一种制备多规格轻烧氧化镁的系统装置的制作方法

本实用新型属于无机非金属材料加工技术领域，具体涉及一种制备多规格轻烧氧化镁的系统装置。

背景技术：

轻烧氧化镁是重要的战略物资，已经广泛应用于冶金、建材、建筑(装饰)环保、电工电子及航天航空等领域。

我国制备轻烧氧化镁的焙烧工艺五花八门，市场上存在着反射窑、回转窑、多层炉和悬浮炉等多种焙烧工艺，年产能1500万吨以上，其中，前三种焙烧工艺普遍存在热耗高(每吨轻烧氧化镁耗标准煤260kg)的缺点，悬浮炉虽已建成三台套，但由于技术方案不合理，至今还没有投入商业运营，且只能生产单一品种，无法满足市场多元化的需求。为此，如何开发新型、高效、节能环保的技术和装备，进行菱镁产业供给侧改革，是每一位菱镁科技工作者面临的重要课题之一。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为克服现有轻烧氧化镁制备技术上的不足，提供一种制备多规格轻烧氧化镁的系统装置，实现“一炉多功能”，满足市场多元化需求、降低能耗、节约基建投资、降低生产成本和提高经济效益。

为实现上述目的，本实用新型提供一种制备多规格轻烧氧化镁的系统装置，具体技术方案如下：

一种制备多规格轻烧氧化镁的系统装置，包括：干燥单元，切换单元，焙烧单元，深度冷却单元和燃料供应单元；

所述的干燥单元，包括干燥机和干燥器；

所述的切换单元，包括第一切换阀、第二切换阀、第三切换阀和第四切换阀；

其中，所述的干燥单元的干燥机出风口和切换单元的第一切换阀进风口相连接，切换单元的第一切换阀出风口和焙烧单元的进风口相连接，焙烧单元的出风口和切换单元的第三切换阀进风口相连接，切换单元的第三切换阀出风口与干燥单元的干燥机进风口相连接，整个过程形成干燥单元的干燥机的风路循环；

所述的干燥单元的干燥器出风口和切换单元的第二切换阀进风口相连接，切换单元的第二切换阀出风口和焙烧单元的进风口相连接，焙烧单元的出风口和切换单元的第四切换阀进风口相连接，切换单元的第四切换阀出风口与干燥单元的干燥器进风口相连接，整个过程形成干燥单元的干燥器的风路循环；

焙烧单元的出料口与深度冷却单元的进料口相连接，深度冷却单元的出风口和燃料供应单元的进风口连接，燃料供应单元的出风口和切换单元的第三切换阀进风口相连接；

所述的干燥单元的干燥机还设置有干燥机进料口；所述的干燥单元的干燥器还设置有干燥器进料口；所述的焙烧单元还设置有含尘废气出风口；所述的深度冷却单元还设置有环境空气进风口和产品出料口。

所述的干燥单元的干燥机优选为打散烘干机；

所述的干燥单元的干燥器优选为文丘里干燥器；

所述的切换单元中，切换阀可以是电动闸板阀、气动闸板阀或电液动闸板阀，优先选择电液动闸板阀；

所述的焙烧单元，包括悬浮分离器，悬浮预热器，悬浮焙烧炉、第一悬风冷却器，第二悬风冷却器和第三悬风冷却器，各个设备通过载流管道依次连接；

所述的深度冷却单元，包括深度冷却器，冷却风机和除尘器，各个设备之间通过载流管道依次连接；

所述的燃料供应单元中的燃料为气体燃料、液体燃料或固体燃料中的一种。

所述的干燥单元的干燥机进料口和选矿粉来料的出料口相连接；所述的干燥单元的干燥器进料口和干矿粉来料的出料口相连接。

所述的燃料供应单元的出风口和切换单元的第三切换阀进风口相连接，具体为燃料供应单元的燃料出口和切换单元的第三切换阀进风口相连接。

所述的深度冷却单元的深度冷却器的进风口与环境空气进风口相连接。

本实用新型的一种制备多规格轻烧氧化镁的方法，利用了上述的系统装置，包括如下步骤：

步骤1，切换

根据原料的不同，设置制备多规格轻烧氧化镁的系统装置中切换单元的切换阀的开关，从而进行多规格轻烧氧化镁的制备，具体为：

(1)当原料为选矿粉时，开启切换单元的第一切换阀和第三切换阀，关闭第二切换阀和第四切换阀，采用干燥单元的干燥机进行干燥；

(2)当原料为干矿粉时，开启第二切换阀和第四切换阀，关闭第一切换阀和第三切换阀，采用干燥单元的干燥器进行干燥；

步骤2，干燥

根据原料的不同，干燥分为以下两种情况：

(1)将选矿粉加入干燥单元的干燥机，经干燥机打散，并与烘干热气充分换热，选矿粉烘干后，得到烘干后的干燥机气体和烘干后的选矿粉物料，烘干后的选矿粉物料随烘干后的干燥机气体，通过切换单元的第一切换阀进入焙烧单元；

