一种稀土矿处理装置的制作方法

本发明属于稀土矿处理装置领域，具体涉及一种稀土矿处理装置。

背景技术：

稀土矿的提取主要分为湿法和火法两种方式，南方离子型矿主要采用湿法浸出，而其它的矿均可采用硫酸焙烧浸出法来处理。但是现有的硫酸焙烧浸出法为了提高分解率，将焙烧温度设置到接近1000℃，这样的高温不仅能耗巨大，而且产生大量的有害烟气，而对这些烟气的处理又要耗费大量的资源。

众所周知，稀土矿一般都是与其它金属元素伴生的，北方很多稀土矿与铁矿伴生，随着环保意识的提高，转底炉冶炼的研究日益增多。冶金院校与企业合作研发出“转底炉熔炼分离-硫酸焙烧-水浸”的含铁稀土矿分离流程正在逐步完善中，但是对于该流程最优的设备设置并没有相关报道，如何对该流程的设备进行改造而使得其更加优化该流程成为需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的提出一种稀土矿处理装置，通过对转底炉和焙烧炉(尤其是焙烧炉)进行改进，使得稀土矿的整体生产实现连续性，并且稀土浸出率得到了提升。

通过如下技术手段实现：

一种稀土矿处理装置，包括转底炉、渣铁分离装置、焙烧炉以及浸出池；

所述转底炉包括炉壁、炉顶和能够转动的环形炉底，在所述炉壁上间隔安装有多个煤气烧嘴和多个二次风喷嘴，并设置有弧形活动隔墙，所述弧形活动隔墙能够沿着转底炉轨道而在转底炉的入料口和出料口之间移动，所述弧形活动隔墙沿着所述环形炉底的转动方向上依次设置有预热区、低温还原区、高温熔融区、均热区和冷却区。

所述渣铁分离装置用于将转底炉处理之后得到的稀土渣料和珠铁进行分离；

所述焙烧炉包括混合腔、焙烧腔、燃烧室以及烟气处理装置；

所述混合腔顶端设置有矿原料入口，用于将转底炉处理之后且经渣铁分离装置分离后的稀土渣料置入到混合腔内，在矿原料入口旁边设置有硫酸流量仪，在硫酸流量仪顶端设置有硫酸储存盒；混合腔整体上部呈圆柱形，下部呈倒置圆台形，倒置圆台形下底面开口并与竖直设置的混合腔出口相通，在混合腔内圆柱形底端部设置有与圆柱内部半径相同的多个搅拌叶片，所述多个搅拌叶片均安装至竖直中央设置的搅拌轴上，搅拌轴顶端与设置在混合腔外部顶端的电机相连，在所述多个搅拌叶片上均设置有上搅拌齿和下搅拌齿；所述混合腔出口与焙烧腔入口相连。

所述焙烧腔整体呈长方体设置，燃烧室整体包围在所述焙烧腔外部，在焙烧腔左侧顶端设置有焙烧腔入口，入口下方设置有第一斜板，所述第一斜板与焙烧腔与左侧壁固接，由左侧向右侧斜向下设置且不与右侧壁接触，在第一斜板下方设置有第二斜板，所述第二斜板与焙烧腔右侧壁固接，由右侧向左侧斜向下设置且不与左侧壁接触，在第二斜板下方设置有第三斜板，所述第三斜板与焙烧腔左侧壁固接，由左侧向右侧斜向下设置且不与右侧壁接触但与焙烧腔底部接触，在所述第三斜板的右侧竖直向下设置有焙烧矿出口；在焙烧腔内右上部设置有第一涡轮，在第一斜板最左侧下部设置有第二涡轮，在第二斜板最右侧下部设置有第三涡轮，在焙烧腔右侧壁下端设置有高温氮气入口；在焙烧腔入口右侧设置有烟气出口，所述焙烧腔入口、焙烧矿出口、高温氮气入口以及烟气出口均从焙烧腔贯穿到燃烧室外部。

所述烟气出口通过烟气传送管将焙烧腔内的烟气传送到烟气处理装置中，所述烟气处理装置依次包括旋风除尘器，酸雾洗涤塔，冷却沉淀箱，烟气液化塔，旋风分离器和泡沫吸收塔，在泡沫吸收塔顶端安装有用于排放处理后气体的气体排放口。

