CN217757592U - 一种从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置 - Google Patents

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杨钦晟
张风娟
魏梅
王永利
李玲博
王倩
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Abstract

本实用新型公开一种从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，包括保护性气体气瓶、微波加热炉、原料处理炉和尾气处理机构，保护性气体气瓶通过导管与微波加热炉连通；原料处理炉固定安装在微波加热炉顶端，原料处理炉与微波加热炉连通，原料处理炉内安装有原料处理机构，微波加热炉上安装有微波加热机构；尾气处理机构包括依次连通的冷却室、收尘室和尾气处理室，冷却室与微波加热炉连通，收尘室位于冷却室的正下方，收尘室底端设置有物料出料口；微波加热炉外壁上安装有程序控制中心，阀门、进料阀门、原料处理机构、微波加热机构均与程序控制中心电性连接；本实用新型可对硫化锑矿渣进行机械处理，并使得硫化锑矿渣加热更加迅速。

Description

一种从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置
技术领域
本实用新型涉及有色金属冶炼领域，特别是涉及一种从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置。
背景技术
锑是我国重要的战略贮备资源，我国锑资源的储量占全球60％以上，这些锑资源在自然界中大多数以硫化锑的形式存在，目前我国主要冶炼硫化锑的方式分为火法和湿法两种，最后冶炼得到氧化锑单质锑等具有广泛应用意义的金属或金属化合物。但是目前国内冶炼硫化锑大多数存在冶炼不完全的问题，在硫化锑矿渣中仍然能发现大量的硫化锑，因此，从冶炼后的硫化锑矿渣中回收硫化锑以提高硫化锑的回收率，扩展锑系原料来源成为一个必然解决的问题。
微波加热是一种依靠物体吸收微波能将其转换成热能，使自身整体同时升温的加热方式而完全区别于其他常规加热方式。传统加热方式是根据热传导、对流和辐射原理使热量从外部传至物料热量，热量总是由表及里传递进行加热物料，物料中不可避免地存在温度梯度，故加热的物料不均匀，致使物料出现局部过热，微波加热技术与传统加热方式不同，它是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高，不须任何热传导过程，就能使物料内外部同时加热、同时升温，加热速度快且均匀，仅需传统加热方式的能耗的几分之一或几十分之一就可达到加热目的。
由于硫化锑在微波频段具有较高的介电常数(8-30)以及介电损耗(0.2-0.8)，对微波有较强的响应，而矿渣中其他成分介电常数(4-12)对微波响应弱，因此可以充分利用微波加热具有选择性的优点，对硫化锑进行优先加热进行挥发回收。与传统方式加热挥发相比，微波加热挥发出的硫化锑纯度更高，加热方式的不同导致传统加热挥发会让矿渣中大量杂质共挥发，挥发出硫化锑成分纯度不高并难以进行后续冶炼。因此，本实用新型所使用的微波加热技术在对硫化锑矿渣回收硫化锑方面具有广泛的应用前景。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，以解决上述现有技术存在的问题。
