一种微波干燥钛精矿的设备及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种微波干燥钛精矿的设备及应用，属于微波加热技术应用领域。结构包括三段微波加热装置，每段微波加热装置一字排列首尾相连呈阶梯式分布；每端微波加热装置包括皮带传送装置和微波加热腔体，皮带传送装置穿过微波加热腔体；最高阶梯的微波加热装置的一端有振动给料器，最低阶梯的微波加热装置有出料装置。应用是首先调整三段微波加热装置的皮带转速和抽风风管的抽风量、调整三阶段不同的微波功率，然后将钛精矿通过振动给料器铺送于皮带上，通过料层挡板调整钛精矿的厚度，最终从最低阶梯的微波加热装置的出料装置处得到含水率小于1wt%的干燥钛精矿。本设备及应用是一种长距离、高负荷、大流量条件下的高效、清洁干燥方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微波干燥钛精矿的设备及应用，属于微波加热技术应用领域。
技术介绍
钛是世界公认的稀有资源和重要的战略物质，是运载火箭、导弹、卫星、战机、核潜艇等的支撑材料。钛精矿是生产钛白粉、高钛渣和人造金红石的主要原料，它主要是从钛铁矿或者钛磁铁矿中采选得到。通常在原矿中FeTiO3的品位较低，一般需要经过重选、磁选和浮选分离等方法进行富集。由于经选矿处理的钛精矿含有约10%的水分，如果不事先进行脱水预处理，则会造成后续工序能量利用率低、经济成本高、废气排放量大等问题，给后续工艺带来非常大的压力。因此，需要将浮选钛精矿进行脱水干燥处理。目前，公知的浮选钛精矿的干燥方式主要有回转窑干燥和微波干燥。回转窑干燥是通过含水钛精矿与高温烟气接触而进行干燥。该干燥方式浮选钛精矿由回转窑一端进入窑内，在窑内运动过程中被加热干燥，最后由窑体另一端下部出料口排出。尽管回转窑干燥具有产量大、设备结构简单和操作方便等优点，但存在运行费用高，环境污染严重等问题。如专利CA102445057A提供的浮选钛精矿干燥中由于物料翻动和热风的鼓入致使回转窑干燥过程产生大量粉尘，这些粉尘随水蒸汽进入布袋收尘系统常导致管道和收尘器内凝结、糊袋，需定期更换收尘布袋，导致干燥成本大大增加。另外，钛精矿经浮选后表面残留大量的有机浮选药剂，这些浮选药剂在高温条件下极易挥发和分解，从而产生强烈的刺激性气体，对环境造成严重污染。微波干燥作为一种新型、绿色的干燥方式，其有效加热对象主要是极少量的拟脱除水分，减少了对物料的整体加热，极大地降低了能耗，有效避免了温室气体和污染物的排放。同时，由于物料表面水份蒸发，致使表面温度降低；从而造成一个内高外低的温度梯度，这个梯度的方向正好与水份蒸发的方向一致，所以效率极高。如李雨等开展的钛精矿研究中，微波加热150秒后可将含水10%的钛精矿干燥至2%。尽管钛精矿的微波干燥表现出速度快、干燥效率高等优点，然而目前钛精矿的微波干燥仅限于实验室阶段，尚未有适宜于规模化生产·的工艺和方法。因此，开发长距离、高负荷、大流量条件下的新型、高效的低温、清洁干燥新工艺和新技术具有重要的意义。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提出一种微波干燥钛精矿的设备及应用，是一种长距离、高负荷、大流量条件下的高效、清洁干燥方法。本专利技术的涉及的一种微波干燥钛精矿的设备的结构包括三段微波加热装置，三段微波加热装置一字排列首尾相连呈阶梯式分布；每段微波加热装置包括皮带传送装置和微波加热腔体3，皮带传送装置穿过微波加热腔体3 ;最高阶梯的微波加热装置的一端有振动给料器12，最低阶梯的微波加热装置有出料装置2。所述最高阶梯的微波加热装置有振动给料器的12 —端安装有料层挡板11，料层挡板11安装在皮带传送装置旋转方向的振动给料器12的前方。所述振动给料器12的给料口和出料装置2的出料口均安装有水分测定仪I。所述每个相连的微波加热装置之间有接头罩4连接。所述每个微波加热装置上的微波加热腔体3都安装有磁控管9和抽风风管5。抽风风管5安装在没有分布磁控管9的空腔体8内。所述整个微波干燥钛精矿的设备通过支架13固定在车间地面上。所述皮带传送装置由两个滚轴7和多个托辊10组成，滚轴7提供动力，托辊10用于支撑皮带6。