所述浸出池用于对焙烧后的稀土矿进行浸出处理。

作为优选，所述上搅拌齿均匀设置在搅拌叶片的上部，所述下搅拌齿设置在搅拌叶片下部靠近叶片根部的位置。

作为优选，所述上搅拌齿的长度是所述下搅拌齿长度的2～3倍。

作为优选，所述第一涡轮和第三涡轮转动方向相同，所述第二涡轮转动方向与第一涡轮和第三涡轮相反。

作为优选，所述第一涡轮和第三涡轮通过转动将气体向焙烧腔左侧吹动，所述第二涡轮通过转动将气体向焙烧腔右侧吹动。

作为优选，每个搅拌叶片设置有3～6个上搅拌齿，每个搅拌叶片设置有1～2个下搅拌齿。

作为优选，所述高温氮气入口采用微高压的压力(即非高压)喷入高温氮气。

作为优选，在所述旋风分离器和所述泡沫吸收塔之间的管道上还安装有气泵，用于增加传送气体的压力。

作为优选，所述燃烧室外部采用耐火隔热砖砌成。

作为优选，所述第一斜板、第二斜板、第三斜板与水平面夹角为5～15°。

作为优选，所述第一斜板、第二斜板、第三斜板上均设置有传送带。

本发明所谓的“左”“右”“上”“下”等方向设定，均是指在水平面安装的顺序设置的设备，从设备的一侧视图相对观察者的方向进行指代。

本发明的效果在于：

1，通过在焙烧炉中设置三层相互倾斜的斜板，使得稀土矿粉和硫酸的混合物顺着斜板一级一级的向下移动，在不增加设备占地面积的情况下，大大延长了矿物焙烧路径，从而焙烧更加充分。由于本发明的焙烧炉之前设置有转底炉，而经过转底炉处理之后且经渣铁分离装置分离后得到的稀土渣矿料已经将稀土大量富集，使得焙烧过程的焙烧强度大大降低，从而连续化生产更加容易，连续化的向焙烧炉入口加入经过转底炉处理的稀土渣矿粉，然后通过三层相互倾斜的斜板，逐级将混合物一层一层的移动，在移动过程中对混合物进行加热焙烧，在最后一级斜板之后焙烧完成，连续从出口出料，从而整体连续化生产，使得连续化生产成为可能。

2，通过设置有高温氮气，并且结合三个涡轮来控制气体流向与矿物流动方向完全相逆，从而通过高温气体与矿物的充分接触，从而使得矿物温度均匀，并时刻保持高温。由于转底炉已经将稀土矿中的稀土品位大大提高，因此燃烧室并不需要设置过高的温度，再结合本发明独特设计的逆向高温气体的加热和保温方式，使得燃烧室仅仅需要设置相对较低的温度即可实现非常好的焙烧效果，从而使得燃烧室无需过多的能量消耗，大大的节省了能源。

通过在特定位置设置涡轮，结合斜向设置的斜板而使得在转弯处形成气体涡流，从而延长了气体在焙烧腔内存在时间，强化了气体与矿物之间的热传导，提高了热效率。

由于在焙烧炉中通入了高温氮气，从而使得烟气中硫酸烟含量得到降低，结合特定的烟气处理装置中各个部件的设置，从而使得烟气处理效率和质量也得到提高。

3，通过设置特殊形状的混合腔配合特定的搅拌叶片，使得稀土矿和硫酸在混合腔内即达到充分的混合。由于搅拌叶片水平设置在整个腔的中部(且横向填满)，使得所有从顶部开口进入的矿物和硫酸都会被搅拌叶片所搅动，同时通过在搅拌叶片上部设置有竖直齿条，强化搅拌，在叶片下部中心部位也设置齿条，对通过叶片的混合物再次进行强化搅拌，从而使得混合物在混合腔中即实现了非常均匀的混合，从而实现在焙烧腔中基本无需搅拌。

附图说明

图1为本发明焙烧炉主体的结构示意图。

图2为本发明焙烧炉的烟气处理装置的结构示意图。

其中：1-混合腔，11-矿原料入口，12-硫酸储存盒，121-硫酸流量仪，13-混合腔出口，21-电机，22-搅拌轴，23-搅拌叶片，24-上搅拌齿，25-下搅拌齿，3-焙烧腔，31-第一斜板，32-第二斜板，33-第三斜板，34-第二涡轮，35-第一涡轮，36-第三涡轮，37-高温氮气入口，38-烟气出口，39-焙烧矿出口，4-燃烧室，5-烟气处理装置，51-烟气传送管，52-旋风除尘器，53-酸雾洗涤塔，54-冷却沉淀箱，55-烟气液化塔，56-旋风分离器，57-泡沫吸收塔，58-气体排放口。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，

