CN2367621Y - 连续式微波焙烧矿物设备 - Google Patents

Abstract

本新型公开一种连续式微波焙烧矿物设备,它是由多台微波焙烧炉串联后组成的系统构成,每个微波焙烧炉由微波功率源、微波传输系统、微波焙烧炉体组成。微波焙烧炉体由炉腔、炉门5、混合抗流器3、波导法兰6、抽风口7、滚轴11、保温隔热层12和机架9构成,炉腔的炉壁为双层不锈钢、内衬隔热材料、腔内衬耐火隔热板构成。经该装置预处理后的矿物可明显改善其后续浸出性能,特别适合于难处理贵金属的预处理—湿法冶金工艺。本实用新型所公开的装置,与传统火法焙烧炉相比,具有抗腐蚀、耐高温、连续化作业、生产率大大提高、能耗低、污染小、后续浸出率高等优点,可大大改善工人的劳动条件、降低劳动强度,具有极大的经济效益和社会效益。

Description

连续式微波焙烧矿物设备

本实用新型属于贵金属矿冶装置，特别涉及贵金属矿的预处理-湿法冶金技术。

众所周知，在矿物焙烧-湿法冶金工艺中，进行焙烧不仅使物料化学性质上适于后续作业，而且也提供适宜的物理状态。主要的工业焙烧装置有：多膛焙烧炉，飘悬焙烧炉，沸腾焙烧炉，鼓风焙烧炉和烧结焙烧炉(见《提取冶金单元过程)》[美]罗伯特D.佩克著，冶金工业出版社，1982年)。但火法焙烧升温慢，保温时间长，能耗高，需配备提供焙烧空气，废热利用锅炉等装置，体积庞大，工作环境恶劣，污染较大，而且对包裹型难处理复合矿来说，由于火法焙烧不能打开包裹层，后续浸出时间长，浸出率不高，浸出剂耗量大，矿物中有价金属浪费严重。

在微波能作用下，矿物吸收微波，自身介质损耗发热，加热过程是内外同时进行的，因而大幅度减少了热传导的时间，可避免传统加热方式中的“冷中心”现象；在微波能作用下，物质分子发生超高频振动，在915MHz频率下每秒振动8.3×10⁸次，不仅产生了热量，促使温度升高，而且增加了物质的相互碰撞，强化了反应的进行，黄铁矿转变成磁黄铁矿，它在化学上比黄铁矿更易起反应，并且易于用磁选机分离；同样，砷黄铁矿转变成磁黄铁矿和砷，金属元素将与砷和硫从矿物基质中解离出来，而且物质分子在超高频振动、旋转、摩擦和碰撞作用下，包裹层将减薄或破裂，同时由于微波加热具有选择性，大多数金属硫化物和一些金属氧化物能够大量吸收微波，几分钟后物料温度可升至几百度甚至上千度(跟功率和物料量有关)，方铅矿、黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿具有高的加热速率；赤铁矿、钛铁矿、锡矿石具有中等加热速率；云母、闪锌矿、石英具有很差的加热速率。应用微波对某些物质能够加热，而脉石矿物却不吸收或很少吸收微波，这种选择性加热和快速加热的特性，可使矿物相的界面发生足够大的热应力，在矿粒边缘形成微裂纹。在选矿时，因为微裂纹会改进并简化矿石的粉碎、研磨和精选工作，应力粉矿可应用于不同类型的金属氧化物和硫化物矿石。对于浸出前的微波预处理，不同的应力和应变导致金属微粒和脉石之间产生或孕育裂纹，或使晶间缝扩展变宽，撕破包裹层，暴露出新鲜表面，因而在后续的湿法浸出过程中有利于浸取剂的渗入，强化浸取剂和贵金属之间的液-固反应，加快浸出过程，缩短浸出时间，提高浸出率。因而生产率大大提高。微波预处理特别适合附加值高的贵金属矿物。

本实用新型提供了一种实施连续微波预处理矿物的设备。

本实用新型是由微波焙烧炉串联后组成的系统构成，每个微波焙烧炉由微波功率源、微波传输系统、微波焙烧炉体组成。该系统包括：推舟器1，物料容器2(舟)，混合抗流器3，微波炉体4，炉门5，波导法兰6，抽风口7，接头8，机架9，耐火材料10，滚轴11，隔热板12，波导13，销钉调配器14，环行器15，水负载16，微波源17(见附图1；其工作过程是：首先由推舟器1推动舟2(物料容器)通过混合抗流器3到达微波炉体中，使矿物得到第一次微波加热预处理；由于推进器1的作用，后面的舟2推动前面的舟2通过微波炉体中的滚轴11使得舟2连续通过多个微波炉体。这样，就保证了舟2中的矿物得到足够的微波预处理时间，串联的微波炉体数，视具体的矿物和处理量来确定。

本实用新型中的每台微波源17采用先进的大功率微波磁控管CK-611作功率源，最大输出功率为20kW。整套装置可由多台20kW/915MHz微波源提供微波功率，根据日处理量来组合；由大功率环行器15(其偏置磁场将反射功率引到大功率水负载16，保护磁控管)，大功率水负载16(吸收反射功率)，销钉调配器14(驻波比：1.1～3，保证最佳匹配)和BJ-9弯波导13组成微波传输系统；微波焙烧炉体4由炉腔(炉壁为双层不锈钢，内衬隔热材料；腔内衬耐火隔热板)、混合抗流器3(由电抗性抗流器和电阻性抗流器组成，电抗性抗流器保证对漏出的微波能量产生严重的失配，使其反射回加热器中，未被电抗性抗流器抑制的漏能，可以进一步被末端处微波吸收材料吸收，使微波泄漏达到国家标准范围内)、滚轴11和机架9等组成；推舟器1由电机、减速器、推杆和限位开关等组成，以一定的速度将由硅酸盐材料制成的盛满矿物的舟2推入微波炉腔内。

