本发明专利技术涉及一种水泥窑外预分解窑中稀有元素的收集装置，包括气体混合室、旋风筒、收集室，所述气体混合室设有气体进口，第一风管用于将气体混合室的一端与预热器中的多级旋风筒的连接风管连接，气体混合室的另一端通过第二风管与旋风筒连接，旋风筒的顶部设有气体出口，旋风筒的底部与收集室连接。本发明专利技术还涉及采用该装置收集稀有元素的方法。（1）借助水泥生产过程中的工艺特点，将所需元素进行浓缩收集，工艺过程简单，不需要单独进行矿石开采，成本低；（2）收集过程中无废料废弃物排出，不会对环保带来新的污染源；（3）本发明专利技术在在不妨碍水泥质量的同时将稀有元素浓缩收集，充分利用了资源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种新型干法水泥生产系统，尤其涉及一种水泥窑外预分解窑中稀有元素的收集装置，本专利技术还涉及采用该装置收集稀有元素的方法。
技术介绍
随着工业技术的不断进步，一些稀有元素在功能性材料合成、改性和提高效率方面发挥着重要的作用，尤其在材料、冶金、化工等领域中发挥着重要的作用。随着电子工业、材料工业、军事国防业的发展，其需求量不断加大。而且有些稀有元素具有一定的战略意义，然而这些元素往往在自然界中的含量较低(ppm级)，甚至有些更低。如果通过一些富含矿物开采和提炼，其生产成本较高，环境代价也较大。 而水泥生产过程中使用到大量的物料，而且这些物料随着自然界成矿区域和年代的不同，水泥生产所用的矿物原、燃料中也富含了一定量稀有元素(如锶、钒、铟、铊等)等(l(T800ppm)，其中一些稀有元素及其化合物的熔点和沸点温度在823K 1623K之间，具体数据见表I，稀有元素A —般在水泥生产的物料中，常以固体复合矿物A (B) n的形式存在，其中B是矿物基团。表I部分稀有元素及其化合物的物化参数类别I物质I溶点(k) I沸点(k) I纯物质价格(元/千克)锶 SrbrCl2; SrBr2; SrI2; Sr (OH)2; SrCO3808^1197 1445^2273 ~ 100铷 Rb_RbCl9881654钒 V W3; VCl214001900 ~2500镓 Ga_GaCl;~251125~ 2400镍 Ni .NiCl2; NiBr2Tl92~1260 1192^1260 ~ 129锗 Ge .GeCl2; GeO; GeS; GeSe~00~983 975~1125 ~ 2800铯 Cs_CsI^941553~ 2000铟 In _InBr; Ini; In2O558^638 800~1091 ~ 3600铷 Rb'Rb 13961锑 StZSbCl3; SbBr3; SbI3 46~444 493飞73 ~ 72铊 TrTlF3;TlI~15~1140 1082^1700 ~ 7000纺 Fr_Fr 00950钐 Sm'Sm13452064 ~ 40000铕 Eu _EuT0951870 ~ 6500铥 Tm'Tm18182220 ~ 24000镱 YbjYb1109711467丨8000 在水泥熟料烧成预热预分解系统中，气固两相流以逆流方式运动，其中固相物料经历了由低温(333 K)到高温(固相1723K)再由高温到低温(363 K)温度连续渐变的过程，其气相也经历了由低温(333 K)到高温(2473K)再由高温到低温(573 K)的过程，在此过程中用于煅烧水泥的物料及其含稀有元素构成的物质发生了一系列物理化学变化，尤其是物理形态上的变化，当该物质A(B)n随水泥生料被加热到稀有元素A的熔点时，升高温度稀有元素A开始由固态变成液态，继续升温，加热到稀有元素A的沸点时，升高温度稀有元素A开始由液态变成气态，进入气相中；降温，当温度降低到熔点时随着温度的降低稀有元素A开始凝固。由生料中的固体复合矿物A (B) n带入的稀有元素A有部分被废烟气带出，因窑尾废烟气温度高(1373K左右)，这部分稀有元素A并不会在窑尾冷凝富集，而会被废烟气带走，被烟气带走后，稀有元素A在多级预热器旋风筒的合适部位(如三极、四级和入窑生料管道)，由于温度较低而冷凝，随着生料沉集又一次入窑；如此循环、稀有元素A会在预热器内循环富集。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种将水泥生产过程中的稀有元素收集的装置，该装置将水泥窑外预分解窑中的预热器内循环富集的稀有元素收集，方法简单、成本低，在不妨碍水泥质量的同时将稀有元素收集，充分利用了资源。