一种稀土矿处理装置，包括转底炉、渣铁分离装置、焙烧炉以及浸出池。

所述转底炉包括炉壁、炉顶和能够转动的环形炉底，在所述炉壁上间隔安装有多个煤气烧嘴和多个二次风喷嘴，并设置有弧形活动隔墙，所述弧形活动隔墙能够沿着转底炉轨道而在转底炉的入料口和出料口之间移动，所述弧形活动隔墙沿着所述环形炉底的转动方向上依次设置有预热区、低温还原区、高温熔融区、均热区和冷却区。

所述渣铁分离装置用于将转底炉处理之后得到的稀土渣料和珠铁进行分离。

所述焙烧炉包括混合腔、焙烧腔、燃烧室以及烟气处理装置。

所述混合腔顶端设置有矿原料入口，用于将转底炉处理之后且经渣铁分离装置分离后的稀土渣料置入到混合腔内，在矿原料入口旁边设置有硫酸流量仪，在硫酸流量仪顶端设置有硫酸储存盒；混合腔整体上部呈圆柱形，下部呈倒置圆台形，倒置圆台形下底面开口并与竖直设置的混合腔出口相通，在混合腔内圆柱形底端部设置有与圆柱内部半径相同的多个搅拌叶片，所述多个搅拌叶片均安装至竖直中央设置的搅拌轴上，搅拌轴顶端与设置在混合腔外部顶端的电机相连，在所述多个搅拌叶片上均设置有上搅拌齿和下搅拌齿；所述混合腔出口与焙烧腔入口相连。

所述上搅拌齿均匀设置在搅拌叶片的上部，所述下搅拌齿设置在搅拌叶片下部靠近叶片根部的位置。

所述上搅拌齿的长度是所述下搅拌齿长度的2.2倍。

每个搅拌叶片设置有3个上搅拌齿，每个搅拌叶片设置有1个下搅拌齿。

所述焙烧腔整体呈长方体设置，燃烧室整体包围在所述焙烧腔外部，在焙烧腔左侧顶端设置有焙烧腔入口，入口下方设置有第一斜板，所述第一斜板与焙烧腔与左侧壁固接，由左侧向右侧斜向下设置且不与右侧壁接触，在第一斜板下方设置有第二斜板，所述第二斜板与焙烧腔右侧壁固接，由右侧向左侧斜向下设置且不与左侧壁接触，在第二斜板下方设置有第三斜板，所述第三斜板与焙烧腔左侧壁固接，由左侧向右侧斜向下设置且不与右侧壁接触但与焙烧腔底部接触，在所述第三斜板的右侧竖直向下设置有焙烧矿出口；在焙烧腔内右上部设置有第一涡轮，在第一斜板最左侧下部设置有第二涡轮，在第二斜板最右侧下部设置有第三涡轮，在焙烧腔右侧壁下端设置有高温氮气入口；在焙烧腔入口右侧设置有烟气出口，所述焙烧腔入口、焙烧矿出口、高温氮气入口以及烟气出口均从焙烧腔贯穿到燃烧室外部。

所述第一涡轮和第三涡轮转动方向相同，所述第二涡轮转动方向与第一涡轮和第三涡轮相反。

所述第一涡轮和第三涡轮通过转动将气体向焙烧腔左侧吹动，所述第二涡轮通过转动将气体向焙烧腔右侧吹动。

所述烟气出口通过烟气传送管将焙烧腔内的烟气传送到烟气处理装置中，所述烟气处理装置依次包括旋风除尘器，酸雾洗涤塔，冷却沉淀箱，烟气液化塔，旋风分离器和泡沫吸收塔，在泡沫吸收塔顶端安装有用于排放处理后气体的气体排放口。

所述浸出池用于对焙烧后的稀土矿进行浸出处理。

所述高温氮气入口采用非高压的方式喷入高温氮气，如果采用高压，则会使得腔内气体流动速度提升，反而不利于热交换，并且同时，采用高压会使得腔内压力增加，烟气量增加，从而使得烟气处理强度增加。

