进行初步切割，本发明不特别限定打散分布器8的结构，能实现对湿物料初步切割即可。在一实施方式中，请参见图2和图3，本发明打散分布器8为格栅板，包括支撑环81、筋条82、外环83和格栅84。该实施方式中，打散分布器8具有圆柱体结构，支撑环81和外环83分布在圆柱体的上下两底面，筋条82连接支撑环81和外环83，外环83的直径大于支撑环81的直径，格栅84设置于支撑环。

打散分布器8设置于破碎单元51和干燥单元52的连接处，同时，打散分布器8邻近于加料装置7与干燥单元52的连接处，二氧化锰湿物料输入干燥单元52后，湿物料在重力作用下落入打散分布器，进而被切割成较小物料；另外，干燥并携带湿物料的气体从破碎单元51进入干燥单元52时，通过打散分布器8后得到均匀分布，如此更有利于起到干燥及携带二氧化锰物料的作用。

在一实施方式中，本发明格栅板的强度足够大，并能使气流均匀分布，即有适宜的开孔率(格栅板上孔道面积与格栅板总面积之比，即为开孔率)。

在一实施方式中，本发明破碎单元51包括一壳体，本发明不特别限定壳体的形状，例如为圆柱体、正方体、长方体等。其中，壳体内设置有搅拌装置，以对二氧化锰湿物料进行搅拌破碎。本发明不特别限定搅拌装置的类型，只要对二氧化锰湿物料颗粒起到破碎的效果即可。另外，壳体具有一开口，本发明不特别限定开口的形状，例如为圆形、椭圆形等。

在一实施方式中，干燥单元52包括一干燥筒，干燥筒包括至少一干燥筒节，本发明不特别限定干燥筒节的数量，例如包括3-10节干燥筒节，更例如包括6节干燥筒节。干燥筒节之间可以通过法兰及陶析环连接，陶析环具有脉冲缓冲作用，可以延长物料的停留时间，让物料更好的进行干燥。在另一实施方式中，干燥筒节的长度为1-2m，更例如为1.6m。

干燥筒包括第一端和第二端，干燥筒的第一端与壳体上的开口连接，如此使得干燥筒和壳体实现连通。在一实施方式中，打散分布器8设置于干燥筒的第一端与壳体上的开口的连接处，当然，打散分布器8也可以设置于干燥筒内，接近于第一端处。

本发明加料装置7与干燥单元52连通，具体地，加料装置7与干燥单元52连接处与打散分布器8相邻，即加料装置7连接于干燥单元52的邻近第一端处，如此，二氧化锰湿物料通过加料装置7进入干燥单元52后，二氧化锰湿物料的较大颗粒在重力作用下下落至打散分布器8，被打散分布器8分割成小颗粒，进而落入破碎单元51内。二氧化锰湿物料在打散分布器8的破碎作用下，能够初步形成较为均匀的小颗粒，再在破碎单元51内进行破碎处理，如此能够增加二氧化锰湿物料的破碎效果，减少块状形态二氧化锰物料的存在，另外打散分布器8的存在还可以对二氧化锰湿物料起到缓冲作用，因此，打散分布器8的设置可以保证干燥过程的连续稳定运行。

经过打散分布器8和破碎单元5先后进行的破碎作用下，二氧化锰湿物料能够迅速分散，粉碎为较细小颗粒，在气体载气的携带作用下，上升同时被干燥。因此，破碎过程可以极大的强化物料的干燥。

在一实施方式中，本发明加料装置7为双轴螺旋输送机，包括两根实体螺旋轴，一根左旋，另一根右旋，工作时两根螺旋轴通过在轴伸位置的一对赤轮搅合转动，由于螺旋轴带动螺旋体的转动，使物料作轴向移动，从而达到输送湿物料目的。

二氧化锰湿物料是粘性比较大的滤饼物料，容易粘结在加料装置7的搅拌轴等上，与搅拌轴粘成一体，形成“抱杆”，造成输送困难，二氧化锰湿物料无法进入气流干燥装置5内干燥。本发明采用两根螺旋轴朝相反方向转动，既能确保物料输送，又能防止二氧化锰湿物料“粘结”和“抱杆”。

在一实施方式中，本发明加料装置7如图4所示，加料装置7与干燥单元52连通，包括壳体71，壳体71内部设置有两根旋转轴72和73，旋转轴72和旋转轴73旋转方向相反，旋转轴72和73和动力装置78连接，以供给旋转轴72和73旋转动力。壳体71上还设置有物料入口74和返料口75，物料入口74用于加入新鲜物料，返料口75用于循环物料。在一具体实施方式中，加料装置7还包括支座76和盖体77，但本发明不以此为限。

