CN217202884U - 一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，包括从左至右依次设置的原料运输带、微波加热系统、烟气冷却罐体和尾气收集系统，微波加热系统包括炉体，炉体上设置有加热部，炉体侧壁上设置有进料口，进料口上安装有破碎室，破碎室与原料运输带对应设置，炉体底部一侧开设有出渣口，炉体顶端可拆卸连接有烟气管道的一端，烟气管道的另一端与烟气冷却罐体连通，烟气冷却罐体上设置有冷却部，烟气冷却罐体通过管道与尾气收集系统连通，管道上安装有第一鼓风机。本实用新型利用微波选择性加热优势可以焙烧中低品位硫化锑矿，扩大了锑资源的利用范围，并大大提高了氧化锑的回收率。

Description

一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置

技术领域

本实用新型涉及有色金属冶炼技术领域，特别是涉及一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置。

背景技术

我国锑矿资源丰富，但中低品位矿多，富矿少，且均为多金属共生矿。三氧化二锑是阻燃剂、涂料、搪瓷及优良催化剂的重要原料。目前工业生产三氧化二锑主要以火法间接熔炼为主。

硫化锑矿火法制备三氧化二锑主要以直井式挥发焙烧炉和鼓风炉挥发熔炼进行挥发焙烧产出锑氧粉为主。传统的直井式挥发焙烧炉和鼓风炉挥发熔炼在实际生产中也存在着不足，突出问题主要包括：其熔炼前必须对配料进行配料、混匀、碾压、压密等多道工序的复杂处理，加大人工成本。熔炼过程中由于对受热的不均匀性，会导致产出的弃渣中含锑量较大，同时也会造成一些冶金焦的浪费，使氧化锑产率低、成本变高。

专利CN204490529公开了一种三氧化二锑制备装置，包括依次连接的锑白炉、反应器、结晶器和晶体输送管道。该装置结构简单，成本低，只需要压缩空气，在传统的锑白炉上进行改造。

专利CN107904417A公开了一种从锑氧化矿中富集锑的方法。将锑氧化矿在侧吹富氧挥发炉中进行熔炼，能够将锑氧化物尽可能多的转化到烟气中，有利于降低锑氧化物的损耗，提高锑的回收率。

专利CN112176202A公开了一种采用富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼方法。此法向富氧侧吹挥发炉鼓入富氧空气，焦炭提供热量，控制炉内温度为1350-1450℃。主要优点为原料适应性强、处理能力大等优点。但涉及的挥发炉侧吹、底吹、顶吹工艺在实际生产过程中往往要求鼓风强度大、熔池搅动剧烈，否则在氧化过程中会造成炉体内部原料的氧化反应进行得不完全，三氧化二锑的产出比例降低，在生产过程还存在炉内温度高、热效率低、能耗高等问题。

专利CN108793249A公开了“一种从含铜、铅的低品位锑矿中提取三氧化二锑的方法”此方法是把原矿置于盐酸溶液中，通入氯气制得三氯化锑，再利用三氯化锑的水解反应制得氧化锑。此法在生产过程中需使用有害氯气氯化，不利于安全生产。另外在生产中会产生废液，对废液还要进行无害化处理，加大成本。近年来，微波冶金作为一种绿色、高效冶金新技术被广泛用于冶金流程中的选矿、焙烧、煅烧、烧结、还原、浸出、熔炼等多个工序。由于传统方法冶炼锑会存在许多问题，而微波加热具有节能环保、加热效率高、能量高、选择性好等特点被广泛应用。本发明主要在于利用微波的选择性加热优势对中低品位的硫化锑矿进行处理，实现较高的回收率和更优的能耗比。其主要的原理是硫化锑和脉石对微波的吸收程度不同，硫化锑在微波辐照下会与氧气发生氧化反应生成三氧化二锑在鼓风气流的吹扫下升华、冷却、收尘。而脉石杂质由于微弱的微波吸收性会留在炉体由渣口排出。CN110331279 A为本申请人提出了一种微波焙烧硫化锑精矿直接挥发焙烧回收氧化锑的方法，即利用了硫化锑吸波性能优异的特点利用微波选择性焙烧回收锑氧粉。前期的探究工作可知，硫化锑和三氧化二锑均具有良好的介电特性，本发明的主要优势在于硫化锑具有良好的微波吸收特性，会吸收微波产生热量。对比传统的直井式挥发焙烧炉和鼓风炉挥发熔炼不需要向炉体内加入大量的优质冶金焦，并且由于矿物中硫化锑对微波的均匀吸收，可以使炉体内的氧化反应比较彻底。而传统的冶炼往往由于炉体内的传热效率低，使氧化反应进行得不完全。对于大规模的硫化锑矿物处理可实现较小的能耗比。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，以解决上述现有技术存在的问题，利用微波选择性加热优势直接加热中低品位硫化锑矿粉，经过挥发、冷却后收集得到锑氧粉，本装置具有物料受热均匀、节约成本、提高氧化锑的回收率的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，包括从左至右依次设置的原料运输带、微波加热系统、烟气冷却罐体和尾气收集系统，所述微波加热系统包括炉体，所述炉体上设置有加热部，所述炉体侧壁上设置有进料口，所述进料口上安装有破碎室，所述破碎室与所述原料运输带对应设置，所述炉体底部一侧开设有出渣口，所述炉体顶端可拆卸连接有烟气管道的一端，所述烟气管道的另一端与所述烟气冷却罐体连通，所述烟气冷却罐体上设置有冷却部，所述烟气冷却罐体通过管道与所述尾气收集系统连通，所述管道上安装有第一鼓风机。