本专利技术的具体技术方案如下 一种水泥窑外预分解窑中稀有元素的收集装置，包括气体混合室、旋风筒、收集室，所述气体混合室设有气体进口，第一风管用于将气体混合室的一端与预热器中的多级旋风筒的连接风管连接，气体混合室的另一端通过第二风管与旋风筒连接，旋风筒的顶部设有气体出口，旋风筒的底部与收集室连接。将第一风管与预热器的出风管连接，从预热器的出风管上引出部分富集稀有元素的废烟气，收集稀有元素。旋风筒顶部的气体出口与废气处理系统连接，所述的废气处理系统包括引风机。采用上述装置在水泥预热预分解过程中收集稀有元素的方法，从预热器中的多级旋风筒的连接风管中引出不大于连接风管中气体总体积50%的气体，经降温后气体中的稀有元素冷凝，收集冷凝后的固体，剩余气体排出。所述气体的降温采用与冷空气混合的方式。在既能收集稀有元素A又能够尽量减少热损耗的情况下，引出部分的气体不宜太多，以占总体积的30%为宜。本专利技术具有如下优点 (1)借助水泥生产过程中的工艺特点，将所需元素进行浓缩收集，工艺过程简单，不需要单独进行矿石开采，成本低； (2)收集过程中无废料废弃物排出，不会对环保带来新的污染源； (3 )本专利技术在在不妨碍水泥质量的同时将稀有元素浓缩收集，充分利用了资源。附图说明图I为本专利技术的水泥窑外预分解窑尾系统结构示意 图2为本专利技术的水泥生产过程中稀有元素的收集装置结构示意图。具体实施例方式以下结合附图进一步说明本专利技术。参见图1，水泥窑外预分解窑尾系统包括预热器1，与预热器I连接的回转窑2、与回转窑2连接的冷却机3，预热器I包括多级旋风筒、连接风管和分解炉12，多级旋风筒自上而下依次为一级旋风筒4、二级旋风筒5、三级旋风筒6、四级旋风筒7和五级旋风筒8，多级旋风筒的各个旋风筒之间由连接风管串联连接，连接风管包括出风管和进风管，如与四级旋风筒7连接的连接风管包括进风管10和出风管9，五级旋风筒8通过连接风管11与分解炉12连接。参见图2，本专利技术的水泥窑外预分解窑中稀有元素收集装置，包括气体混合室15、旋风筒19、收集室17，气体混合室15设有气体进口 14，第一风管13将气体混合室15与预热器I中的多级旋风筒的连接风管连接，优选的与四级旋风筒7的出风管9连接，第一风管13与四级旋风筒7的出风管9连接方式为在出风管9上设孔，将第一风管13插入孔中即可；第二风管16将气体混合室15与旋风筒19连接，旋风筒19的底部与收集室17连接，旋风筒19的顶部设有气体出口 18，气体出口 18与废气处理系统20连接，所述的废气处理系统20包括引风机，引风机上设有阀门，该阀门用于控制从多级旋风筒的连接风管中引出的气体的量。水泥窑外预分解窑尾系统生产水泥熟料的过程中，由生料中的固体复合矿物A(B)n带入的稀有元素A有部分被废烟气带出，因窑内废烟气温度高(1373K左右)，这部分稀有元素A并不会在窑内冷凝富集，而会被废烟气带走，被烟气带走后，稀有元素A在多级旋风筒的合适部位(如三极、四级和入窑连接管道)，由于温度较低而冷凝，随着生料沉集又一次入窑；如此循环、稀有元素A会在预热器内循环富集。由于水泥窑外预分解窑尾系统中废烟气在各级旋风筒中的进出口温度大概为，一级旋风筒4气体入口约643K，气体出口约583K ;二级旋风筒5气体入口约733K，气体出口约673K ;三级旋风筒6气体入口约873K，气体出口约813K ;四级旋风筒7气体入口约1033K，气体出口约973K ;五级旋风筒8气体入口约1173K，气体出口约1113K本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水泥窑外预分解窑中稀有元素的收集装置，其特征在于包括气体混合室、旋风筒、收集室，所述气体混合室设有气体进口，第一风管用于将气体混合室的一端与预热器中的多级旋风筒的连接风管连接，气体混合室的另一端通过第二风管与旋风筒连接，旋风筒的顶部设有气体出口，旋风筒的底部与收集室连接。2.根据权利要求I所述的水泥窑外预分解窑中稀有元素的收集装置，其特征在于第一风管与四级旋风筒的出风管连接。3.根据权利要求I或2所述的水泥窑外预分解窑中稀有元素的收集装置，其特征在于旋风筒顶部的气体出...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡玉良，丁苏东，孙德群，肖国先，嵇磊，刘渊，赵美江，吴德厚，
申请(专利权)人：中国中材国际工程股份有限公司，中材国际环境工程北京有限公司，中材装备集团有限公司南京分公司，
类型：发明
国别省市：
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