在一实施方式中，本发明加料装置7的物料入口74与物料储存装置6连通，如此可以使储存于物料储存装置6内的二氧化锰湿物料进入加料装置7，进而进入气流干燥装置5内。

本发明除尘装置9与干燥单元52连通。在一实施方式中，除尘装置9例如为袋式除尘器。除尘装置的上部设置有二氧化锰入口，干燥单元52的第二端与二氧化锰入口连接，干燥后的二氧化锰在气体载气的作用，通过干燥单元52的第二端进入除尘装置9内。在另一实施方式中，除尘装置9的上部还设置有气体入口91，例如通过气体入口91进入压缩空气，顶部设置有尾气出口92，底部设置有卸料口11，卸料口11上例如设置有旋转卸料阀，但本发明不以此为限，如此，干燥后的二氧化锰物料通过二氧化锰入口进入除尘装置9，气流向上流动，流速降低，二氧化锰物料由于惯性力作用被分离出来，下落，并从底部的卸料口11排出；气体向上流动，经过滤粉尘后，净化的气体经尾气出口92排出。

在再一实施方式中，尾气出口92与引风机10连接，如此可以导引尾气排出。再又一实施方式中，本发明卸料口11与加料装置7的返料口连接，如此可以将部分干燥后的二氧化锰物料循环回加料装置7内，保障加料装置7内物料的正常输送；同时，本发明卸料口11和产品出口管路连接，以将部分干燥后的二氧化锰物料作为干燥产品排出。在一实施方式中，循环回加料装置7的二氧化锰物料占所有干燥二氧化锰物料的10-30％，作为干燥产品排出的二氧化锰物料占所有干燥二氧化锰物料的70-90％，例如循环回加料装置7的二氧化锰物料占所有干燥二氧化锰物料的20％，作为干燥产品排出的二氧化锰物料占所有干燥二氧化锰物料的80％。

在一实施方式中，本发明加料装置7设置有1个物料入口，物料储存装置6和除尘装置9皆连接于该物料入口；在另一实施方式中，本发明加料装置7设置有物料入口和返料口，物料储存装置6连接于物料入口，除尘装置9连接于返料口。

在一实施方式中，本发明加热装置包括蒸汽加热装置3和/或电加热装置4，蒸汽加热装置3与所述电加热装置4连接，电加热装置4与破碎单元连通51，如此，气体载体经过蒸汽加热装置3初步加热后，再经过电加热装置4进行加热，达到预期温度后，进入破碎单元51内，干燥二氧化锰湿物料，同时起到携带二氧化锰物料上升的作用。在另一实施方式中，本发明用于二氧化锰的气流干燥系统还包括气体过滤装置1，与蒸汽加热装置3连接，气体载体在经过气体过滤装置1的过滤后，再进入蒸汽加热装置3。在再一实施方式中，本发明气体过滤装置1与蒸汽加热装置3之间还设置有鼓风机，以将过滤后的气体载体加压输送至蒸汽加热装置3内。

本发明不特别限定气体载体的类型，例如为空气。

本发明不特别限定蒸汽加热装置3和电加热装置4的类型，例如蒸汽加热装置3为壳管式加热装置，用于加热的蒸汽通过管式结构，气体载体通过壳式结构，但本发明不以此为限。

在一实施方式中，本发明气体干燥装置5的内部，即破碎单元51的内部、干燥单元52的内部、打散分布器8，除尘装置9的内部，物料储存装置6的内部，以及加料装置7的内部皆喷涂了陶瓷，以防止碳钢中的铁离子进入二氧化锰中，保证二氧化锰中铁增量小于2ppm，二氧化锰产品控制精度在±0.5°，满足干燥后的二氧化锰用于电池产业的产品要求。

本发明还提供了使用上述气流干燥系统对二氧化锰进行干燥的方法，包括如下步骤：

二氧化锰湿物料进入加料装置，在加料装置内的两根搅拌方向相反的搅拌轴的搅拌作用下，将二氧化锰湿物料输送至气流干燥装置的干燥单元；

二氧化锰湿物料在重力作用下，到达打散分布器，被初步分割破碎；被初步分割破碎后的二氧化锰湿物料继续下降至气流干燥装置的破碎单元，继续进行破碎；

气体载气经过加热装置加热后，进入气流干燥装置的破碎单元；被破碎后的二氧化锰湿物料在气体载体的作用下上升，经过气流干燥装置的干燥单元的干燥后，进入除尘装置气固分离，排出。

本发明二氧化锰的干燥过程可以在微负压下连续操作，通过调节相关参数，可控制物料的停留时间又可调节二氧化锰产品湿含量，操作简单，既降低劳动成本又可提高生产效率，同时没有物料损失减少环境污染。