在所述旋风分离器和所述泡沫吸收塔之间的管道上还安装有气泵，用于增加传送气体的压力。

所述燃烧室外部采用耐火隔热砖砌成。

对比例1

本对比例没有设置高温氮气入口，其他设置方式均与实施例1相同。经过12天的生产试验后得到，燃烧炉燃料使用量比实施例1高62％，且焙烧分解率较实施例1低1.2％。

实施例2

一种稀土矿处理装置，包括转底炉、渣铁分离装置、焙烧炉以及浸出池。

所述转底炉包括炉壁、炉顶和能够转动的环形炉底，在所述炉壁上间隔安装有多个煤气烧嘴和多个二次风喷嘴，并设置有弧形活动隔墙，所述弧形活动隔墙能够沿着转底炉轨道而在转底炉的入料口和出料口之间移动，所述弧形活动隔墙沿着所述环形炉底的转动方向上依次设置有预热区、低温还原区、高温熔融区、均热区和冷却区。

所述渣铁分离装置用于将转底炉处理之后得到的稀土渣料和珠铁进行分离。

所述焙烧炉包括混合腔、焙烧腔、燃烧室以及烟气处理装置。

所述混合腔顶端设置有矿原料入口，用于将转底炉处理之后且经渣铁分离装置分离后的稀土渣料置入到混合腔内，在矿原料入口旁边设置有硫酸流量仪，在硫酸流量仪顶端设置有硫酸储存盒；混合腔整体上部呈圆柱形，下部呈倒置圆台形，倒置圆台形下底面开口并与竖直设置的混合腔出口相通，在混合腔内圆柱形底端部设置有与圆柱内部半径相同的多个搅拌叶片，所述多个搅拌叶片均安装至竖直中央设置的搅拌轴上，搅拌轴顶端与设置在混合腔外部顶端的电机相连，在所述多个搅拌叶片上均设置有上搅拌齿和下搅拌齿；所述混合腔出口与焙烧腔入口相连。

所述上搅拌齿均匀设置在搅拌叶片的上部，所述下搅拌齿设置在搅拌叶片下部靠近叶片根部的位置。

所述上搅拌齿的长度是所述下搅拌齿长度的2.6倍。

每个搅拌叶片设置有5个上搅拌齿，每个搅拌叶片设置有2个下搅拌齿。

所述焙烧腔整体呈长方体设置，燃烧室整体包围在所述焙烧腔外部，在焙烧腔左侧顶端设置有焙烧腔入口，入口下方设置有第一斜板，所述第一斜板与焙烧腔与左侧壁固接，由左侧向右侧斜向下设置且不与右侧壁接触，在第一斜板下方设置有第二斜板，所述第二斜板与焙烧腔右侧壁固接，由右侧向左侧斜向下设置且不与左侧壁接触，在第二斜板下方设置有第三斜板，所述第三斜板与焙烧腔左侧壁固接，由左侧向右侧斜向下设置且不与右侧壁接触但与焙烧腔底部接触，在所述第三斜板的右侧竖直向下设置有焙烧矿出口；在焙烧腔内右上部设置有第一涡轮，在第一斜板最左侧下部设置有第二涡轮，在第二斜板最右侧下部设置有第三涡轮，在焙烧腔右侧壁下端设置有高温氮气入口；在焙烧腔入口右侧设置有烟气出口，所述焙烧腔入口、焙烧矿出口、高温氮气入口以及烟气出口均从焙烧腔贯穿到燃烧室外部。

所述第一斜板、第二斜板、第三斜板与水平面夹角为8°。

所述第一斜板、第二斜板、第三斜板上均设置有传送带，且所述传送带为包裹在斜板上的循环式传送带。

所述第一涡轮和第三涡轮转动方向相同，所述第二涡轮转动方向与第一涡轮和第三涡轮相反。

所述第一涡轮和第三涡轮通过转动将气体向焙烧腔左侧吹动，所述第二涡轮通过转动将气体向焙烧腔右侧吹动。

所述烟气出口通过烟气传送管将焙烧腔内的烟气传送到烟气处理装置中，所述烟气处理装置依次包括旋风除尘器，酸雾洗涤塔，冷却沉淀箱，烟气液化塔，旋风分离器和泡沫吸收塔，在泡沫吸收塔顶端安装有用于排放处理后气体的气体排放口。

