CN203923022U - 一种微波轻烧菱镁矿、白云石的装置 - Google Patents

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贾晓林
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Abstract

本实用新型涉及一种微波轻烧菱镁矿、白云石的装置，包括微波加热炉、控制电路与PLC，微波加热炉包括炉体、内腔、炉盖、排料管和微波源；数个微波源成圆周状均匀分布在炉体的外侧；腔体内设有热电偶，腔体周围包裹保温材料，内腔下方与排料管连通，排料管上设有出料阀门；炉盖上设有排气管，炉体的底部设有排水管；微波热处理的产物经排料管由出料口排出；热电偶和微波源均通过控制电路与PLC连接。本实用新型采用微波加热炉、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。

Description

一种微波轻烧菱镁矿、白云石的装置
技术领域
本实用新型涉及一种微波处理矿物原料的装置，特别是涉及一种利用微波热处理轻烧菱镁矿、白云石的装置。
背景技术
菱镁矿和白云石是一种重要的非金属矿物原料，除80%以上用作耐火材料外，也是提取金属镁和生产其他镁盐的原料。加工菱镁矿、白云石的必要步骤是高温轻烧，700-1000℃轻烧产出的产品称轻烧菱镁矿和轻烧白云石。根据目前的研究，轻烧菱镁矿的用途较广，主要用作促进根类农作物增产的肥料及动物饲料添加剂；用作高镁水泥(索列尔水泥)和熔融氧化镁的原料；用作塑料、油漆、粘结剂、橡胶的填料和添加剂；用作药物、防酸剂、杀虫剂、牙膏、软膏、氧化镁乳液的配合料；生产镁盐的原料。在环境保护方面，轻烧菱镁矿可用作锅炉燃料添加剂，及燃气脱硫、吸附重金属、中和酸、处理污水及废液、除去藻类、染料及其他有机物，过滤悬浮液、处理纸浆和造纸废液等。轻烧氧化镁在冶金工业中也有广泛应用。
菱镁矿、白云石是 CaCO3与 MgCO3的复合物 (MgCO3·CaCO3)。当加热到某一温度时，白云石中的 CaCO3与 MgCO3按下式分解为 CaO 和 MgO。
MgCO3·CaCO3→MgO·CaO+2CO2
目前，轻烧菱镁矿、白云石通常采用竖窑或者是回转窑，利用煤气或天然气进行加热，该方法造成加热缓慢，热效率低，污染严重，能耗高，浪费大量能源，产品质量差。
微波热处理是利用微波将材料与微波场相互作用，微波被材料吸收并转化为热能，从材料内部对其整体进行加热的一种热处理方法。利用微波进行热处理，以其节能、加热快速无热滞、与物质相互作用等优点，因此微波在热处理领域得到了越来越广泛的应用。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题：提供一种能够大量处理菱镁矿、白云石的装置，该装置加热均匀，保温效果好，整个系统能耗低，产品品质高，生产过程环保无污染。
本实用新型的技术方案：
一种微波加热轻烧菱镁矿、白云石的装置，包括微波加热炉、控制电路与PLC，所述微波加热炉（1）包括炉体（1-1）、内腔（1-2）、炉盖（1-6）、排料管（2）和微波源（1-10）；数个微波源（1-10）成圆周状均匀分布在炉体（1-1）的外侧；微波加热炉的内腔（1-2）为圆柱型腔体，腔体（1-2）内设有热电偶（1-9），腔体周围包裹保温材料（1-3），内腔（1-2）下方与排料管（2）连通，排料管（2）上设有出料阀门（2-1）；炉盖（1-6）上设有排气管（1-4），炉体（1-1）的底部设有排水管（1-5）；微波热处理的产物经排料管（2）由出料口（3）排出；所述热电偶（1-9）和微波源（1-10）均通过控制电路与PLC连接。
所述微波加热炉（1）还包括密封装置（1-7）和微波屏蔽装置（1-8），密封装置（1-7）和微波屏蔽装置（1-8）均位于炉体（1-1）与炉盖（1-6）之间，并且密封装置（1-7）位于微波屏蔽装置（1-8）的内侧。
所述微波加热炉为N个，N≥2，各微波加热炉之间相互并联，所述控制电路中含有触摸屏，触摸屏通过数据总线分别与N个微波加热炉的PLC控制电路连接；所述PLC控制电路含有与输入端相连的一定数量的手动开关和信号采集电路。
所述密封装置（1-7）采用橡胶密封圈制成，微波屏蔽装置（1-8）采用铜网带微波屏蔽圈制成，内腔（1-2）采用氧化铝材质制成。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型的微波轻烧菱镁矿、白云石的装置，将数个微波源成圆周状均匀排列在微波加热炉的外侧，加热炉内腔设有保温材料，微波源通过控制电路与PLC连接，该加热炉加热均匀，保温效果好，能大批量地处理菱镁矿、白云石，自动化程度高，工艺简单。
2、本实用新型利用微波热处理对菱镁矿、白云石进行轻烧。加热时材料自身整体同时升温加热，加热速度快、无污染，加热均匀，处理后矿石的分解率可达95%以上；同时微波加热可以精确控制，缩短轻烧时间，节约能源。