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从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，包括保护性气体气瓶、微波加热炉、原料处理炉和尾气处理机构，所述保护性气体气瓶出口端安装有阀门，所述保护性气体气瓶通过所述阀门固定连通有导管，所述保护性气体气瓶通过所述导管与所述微波加热炉连通；所述原料处理炉固定安装在所述微波加热炉顶端，所述原料处理炉底端开设有出料孔，所述出料孔上安装有进料阀门，所述原料处理炉与所述微波加热炉通过所述出料孔连通，所述原料处理炉内安装有原料处理机构，所述微波加热炉上安装有微波加热机构；所述尾气处理机构包括依次连通的冷却室、收尘室和尾气处理室，所述冷却室与所述微波加热炉连通，所述收尘室位于所述冷却室的正下方，所述收尘室底端设置有物料出料口；所述微波加热炉外壁上安装有程序控制中心，所述阀门、所述进料阀门、所述原料处理机构、所述微波加热机构均与所述程序控制中心电性连接。
优选的，所述微波加热机构包括微波发生器和若干个微波源，所述微波发生器与所述程序控制中心电性连接；若干个所述微波源沿周向固定连接在所述微波加热炉外壁上，所述微波源上固定连通有微波导管，所述微波源通过所述微波导管与所述微波发生器连通；所述微波加热炉外壁上固定安装有透波保温层，所述透波保温层远离所述微波加热炉的一侧固定安装有不吸波保温层，若干个所述微波源均固定连接在所述透波保温层与所述不吸波保温层之间。
优选的，所述原料处理机构包括固定安装在所述原料处理炉内侧顶部的破碎室，所述破碎室的顶端设置有原料进料口，所述破碎室的底端设置有原料出料口，所述破碎室内部安装有破碎器，所述破碎器与所述程序控制中心电性连接。
优选的，所述破碎室的下方安装有筛板，所述筛板与所述原料处理炉内壁可拆卸连接，所述筛板上固定安装有震动电机，所述震动电机与所述程序控制中心电性连接。
优选的，所述原料处理炉外壁上安装有可伸缩开关，所述筛板与所述原料处理炉通过所述可伸缩开关可拆卸连接。
优选的，所述微波加热炉内侧顶部固定安装有若干个热电偶，若干个所述热电偶均与所述程序控制中心电性连接。
优选的，所述微波加热炉外壁沿竖直方向开设有若干个进气孔，所述保护性气体气瓶通过所述导管、所述进气孔与所述微波加热炉相连通。
优选的，所述冷却室包括内室和外室，所述内室与所述外室之间形成冷却腔，所述冷却腔底部设置有冷却水进水口，所述冷却腔顶部设置有冷却水出水口，所述冷却室外侧安装有循环水泵，所述循环水泵的出口端固定连通有输水管，所述循环水泵通过所述输水管与所述冷却水进水口相连通。
本实用新型公开了以下技术效果：通过在原料处理炉内设置原料处理机构可对硫化锑矿渣进行机械处理，提高了处理效率并省去了人工处理的成本；通过在微波加热炉上安装微波加热机构可使得硫化锑矿渣加热更加迅速，由于微波具有选择性加热的优势，可以使硫化锑矿渣优先挥发出硫化锑，提高了挥发出的硫化锑纯度；采用微波加热无需加入大量的燃料，也无需对燃料废渣进行处理，节省了成本；通过设置的尾气处理机构可将微波加热产生的硫化锑烟尘中的有毒有害气体处理后再进行排放，对环境友好。
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为本实用新型从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置的主视剖视示意图；
其中，1、保护性气体气瓶，2、循环水泵，3、原料进料口，4、破碎室，5、原料出料口，6、筛板，7、可伸缩开关，9、热电偶，10、透波保温层，11、不吸波保温层，12、微波源，13、冷却水出水口，14、冷却水进水口，15、收尘室，16、尾气处理室，17、物料出料口，18、程序控制中心，19、微波发生器，20、原料处理炉，21、微波加热炉，22、炉门。
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。
实施例一：