在所述旋风分离器和所述泡沫吸收塔之间的管道上还安装有气泵，用于增加传送气体的压力。

所述高温氮气入口采用微高压的压力喷入高温氮气。

所述燃烧室外部采用耐火隔热砖砌成。

所述浸出池用于对焙烧后的稀土矿进行浸出处理。

实施例3

一种稀土矿处理装置，包括转底炉、渣铁分离装置、焙烧炉以及浸出池。

所述转底炉包括炉壁、炉顶和能够转动的环形炉底，在所述炉壁上间隔安装有多个煤气烧嘴和多个二次风喷嘴，并设置有弧形活动隔墙，所述弧形活动隔墙能够沿着转底炉轨道而在转底炉的入料口和出料口之间移动，所述弧形活动隔墙沿着所述环形炉底的转动方向上依次设置有预热区、低温还原区、高温熔融区、均热区和冷却区。

所述渣铁分离装置用于将转底炉处理之后得到的稀土渣料和铁产品进行分离。

所述焙烧炉包括混合腔、焙烧腔、燃烧室以及烟气处理装置。

所述混合腔顶端设置有矿原料入口，用于将转底炉处理之后且经渣铁分离装置分离后的稀土渣料置入到混合腔内，在矿原料入口旁边设置有硫酸流量仪，在硫酸流量仪顶端设置有硫酸储存盒；混合腔整体上部呈圆柱形，下部呈倒置圆台形，倒置圆台形下底面开口并与竖直设置的混合腔出口相通，在混合腔内圆柱形底端部设置有与圆柱内部半径相同的多个搅拌叶片，所述多个搅拌叶片均安装至竖直中央设置的搅拌轴上，搅拌轴顶端与设置在混合腔外部顶端的电机相连，在所述多个搅拌叶片上均设置有上搅拌齿和下搅拌齿；所述混合腔出口与焙烧腔入口相连。

所述上搅拌齿均匀设置在搅拌叶片的上部，所述下搅拌齿设置在搅拌叶片下部靠近叶片根部的位置。

所述上搅拌齿的长度是所述下搅拌齿长度的2.3倍。

每个搅拌叶片设置有6个上搅拌齿，每个搅拌叶片设置有2个下搅拌齿。

所述焙烧腔整体呈长方体设置，燃烧室整体包围在所述焙烧腔外部，在焙烧腔左侧顶端设置有焙烧腔入口，入口下方设置有第一斜板，所述第一斜板与焙烧腔与左侧壁固接，由左侧向右侧斜向下设置且不与右侧壁接触，在第一斜板下方设置有第二斜板，所述第二斜板与焙烧腔右侧壁固接，由右侧向左侧斜向下设置且不与左侧壁接触，在第二斜板下方设置有第三斜板，所述第三斜板与焙烧腔左侧壁固接，由左侧向右侧斜向下设置且不与右侧壁接触但与焙烧腔底部接触，在所述第三斜板的右侧竖直向下设置有焙烧矿出口；在焙烧腔内右上部设置有第一涡轮，在第一斜板最左侧下部设置有第二涡轮，在第二斜板最右侧下部设置有第三涡轮，在焙烧腔右侧壁下端设置有高温氮气入口；在焙烧腔入口右侧设置有烟气出口，所述焙烧腔入口、焙烧矿出口、高温氮气入口以及烟气出口均从焙烧腔贯穿到燃烧室外部。

所述第一斜板、第二斜板、第三斜板与水平面夹角为6°。

所述第一涡轮和第三涡轮转动方向相同，所述第二涡轮转动方向与第一涡轮和第三涡轮相反。

所述第一涡轮和第三涡轮通过转动将气体向焙烧腔左侧吹动，所述第二涡轮通过转动将气体向焙烧腔右侧吹动。

所述烟气出口通过烟气传送管将焙烧腔内的烟气传送到烟气处理装置中，所述烟气处理装置依次包括旋风除尘器，酸雾洗涤塔，冷却沉淀箱，烟气液化塔，旋风分离器和泡沫吸收塔，在泡沫吸收塔顶端安装有用于排放处理后气体的气体排放口。

在所述旋风分离器和所述泡沫吸收塔之间的管道上还安装有气泵，用于增加传送气体的压力。

所述高温氮气入口采用微高压的压力喷入高温氮气，所述高温氮气的温度为390℃。

所述燃烧室外部采用耐火隔热砖砌成。

所述浸出池用于对焙烧后的稀土矿进行浸出处理。