3、本实用新型在炉体和炉盖之间设置密封装置和微波屏蔽装置，密封和微波屏蔽效果好，能较好的防止微波辐射，有利于保护环境，安全节能。
4、本实用新型在加热时无需保护性气体参与，生产过程中产生的气体能够进行回收利用，无大气污染，节能环保。
5、本实用新型的设备控制采用触摸屏和PLC集中控制，通过设置于微波加热炉中的热电偶采集炉内温度，PLC控制器进而控制微波加热温度。一台触摸屏可以控制多台微波炉的PLC，人机交互操作直观简便，设备调试维护简单，调节工艺参数便捷，性能可靠。
6、本实用新型能使微波加热炉的运行成本大大降低，操作简单，控制精度高，抗干扰能力强，实现了智能化运行，节省大量人力财力，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，实现了产业化规模生产，提高了生产效率。
附图说明：
图1为本实用新型的微波轻烧菱镁矿、白云石装置的结构示意图；
图2为本实用新型的微波加热炉的结构示意图；
图3为本实用新型的微波加热炉的俯视结构图；
图中，1、微波加热炉；1-1、炉体；1-2、内腔；1-3、保温材料；1-4、排气管；1-5、排水管；1-6、炉盖；1-7、密封装置；1-8、微波屏蔽装置；1-9、热电偶；1-10、微波源；2、排料管；2-1、出料阀门；3、出料口；4、物料输送车；5、轨道。
图4为微波轻烧菱镁矿得到产品的XRD图；
图5为微波轻烧白云石得到产品的XRD图；
由图4、图5可见，得到的轻烧MgO粉末各衍射峰位置和强度均与面心立方晶体结构的MgO完全一致，而且主衍射峰比较尖锐，表明菱镁矿、白云石完全分解成了结晶较完全的面心立方晶相的MgO。
图6为本实用新型的微波轻烧菱镁矿、白云石的工艺流程图。
具体实施方式
实施例一：一种微波加热轻烧菱镁矿、白云石的装置，参见图1-3，包括微波加热炉、控制电路与PLC，微波加热炉1包括炉体1-1、内腔1-2、炉盖1-6、排料管2和微波源1-10；数个微波源1-10成圆周状均匀分布在炉体1-1的外侧；微波加热炉的内腔1-2为圆柱型腔体，腔体1-2内设有热电偶1-9，腔体周围包裹保温材料1-3，内腔1-2下方与排料管2连通，排料管2上设有出料阀门2-1；炉盖1-6上设有排气管1-4，炉体1-1的底部设有排水管1-5；微波热处理的产物经排料管2由出料口3排出；热电偶1-9和微波源1-10均通过控制电路与PLC连接。所述内腔（1-2）为氧化铝材质。
由出料口3排出的产物进入轨道5上的物料输送车4中；产生的气体由上部的排气管1-4排出，排出的气体主要是CO2，经回收提纯后可用于食品饮料的储存保鲜、钢铁冶炼、保护焊接、石油开采等；产生的水由下部排水管1-5排出。
所述微波加热炉1还包括密封装置1-7和微波屏蔽装置1-8，密封装置1-7和微波屏蔽装置1-8均位于炉体1-1与炉盖1-6之间，密封装置1-7采用橡胶密封圈制成，微波屏蔽装置1-8采用铜网带微波屏蔽圈制成，并且密封装置1-7位于微波屏蔽装置1-8的内侧。
所述微波加热炉可以为一个或多个，各个微波加热炉之间相互并联，所述控制电路中含有触摸屏，触摸屏通过数据总线分别与N个微波加热炉的PLC控制电路连接；PLC控制电路含有与输入端相连的一定数量的手动开关、信号采集电路。
实施例二：一种利用例一的微波装置轻烧菱镁矿的方法，包括以下步骤（参见图1-图6）：
（1）本例中采用四个微波加热炉，分别为一号炉、二号炉、三号炉和四号炉，通过PLC控制电路并联，将菱镁矿粉碎至小于20mm的颗粒后，分别计量300公斤加入4个微波加热炉内，盖上炉盖，密封好；
（2）开启微波加热炉，对物料进行加热。微波加热炉的功率为30-40KW，调节微波炉的输出功率，使物料以每分钟5℃的速率升温，分别检测一号炉、二号炉、三号炉和四号炉内的温度，使之达到840℃后，然后在此温度下保温20分钟；加热过程中产生的气体由排气管排出，产生的水由下部排水管排出；
（3）加热完毕后关闭微波炉，打开出料阀门，物料经排料管由出料口排出，进入在轨道上行走的物料输送车中运走；
（4）重复以上步骤，实现对菱镁矿的连续轻烧。
本例中微波加热炉的数目可以根据需要确定。
实施例三：利用例一的微波装置轻烧白云石的方法，同例二基本相同，不同之处在于：
（1）本例中采用六台微波加热炉，六台微波加热炉通过PLC控制电路并联，将白云石粉碎至小于20mm的颗粒后，分别计量300公斤加入6个微波加热炉内，盖上炉盖，密封好；
（2）开启微波加热炉，对物料进行加热。调节微波炉的输出功率，使物料以每分钟10℃的速率升温，分别检测六台加热炉内的温度，使之达到860℃后，然后在此温度下保温30分钟；
（3）加热完毕后关闭微波炉，打开出料阀门，物料经排料管由出料口排出，进入在轨道上行走的物料输送车中运走；
（4）重复以上步骤，实现对白云石的连续轻烧。