本实用新型提供一种从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，包括保护性气体气瓶1、微波加热炉21、原料处理炉20和尾气处理机构，保护性气体气瓶1出口端安装有阀门，保护性气体气瓶1通过阀门固定连通有导管，保护性气体气瓶1通过导管与微波加热炉21连通；原料处理炉20固定安装在微波加热炉21顶端，原料处理炉20底端开设有出料孔，出料孔上安装有进料阀门8，原料处理炉20与微波加热炉21通过出料孔连通，原料处理炉20内安装有原料处理机构，微波加热炉21上安装有微波加热机构；尾气处理机构包括依次连通的冷却室、收尘室15和尾气处理室16，冷却室与微波加热炉21连通，收尘室15位于冷却室的正下方，收尘室15底端设置有物料出料口17；微波加热炉21外壁上安装有程序控制中心18，阀门、进料阀门8、原料处理机构、微波加热机构均与程序控制中心18电性连接；微波加热炉21底部外壁设置有炉门22，通过炉门22便于对冶炼完成后的矿渣进行清理。
进一步的，为了实现对硫化锑矿渣进行微波加热，并保证微波加热炉21腔体内整体温度为500℃-700℃，微波加热机构包括微波发生器19和若干个微波源12，微波发生器19与程序控制中心18电性连接；若干个微波源12沿周向固定连接在微波加热炉21外壁上，微波源12上固定连通有微波导管，微波源12通过微波导管与微波发生器19连通；微波加热炉21外壁上固定安装有透波保温层10，透波保温层10远离微波加热炉21的一侧固定安装有不吸波保温层11，若干个微波源12均固定连接在透波保温层10与不吸波保温层11之间；微波发生器19所用的微波频率为2450MHz。
进一步的，为了实现对硫化锑原料进行自动破碎，使破碎后的原矿粒径在0.1mm-1mm，原料处理机构包括固定安装在原料处理炉20内侧顶部的破碎室4，破碎室4的顶端设置有原料进料口3，破碎室4的底端设置有原料出料口5，破碎室4内部安装有破碎器，破碎器与程序控制中心18电性连接。
进一步的，为了实现对破碎后的硫化锑矿渣进行自动筛选，并便于对筛板进行更换的效果，破碎室4的下方安装有筛板6，筛板6与原料处理炉20内壁可拆卸连接，原料处理炉20外壁上安装有可伸缩开关7，筛板6与原料处理炉20通过可伸缩开关7可拆卸连接，筛板6上固定安装有震动电机，震动电机与程序控制中心18电性连接；筛板6可更换的型号为30目-80目。
进一步的，为了实现对微波加热炉21腔体内的温度进行实时监测的效果，微波加热炉21内侧顶部固定安装有若干个热电偶9，若干个热电偶9均与程序控制中心18电性连接。
进一步的，为了实现快速将微波加热炉21内的空气排净的效果，微波加热炉21外壁沿竖直方向开设有若干个进气孔，保护性气体气瓶1通过导管、进气孔与微波加热炉21相连通；保护性气体气瓶1对微波加热炉21内输入的保护气体流量控制为0.2m3/h-1m3/h，保证微波加热炉21中充满保护性气体，避免硫化锑的氧化。
进一步的，为了实现对硫化锑烟尘进行快速降温的效果，冷却室包括内室和外室，内室与外室之间形成冷却腔，冷却腔底部设置有冷却水进水口14，冷却腔顶部设置有冷却水出水口13，冷却室外侧安装有循环水泵2，循环水泵2的出口端固定连通有输水管，循环水泵2通过输水管与冷却水进水口14相连通。
本实用新型提供的从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，在使用时，打开微波加热炉21开关，通过程序控制中心18选择合适的微波加热功率、保温时间及保护性气体的流速等参数；打开保护性气体气瓶1的阀门，将微波加热炉21内的空气排净，并持续通入保护性气体，直到硫化锑冶炼完成；将硫化锑矿渣倒入破碎室4内，打开破碎室4内破碎器的控制开关，利用破碎器对硫化锑矿渣进行破碎，破碎完成后打开原料出料口5，使破碎后的硫化锑矿渣下落至筛板6上，同时打开筛板6上的震动电机，由筛板6对硫化锑矿渣进行筛选，筛选出粒径合适的硫化锑矿渣后，打开进料阀门8，让筛选出的硫化锑矿渣进入到微波加热炉21内，启动微波发生器19并打开循环水泵2，通过微波源12对微波加热炉21内的硫化锑矿渣进行加热，使硫化锑挥发，在高温和气体流动的作用下，硫化锑烟尘进入尾气处理机构，在冷却室冷却腔内循环水的对流作用下，短时间内快速充分冷却，并自然落入到收尘室15内；在收尘室15的作用下，使得硫化锑粉末聚集，形成粗硫化锑产品，并通过物料出料口17排出，而收尘室15内多余的烟气会进入到尾气处理室16内进行处理后排放至大气中，对环境友好。
实施例二：