优选的，所述加热部包括固定连接在所述炉体上的加热板，所述加热板内设置有两微波馈口，所述炉体底端固定连接有微波发生器，所述微波发生器两侧均固定连接有波导管的一端，所述波导管的另一端伸入所述加热板内与所述微波馈口固定连接，所述炉体外侧壁上设置有程序控制器，所述程序控制器与所述微波馈口电性连接。

优选的，所述炉体底部安装有第二鼓风机，所述第二鼓风机的出风口与所述炉体内部连通。

优选的，所述炉体内设置有测温热电偶，所述测温热电偶与所述程序控制器电性连接。

优选的，所述冷却部包括进水管和出水管，所述进水管与所述烟气冷却罐体底部一侧连通，所述出水管与所述烟气冷却罐体顶部一侧连通。

优选的，所述尾气收集系统包括与所述管道连通的布袋收尘室，所述布袋收尘室底端开设有出料口。

优选的，所述布袋收尘室顶部一侧固定连接有收集管的一端，所述收集管的另一端固定连接有废气处理装置。

本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，通过设置原料运输带和破碎室省去了人工处理原料的成本，通过微波鼓风加热使中低品位硫化锑矿的受热更加均匀，并且升温速率快，减少热量的损失，同时空气的不断鼓入使中低品位硫化锑的氧化效果达到最佳，加大了氧化锑的回收率；此外，通过设置微波源不需要加入大量燃料，也不用处理燃料废渣，节省了成本；同时通过微波加热可以产出大量热量，具有节能环保的优势；通过对废气进行回收处理，避免了对环境产生污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型装置结构示意图；

其中，1、原料运输带；2、炉体；3、进料口；4、破碎室；5、出渣口；6、烟气管道；7、第一鼓风机；8、加热板；9、微波馈口；10、微波发生器；11、波导管；12、程序控制器；13、第二鼓风机；14、测温热电偶；15、烟气冷却罐体；16、进水管；17、出水管；18、布袋收尘室；19、出料口；20、收集管；21、废气处理装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，包括从左至右依次设置的原料运输带1、微波加热系统、烟气冷却罐体15和尾气收集系统，微波加热系统包括炉体2，炉体2上设置有加热部，炉体2侧壁上设置有进料口3，进料口3上安装有破碎室4，破碎室4与原料运输带1对应设置，破碎室4对原料进行破碎处理使破碎后的原矿粒径在0.5mm—1mm，炉体2底部一侧开设有出渣口5，炉体2顶端可拆卸连接有烟气管道6的一端，烟气管道6的另一端与烟气冷却罐体15连通，烟气冷却罐体15上设置有冷却部，烟气冷却罐体15通过管道与尾气收集系统连通，管道上安装有第一鼓风机7，第一鼓风机流量为0.8m³/min—1m³/min。

进一步优化方案，为了实现对炉体2的微波加热，加热部包括固定连接在炉体2上的加热板8，加热板8内设置有两微波馈口9，炉体2底端固定连接有微波发生器10，微波发生器10两侧均固定连接有波导管11的一端，波导管11的另一端伸入加热板8内与微波馈口9固定连接，炉体2外侧壁上设置有程序控制器12，程序控制器12与微波馈口9电性连接，加热板8为透波保温材料，在微波加热的同时保证炉体2整体温度为400℃—600℃，程序控制器12为PLC控制器。

进一步优化方案，为了保证低品位锑矿硫化锑成分的完全氧化，炉体2底部安装有第二鼓风机13，第二鼓风机13的出风口与炉体2内部连通，鼓入空气流量控制为0.8m³/min—1m³/min。

进一步优化方案，为了对炉体2内材料进行实时温度测定，炉体2内设置有测温热电偶14，测温热电偶14与程序控制器12电性连接。

进一步优化方案，为了实现对烟化的氧化锑进行对流冷却，冷却部包括进水管16和出水管17，进水管16与烟气冷却罐体15底部一侧连通，出水管17与烟气冷却罐体15顶部一侧连通。