本专利技术的微波干燥钛精矿的设备的应用包括如下:首先调整三段微波加热装置的皮带6转速均为5 10m/min、第一段微波加热装置的功率550 1000KW、抽风风管5的抽风量为400 750 m3/h，第二段微波加热装置的功率450 800KW、抽风风管5的抽风量为500 950 m3/h，第三段微波加热装置的功率350 600KW、抽风风管5的抽风量为350 550 m3/h，然后将含水率为8 12wt%的钛精矿通过振动给料器12铺送于皮带6上，通过料层挡板11调整钛精矿的厚度为I 5cm，最终从最低阶梯的微波加热装置的出料装置2处得到含水率小于lwt%的干燥钛精矿。所述钛精矿为浮选法获得的含TiO2 35 63被％的矿料。所述钛精矿从第一段微波加热装置干燥后脱出钛精矿中含水量的30 55wt%水， 第二段微波加热装置干燥后脱出钛精矿中含水量的70 90wt%的水，第三段微波加热装置干燥后脱出钛精矿中含水量的90 100wt%的水。 本专利技术的工艺原理在于水的介电常数为78，而钛精矿的介电常数相对较小，水在微波场中吸收决大数的微波能量而率先被选择性加热蒸发脱除，减少了对物料的整体加热，极大地降低了能耗。另外在低于80°C干燥温度下，钛精矿表面吸附的的浮选药剂不出现挥发和分解，有效地解决了回转窑干燥钛精矿带来的环境的污染问题。此外，通过微波设备合理的三段阶梯式布置和阶梯段动态翻料二次布料方式，从而不但实现长距离、高负荷、大流量条件下的规模化连续生产，而且提高干燥效率、降低了能耗。本专利技术具有以下优点: (1)本方法控制微波功率，抽风量，使浮选钛精矿在较低温度下完成干燥，避免了浮选药剂在高温条件下的挥发和分解，环境友好； (2)消除了回转窑干燥粉尘随水蒸汽进入布袋收尘系统导致管道和收尘器内凝结、糊袋，干燥成本大大增加减低； (3)采用三段阶梯式干燥布置，实现了长距离、高负荷、大流量条件下的规模化连续生产； (4)磁控管采用水冷冷却，提高了使用寿命，保证微波功率输出的稳定性，避免了微波功率的衰减。附图说明图1是本专利技术微波干燥设备示意图。图中各标号为:1-水分测定仪，2-出料装置，3-微波加热腔体，4-接头罩，5-抽风风管，6-皮带，7-滚轴，8-空腔体，9-磁控管，10-托辊，11-料层挡板，12振动给料器，13-支架。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。实施方式一:如图1所示，本实施方式的微波干燥钛精矿的设备结构包括三段微波加热装置，三段微波加热装置一字排列首尾相连呈阶梯式分布；每段微波加热装置包括皮带传送装置和微波加热腔体3，皮带传送装置穿过微波加热腔体3 ;最高阶梯的微波加热装置的一端有振动给料器12，最低阶梯的微波加热装置有出料装置2。最高阶梯的微波加热装置有振动给料器的12 —端安装有料层挡板11，料层挡板11安装在皮带传送装置旋转方向的振动给料器12的前方。振动给料器12的给料口和出料装置2的出料口均安装有水分测定仪I。每个相连的微波加热装置之间有接头罩4连接。每个微波加热装置上的微波加热腔体3都安装有磁控管9和抽风风管5。 本实施方式的微波干燥钛精矿设备的应用为:首先调整三段微波加热装置的皮带转速均为5m/min、第一段微波加热装置的功率550KW、抽风风管5的抽风量为500 m3/h，第二段微波加热装置的功率800KW、抽风风管5的抽风量为500 m3/h，第三段微波加热装置的功率500KW、抽风风管5的抽风量为350 m3/h，然后将含水率为10wt%的钛精矿(为浮选法获得的含TiO2 35wt%的矿料)通过振动给料器12铺送于皮带6上，通过料层挡板11调整钛精矿的厚度为1cm，最终从最低阶梯的微波加热装置的出料装置2处得到含水率0.9wt%的干燥钛精矿。实施方式二:如图1所示，本实施方式的微波干燥钛精矿的设备结构包括三段微波加热装置，三段微波加热装置一字排列首尾相连呈阶梯式分布；每段微波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波干燥钛精矿的设备，其特征在于：结构包括三段微波加热装置，三段微波加热装置一字排列首尾相连呈阶梯式分布；每段微波加热装置包括皮带传送装置和微波加热腔体（3），皮带传送装置穿过微波加热腔体（3）；最高阶梯的微波加热装置的一端有振动给料器（12），最低阶梯的微波加热装置有出料装置（2）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秉国，左勇刚，张光伟，张利波，戴向东，彭金辉，邓晴华，马爱元，李健，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：