使用微波挥发装置从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发方法，具体步骤如下：
步骤1，打开微波加热炉21开关，通过程序控制中心18选择合适的微波加热功率、保温时间及保护性气体的流速等参数；
步骤2，打开保护性气体气瓶1的阀门，将微波加热炉21内的空气排净，并持续通入保护性气体，直到硫化锑冶炼完成；
步骤3，将硫化锑矿渣倒入破碎室4内，打开破碎室4内破碎器的控制开关，利用破碎器对硫化锑矿渣进行破碎，破碎完成后打开原料出料口5，使破碎后的硫化锑矿渣下落至筛板6上，同时打开筛板6上的震动电机，由筛板6对硫化锑矿渣进行筛选，筛选出粒径合适的硫化锑矿渣后，打开进料阀门8，让筛选出的硫化锑矿渣进入到微波加热炉21内；
步骤4，启动微波发生器19并打开循环水泵2，通过微波源12对微波加热炉21内的硫化锑矿渣进行加热，使硫化锑挥发，在高温和气体流动的作用下，硫化锑烟尘进入尾气处理机构；
步骤5，由步骤4排出的硫化锑烟气，在冷却室冷却腔内循环水的对流作用下，短时间内快速充分冷却，并自然落入到收尘室15内；
步骤6，经过步骤5冷却后的硫化锑烟气在收尘室15的作用下，使得硫化锑粉末聚集，形成粗硫化锑产品，并通过物料出料口17排出；
步骤7，收尘室15内多余的烟气进入到尾气处理室16内，通过尾气处理室16将烟气中所含其它有毒有害气体处理后，排放至大气中。
通过上述实施例可以看出硫化锑矿渣在充满保护性气体的环境中，在微波加热的作用下，使得硫化锑得到了充分的挥发，同时由于微波加热的优点，使得硫化锑矿渣受热均匀，由于微波具有选择性加热的优势，可以使硫化锑矿渣优先挥发出硫化锑，提高了挥发出的硫化锑纯度；采用微波加热无需加入大量的燃料，也无需对燃料废渣进行处理，节省了成本；通过设置的尾气处理机构可将微波加热产生的硫化锑烟尘中的有毒有害气体处理后再进行排放，对环境友好。
实施例三：
使用微波挥发装置从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发方法，具体步骤如下：
步骤1，打开微波加热炉21开关，通过程序控制中心18选择合适的微波加热功率、保温时间及保护性气体的流速等参数；
步骤2，打开保护性气体气瓶1的阀门，将微波加热炉21内的空气排净，并持续通入保护性气体，直到硫化锑冶炼完成，保护性气体流速控制在0.4m3/h；
步骤3，将硫化锑矿渣倒入破碎室4内，打开破碎室4内破碎器的控制开关，利用破碎器对硫化锑矿渣进行破碎，破碎完成后打开原料出料口5，使破碎后的硫化锑矿渣下落至筛板6上，同时打开筛板6上的震动电机，由筛板6对硫化锑矿渣进行筛选，筛板6的目数为50目，筛选出硫化锑矿渣后，打开进料阀门8，让筛选出的硫化锑矿渣进入到微波加热炉21内；
步骤4，设置微波调节模式为自动调节模式，微波频率为2450MHz，微波加热炉21内的温度保持在600℃，启动微波发生器19并打开循环水泵2，通过微波源12对微波加热炉21内的硫化锑矿渣进行加热，使硫化锑挥发，在高温和气体流动的作用下，硫化锑烟尘进入尾气处理机构；
步骤5，由步骤4排出的硫化锑烟气，在冷却室冷却腔内循环水的对流作用下，短时间内快速充分冷却，使得硫化锑烟尘温度冷却至100℃，并自然落入到收尘室15内；
步骤6，经过步骤5冷却后的硫化锑烟气在收尘室15的作用下，使得硫化锑粉末聚集，形成粗硫化锑产品，并通过物料出料口17排出；
步骤7，收尘室15内多余的烟气所含有害气体主要成分为SO2，根据SO2浓度高低进行处理，对于高浓度的SO2气体，可进行造酸，得到硫酸粗产品，对于低浓度的SO2气体，使用碱性溶液进行吸收处理。
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 (8)