本发明干燥过程中，干燥尾气带出的粉尘含量较低，直接采用袋式除尘器进行除尘，即可达到尾气的排放标准，尾气处理系统更为简单。

在一具体实施方式中，本发明使用上述气流干燥系统对二氧化锰进行干燥的方法，由如下步骤组成：

外界空气经气体过滤装置1过滤、鼓风机2增压后，通过蒸汽加热装置3，与0.8MPa(G)的饱和蒸汽通过翅片管换热，温度升至140℃左右，然后再进入电加热装置4加热至220℃，送至气流干燥装置作为湿物料二氧化锰干燥、输送的载体。

湿含量为15％～17.02％(wt)、温度20℃的二氧化锰湿物料经上道工序送到物料储存装置6内，通过加料装置7均匀地加到气流干燥装置5内，大块粘性物料靠重力落入打散分布器8上，进行分割缓冲后再下降至破碎单元51，被高速旋转的耙齿破碎，破碎后的物料中的水分被高温热空气蒸发而带走进入干燥简体进行干燥，未被热空气带起的较大颗粒在气流干燥装置底部的回转搅拌器作用下，被迅速打散，并与后续进入的湿物料混合，由于干粉与湿物料的反混，改善了粘壁和成团现象。

同时，到达气流干燥装置5出口的物料湿含量降至≤1.8％(wt)，干燥合格后的物料随热空气通过干燥单元52的陶析环进入除尘装置进行分离气固分离，收集下来的二氧化锰物料进入后续工段，净化后的尾气通过引风机10排空，干燥后的合格二氧化锰物料通过卸料口11一部分(例如80％)排出输送至后续工序，一部分返回至加料装置7内。

由此，本发明提出一种合理、简单、高效的气流干燥系统，用于二氧化锰湿物料的干燥，既能降低系统能耗又减少环境污染，对于锰矿行业的节能减排和经济效益具有重要的意义。本发明气流干燥系统操作简单、运行稳定，利于工业化生产。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于二氧化锰的气流干燥系统，其特征在于，包括：

气流干燥装置，包括破碎单元和干燥单元，所述破碎单元和所述干燥单元连通，且连接处设置有打散分布器；

加料装置，与所述干燥单元连通，且所述加料装置与所述干燥单元的连接处与所述打散分布器相邻；

加热装置，与所述破碎单元连通；

除尘装置，与所述干燥单元连通。

2.根据权利要求1所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其特征在于，所述破碎单元包括一壳体，所述壳体具有一开口，所述壳体内设置有搅拌装置。

3.根据权利要求2所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其特征在于，所述干燥单元包括一干燥筒，所述干燥筒包括至少一干燥筒节，所述干燥筒包括第一端和第二端，所述干燥筒的第一端与所述开口连接。

4.根据权利要求3所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其特征在于，所述干燥筒的第二端与所述除尘装置的上部连通，所述除尘装置的底部设置有卸料口。

5.根据权利要求4所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其特征在于，所述除尘装置的上部设置有气体入口，所述除尘装置的顶部设置有尾气出口。

6.根据权利要求1所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其特征在于，所述加料装置为双轴螺旋输送机，包括两根螺旋轴，两根螺旋轴的旋转方向相反。

7.根据权利要求6所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其特征在于，还包括物料储存装置，所述加料装置设置有物料入口和返混口，所述物料入口与物料储存装置连通；所述除尘装置的卸料口与所述加料装置的返混口和产品出口管路连通。

8.根据权利要求1所述的用于二氧化锰的气流干燥系统，其特征在于，所述打散分布器为格栅板，包括支撑环、筋条、外环和格栅，所述打散分布器具有圆柱体结构，支撑环和外环分布在圆柱体的上下两底面，筋条连接支撑环和外环，格栅设置于支撑环；所述加热装置包括蒸汽加热装置和电加热装置，所述蒸汽加热装置与所述电加热装置连接，所述电加热装置与所述破碎单元连通；所述用于二氧化锰的气流干燥系统还包括气体过滤装置，与所述蒸汽加热装置连接。

9.一种二氧化锰的气流干燥方法，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的气流干燥系统。

10.根据权利要求9所述的二氧化锰的气流干燥方法，其特征在于，包括：

二氧化锰湿物料进入加料装置，在加料装置内的两根转动方向相反的旋转轴的搅拌作用下，将二氧化锰湿物料输送至气流干燥装置的干燥单元；

二氧化锰湿物料在重力作用下，到达打散分布器，被初步分割破碎；被初步分割破碎后的二氧化锰湿物料继续下降至气流干燥装置的破碎单元，继续进行破碎；

气体载气经过加热装置加热后，进入气流干燥装置的破碎单元；被破碎后的二氧化锰湿物料在气体载体的作用下上升，经过气流干燥装置的干燥单元的干燥后，进入除尘装置除尘后，排出。

Images