进一步优化方案，为了实现对冷却后氧化锑的收集收集，尾气收集系统包括与管道连通的布袋收尘室18，布袋收尘室18以0.8m³/min—1m³/min的过滤速度对氧化锑进行布尘，为了实现对所得氧化锑进行收集出料，布袋收尘室18底端开设有出料口19。

进一步优化方案，为了避免废气对环境的污染，布袋收尘室18顶部一侧固定连接有收集管20的一端，收集管20的另一端固定连接有废气处理装置21，废气处理装置21用来处理对环境污染较大的SO₂，废气处理装置21为型号LOCAL-SCRUBBER。

本实用新型提供一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，在使用时，依次打开原料运输带1和破碎室4，使中低品位硫化锑矿得到充分的破碎、造粒，经进料口3进入炉体2内，启动第二鼓风机13，使破碎后的中低品位硫化锑与空气充分接触，发生氧化反应，通过程序控制器选择合适的微波加热功率、保温时间、空气流速等程序设置，对炉体2内部材料进行加热处理，处理完成后烟气经烟气管道6进入烟气冷却罐体15，启动冷却部对烟气进行冷却处理，通过第一鼓风机7将冷却后的烟气送入布袋收尘室18内，通过出料口19收集氧化锑，污染气体进入废气处理装置21进行处理。

微波鼓风焙烧，破碎后的原料在炉体2内与鼓入的空气进行氧化反应，在高温作用和气体流动作用下，氧化锑挥发由烟气管道6进入烟气冷却罐体15，氧化过程涉及具体的反应如下：

2Sb₂S₃+9O₂＝2Sb₂O₃+6SO₂

2Sb₂O₃+2O₂＝2Sb₂O₅

破碎后的中低品位硫化锑精矿在高温时，与通入的空气进行氧化反应，在高温和气体流动作用下使得氧化锑挥发；经过充分反应的炉料由出料口排出，完成冶炼。

中低品位硫化锑矿得到了充分的氧化，同时由于微波的优点，使得氧化过程受热均匀、节约了成本、提高氧化锑的收率、废气处理装置21使得该装置趋向于环保。

进一步优化，锑品位为20％-40％的硫化锑原矿，破碎后的原矿粒径在0.5mm以下。

进一步优化，微波频率为2450MHz使微波冶炼温度保持在600℃，鼓入空气流量控制为1m³/min。

进一步优化，烟气温度降为120℃，经过第一鼓风机以1m³/min流量的作用下，在布袋收尘室18以1m³/min的过滤速度对氧化锑进行布尘。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，其特征在于，包括从左至右依次设置的原料运输带(1)、微波加热系统、烟气冷却罐体(15)和尾气收集系统，所述微波加热系统包括炉体(2)，所述炉体(2)上设置有加热部，所述炉体(2)侧壁上设置有进料口(3)，所述进料口(3)上安装有破碎室(4)，所述破碎室(4)与所述原料运输带(1)对应设置，所述炉体(2)底部一侧开设有出渣口(5)，所述炉体(2)顶端可拆卸连接有烟气管道(6)的一端，所述烟气管道(6)的另一端与所述烟气冷却罐体(15)连通，所述烟气冷却罐体(15)上设置有冷却部，所述烟气冷却罐体(15)通过管道与所述尾气收集系统连通，所述管道上安装有第一鼓风机(7)。

2.根据权利要求1所述的一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，其特征在于：所述加热部包括固定连接在所述炉体(2)上的加热板(8)，所述加热板(8)内设置有两微波馈口(9)，所述炉体(2)底端固定连接有微波发生器(10)，所述微波发生器(10)两侧均固定连接有波导管(11)的一端，所述波导管(11)的另一端伸入所述加热板(8)内与所述微波馈口(9)固定连接，所述炉体(2)外侧壁上设置有程序控制器(12)，所述程序控制器(12)与所述微波馈口(9)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，其特征在于：所述炉体(2)底部安装有第二鼓风机(13)，所述第二鼓风机(13)的出风口与所述炉体(2)内部连通。

4.根据权利要求2所述的一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，其特征在于：所述炉体(2)内设置有测温热电偶(14)，所述测温热电偶(14)与所述程序控制器(12)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，其特征在于：所述冷却部包括进水管(16)和出水管(17)，所述进水管(16)与所述烟气冷却罐体(15)底部一侧连通，所述出水管(17)与所述烟气冷却罐体(15)顶部一侧连通。

6.根据权利要求1所述的一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，其特征在于：所述尾气收集系统包括与所述管道连通的布袋收尘室(18)，所述布袋收尘室(18)底端开设有出料口(19)。

7.根据权利要求6所述的一种微波鼓风联合焙烧中低品位硫化锑回收氧化锑的装置，其特征在于：所述布袋收尘室(18)顶部一侧固定连接有收集管(20)的一端，所述收集管(20)的另一端固定连接有废气处理装置(21)。

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