1.一种从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，其特征在于，包括保护性气体气瓶(1)、微波加热炉(21)、原料处理炉(20)和尾气处理机构，所述保护性气体气瓶(1)出口端安装有阀门，所述保护性气体气瓶(1)通过所述阀门固定连通有导管，所述保护性气体气瓶(1)通过所述导管与所述微波加热炉(21)连通；所述原料处理炉(20)固定安装在所述微波加热炉(21)顶端，所述原料处理炉(20)底端开设有出料孔，所述出料孔上安装有进料阀门(8)，所述原料处理炉(20)与所述微波加热炉(21)通过所述出料孔连通，所述原料处理炉(20)内安装有原料处理机构，所述微波加热炉(21)上安装有微波加热机构；所述尾气处理机构包括依次连通的冷却室、收尘室(15)和尾气处理室(16)，所述冷却室与所述微波加热炉(21)连通，所述收尘室(15)位于所述冷却室的正下方，所述收尘室(15)底端设置有物料出料口(17)；所述微波加热炉(21)外壁上安装有程序控制中心(18)，所述阀门、所述进料阀门(8)、所述原料处理机构、所述微波加热机构均与所述程序控制中心(18)电性连接。
2.根据权利要求1所述的从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，其特征在于，所述微波加热机构包括微波发生器(19)和若干个微波源(12)，所述微波发生器(19)与所述程序控制中心(18)电性连接；若干个所述微波源(12)沿周向固定连接在所述微波加热炉(21)外壁上，所述微波源(12)上固定连通有微波导管，所述微波源(12)通过所述微波导管与所述微波发生器(19)连通；所述微波加热炉(21)外壁上固定安装有透波保温层(10)，所述透波保温层(10)远离所述微波加热炉(21)的一侧固定安装有不吸波保温层(11)，若干个所述微波源(12)均固定连接在所述透波保温层(10)与所述不吸波保温层(11)之间。
3.根据权利要求1所述的从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，其特征在于，所述原料处理机构包括固定安装在所述原料处理炉(20)内侧顶部的破碎室(4)，所述破碎室(4)的顶端设置有原料进料口(3)，所述破碎室(4)的底端设置有原料出料口(5)，所述破碎室(4)内部安装有破碎器，所述破碎器与所述程序控制中心(18)电性连接。
4.根据权利要求3所述的从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，其特征在于，所述破碎室(4)的下方安装有筛板(6)，所述筛板(6)与所述原料处理炉(20)内壁可拆卸连接，所述筛板(6)上固定安装有震动电机，所述震动电机与所述程序控制中心(18)电性连接。
5.根据权利要求4所述的从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，其特征在于，所述原料处理炉(20)外壁上安装有可伸缩开关(7)，所述筛板(6)与所述原料处理炉(20)通过所述可伸缩开关(7)可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，其特征在于，所述微波加热炉(21)内侧顶部固定安装有若干个热电偶(9)，若干个所述热电偶(9)均与所述程序控制中心(18)电性连接。
7.根据权利要求1所述的从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，其特征在于，所述微波加热炉(21)外壁沿竖直方向开设有若干个进气孔，所述保护性气体气瓶(1)通过所述导管、所述进气孔与所述微波加热炉(21)相连通。
8.根据权利要求1所述的从硫化锑矿渣中回收硫化锑的微波挥发装置，其特征在于，所述冷却室包括内室和外室，所述内室与所述外室之间形成冷却腔，所述冷却腔底部设置有冷却水进水口(14)，所述冷却腔顶部设置有冷却水出水口(13)，所述冷却室外侧安装有循环水泵(2)，所述循环水泵(2)的出口端固定连通有输水管，所述循环水泵(2)通过所述输水管与所述冷却水进水口(14)相连通。
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