因为矿物中含硫、高温焙烧、焙烧过程中有SO₂等尾气产生，所以必须考虑设备的抗腐蚀性(炉体可采用不锈钢)、保温隔热性和抽风排气便于连接收尘或尾气处理装置。本设备耐腐蚀，耐高温，无粉尘、烟雾，微波泄漏符合国家标准。

附图及附图说明：

图1为本实用新型的示意图，其中：1推舟器，2物料容器(舟)，3混合抗流器，4微波炉体，5炉门，6波导法兰，7抽风口，8接头；

图2为本实用新型的A-A视图；

其中：9机架，10耐火材料，11滚轴，12隔热板，13波导，14销钉调配器，15环行器，16水负载，17微波源

综上所述，本装置的优点或积极效果是：

①该装置应用于湿法浸出前的预处理，由于极快的加热速度。所以可大幅度提高生产率。大多数硫化物和一些氧化物能够大量吸收微波，几分钟后物料温度可升至几百度甚至上千度(跟功率和物料量有关)，而脉石矿物却不吸收或很少吸收微波，这种快速加热和选择性加热的特性，可使矿物相的界面发生不同的应力和应变而发生爆裂，撕破包裹层，暴露出新鲜表面，因而在后续的湿法浸出过程中有利于浸取剂的渗入，加快浸出过程，缩短浸出时间，提高浸出率。实验结果表明：传统方法焙烧后浸出率约30％-40％，而用微波方法焙烧后浸出率高达90％以上。

②微波加热是基于材料本身的介质损耗发热，在整个装置中，只有矿物处于高温中，其余部分仍处于常温冷态，所以整个装置的结构紧凑、占地面积小。烧结时，炉外壁温度比室温仅高出20～30℃。加上无粉尘、噪音和烟雾，可大大改善工人劳动条件，降低劳动强度，有极大的社会效益。本设备耐腐蚀，耐高温，无粉尘、烟雾，微波泄漏符合国家标准。

③内外一致加热，因而大幅度减少了热传导的时间，可避免传统加热方式中的“冷中心”现象。

④微波能的产生和关闭几乎无惯性，易于控制，安全可靠。可实现自动化连续生产。

⑤高效节能：微波能转换成热能的效率，通常为80％～90％，加之微波烧结时间极短，以及微波功率的封闭性，对物料的渗透性和转化为热的即时性，构成了微波加热节能的基本特点，微波加热减少了传统方法热传导过程的时间，即温度均匀分布的时间，因而大大减少了对环境的热损失，从而降低能耗，节能可达50％左右，因而具有可观的经济效益。

⑥该装置也可应用于选矿，因为微波预处理后矿物产生微裂纹，将改进并简化矿石的粉矿、研磨和精选工作，有利于选择性磨矿的工业化应用。实施例：若由十台20kW/915MHz微波源提供总共200kW的微波功率，通过由大功率环行器、销钉调配器和波导组成的微波传输系统和特殊设计的炉体组成生产线对炉腔内的矿物进行连续化预处理，使矿物发生相转变、解离、产生裂纹，撕破包裹层，用于选矿时，可改善矿物的选择性研磨性能，使矿物-0.3mm的粒级产率提高20％以上，并使磨矿速率大大提高；用于后续湿法浸出时明显改善矿物的浸出性能，浸出率可达95％左右，比传统火法焙烧节能50％左右。按每条生产线日处理铂钯精矿10吨计算，每年可处理铂钯精矿3000吨，高品位铂钯精矿每吨含铂+钯70克，若渗出率，回收率均按95％计算，每年可提炼铂+钯：3000吨×70克/吨×95％×95％＝189525克，铂+钯的工业综合价格按140元/克计算，年创产值140元/克×189525克＝26,533,500元人民币。副铂族金属锇、铱、钌、铑的产量约为铂+钯的1/10，约为20000克，工业综合价格按200元/克计算，年创产值200元/克×20000克＝4,000,000元人民币。另外，每年可节约能源500,000元人民币以上。同样，该装置用于金精矿或金尾矿的微波预处理-湿法浸出时，也具有可观的经济效益和社会效益。

Claims (5)

1.一种连续式微波焙烧矿物设备，其特征是：它是由微波焙烧炉串联后组成的系统构成，微波焙烧炉台数根据矿物处理量决定，每个微波焙烧炉由微波功率源、微波传输系统、微波焙烧炉体组成，该系统包括：推舟器1，舟2，混合抗流器3，微波炉体4，炉门5，波导法兰6，抽风口7，接头8，机架9，耐火材料10，滚轴11，隔热板12，波导13，销钉调配器14，环行器15，水负载16，微波源17。

2.根据权利要求1所述的一种连续式微波焙烧矿物设备，其特征是：所述的大功率微波源17的频率为915MHz。

3.根据权利要求1所述的一种连续式微波焙烧矿物设备，其特征是：所述的微波传输系统是由大功率环行器15、水负载16、销钉调配器14、波导13构成。

4.根据权利要求1所述的一种连续式微波焙烧矿物设备，其特征是：所述的微波焙烧炉体4是由炉腔、炉门5、混合抗流器3、波导法兰6、抽风口7、滚轴11、保温隔热层12和机架9构成，炉腔的炉壁为双层不锈钢、内衬隔热材料、腔内衬耐火隔热板。

5.根据权利要求1所述的一种连续式微波焙烧矿物设备，其特征是：所述的推舟器1由电机、减速器、推杆和限位开关等组成，所述的舟2是由硅酸盐材料制成的。