Claims (5)

1.一种微波轻烧菱镁矿、白云石的装置，包括微波加热炉、控制电路与PLC，其特征是：所述微波加热炉（1）包括炉体（1-1）、内腔（1-2）、炉盖（1-6）、排料管（2）和微波源（1-10）；数个微波源（1-10）成圆周状均匀分布在炉体（1-1）的外侧；微波加热炉的内腔（1-2）为圆柱型腔体，腔体（1-2）内设有热电偶（1-9），腔体周围包裹保温材料（1-3），内腔（1-2）下方与排料管（2）连通，排料管（2）上设有出料阀门（2-1）；炉盖（1-6）上设有排气管（1-4），炉体（1-1）的底部设有排水管（1-5）；微波热处理的产物经排料管（2）由出料口（3）排出；所述热电偶（1-9）和微波源（1-10）均通过控制电路与PLC连接。
2. 如权利要求1所述的微波轻烧菱镁矿、白云石的装置，其特征是：所述微波加热炉（1）还包括密封装置（1-7）和微波屏蔽装置（1-8），密封装置（1-7）和微波屏蔽装置（1-8）均位于炉体（1-1）与炉盖（1-6）之间，并且密封装置（1-7）位于微波屏蔽装置（1-8）的内侧。
3.如权利要求2所述的微波轻烧菱镁矿、白云石的装置，其特征是：所述微波加热炉为N个，N≥2，各微波加热炉之间相互并联，所述控制电路中含有触摸屏，触摸屏通过数据总线分别与N个微波加热炉的PLC控制电路连接；所述PLC控制电路含有与输入端相连的一定数量的手动开关和信号采集电路。
4.如权利要求2所述的微波轻烧菱镁矿、白云石的装置，其特征是：所述密封装置（1-7）采用橡胶密封圈制成，微波屏蔽装置（1-8）采用铜网带微波屏蔽圈制成。
5.如权利要求1-4任一项所述的微波轻烧菱镁矿、白云石的装置，其特征是：所述内腔（1-2）采用氧化铝材质制成。
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