其中，干燥单元的干燥机的烘干热气为焙烧单元的焙烧余热和燃烧供应单元的燃料热的混合热气；所述的烘干热气的温度为500～700℃，混合热气经第三切换阀进入干燥机进风口；

所述的烘干后的干燥机气体和烘干后的选矿粉物料的混合温度为120～170℃；

所述的烘干后的选矿粉物料，其干基含水率的质量百分比≤1％；

(2)将干矿粉加入干燥单元的干燥器，与焙烧单元的焙烧余热气体充分换热，干矿粉烘干后，得到烘干后的干燥器气体和烘干后的干矿粉物料，烘干后的干矿粉物料随烘干后的干燥器气体，通过切换单元的第二切换阀进入焙烧单元；

其中，所述的焙烧单元的焙烧余热气体的温度为300～500℃，焙烧单元的焙烧余热气体经第四切换阀进入干燥器进风口；

所述的烘干后的干燥器气体和烘干后的干矿粉物料的混合温度为170～220℃；

所述的烘干后的干矿粉物料，其干基含水率的质量百分比≤1％；

步骤3，焙烧

进入焙烧单元的烘干后的气体和烘干后的物料，经过分离、预热、焙烧和冷却，得到热物料和含尘废气，含尘废气进入常规净化系统处理后，含尘浓度≤10mg/Nm³的废气排空，热物料进入深度冷却单元；其中，所述的热物料的温度为150～200℃；

步骤4，深度冷却

热物料进入深度冷却单元后，与环境空气进行热交换后，得到得轻烧氧化镁和换热空气，换热空气送至燃烧供应单元助燃，其中，热物料经过深度冷却单元处理后，所得的轻烧氧化镁的温度≤80℃，所得的换热空气温度≤80℃。

所述的步骤1(1)中，所述的选矿粉为精矿粉或尾矿粉。

所述的步骤1(1)中，所述的选矿粉中精矿粉的干基含水率的质量百分比8～15％，粒度为-200目占70～80％，其成分为：MgO≥47.1％，SiO2为0.2±0.05％，CaO为0.5±0.05％，Fe2O3为0.28±0.05％，Al2O3为0.02±0.01％，P2O5为0.07±0.01％。

所述的步骤1(1)中，所述的选矿粉中尾矿粉的干基含水率的质量百分比12～19％，粒度为-200目占75～85％，其成分为：MgO≥44.3％，SiO2为5.05±0.05％，CaO为1.19±0.05％，Fe2O3为0.72±0.05％，Al2O3为0.11±0.05％，P2O5为0.1±0.01％。

所述的步骤1(1)中，所述的干矿粉的干基含水率的质量百分比3～5％，粒度为-200目占65～75％，其成分为：MgO≥41％，SiO2为3.5±0.05％，CaO为3.0±0.05％。

所述的步骤2(1)中，所述的焙烧单元的焙烧余热来自焙烧单元的悬浮预热器的废气。

所述的步骤2(1)中，所述的燃烧供应单元的燃料热来自燃料供应单元产生的燃烧产物。

所述的步骤2(2)中，所述的焙烧单元的焙烧余热气体为焙烧单元的悬浮预热器的废气。

所述的步骤3中，所述的分离为经过焙烧单元的悬浮分离器将烘干后的气体和物料分离，物料进入悬浮预热器进行预热，气体一部分进入常规净化系统处理后排空，一部分依次进入第三悬风冷却器，第二悬风冷却器，第一悬风冷却器，悬浮焙烧炉进行加温。

所述的步骤3中，所述的预热为经过焙烧单元的悬浮预热器将物料利用经悬浮焙烧炉加温的热气进行预热及分离，物料进入悬浮焙烧炉进行焙烧，热气进入切换单元后进入干燥单元，为物料干燥提供热量。

所述的步骤3中，所述的焙烧为经过焙烧单元的悬浮焙烧炉将物料进行焙烧，焙烧后的物料依次进入第一悬风冷却器，第二悬风冷却器，第三悬风冷却器进行冷却。

所述的步骤3中，所述的冷却为经过焙烧单元的第一悬风冷却器，第二悬风冷却器，第三悬风冷却器将物料进行冷却，焙烧后的物料进入深度冷却单元，气体进入悬浮焙烧炉。

所述的步骤3中，所述的烘干后的气体为烘干后的干燥机气体或烘干后的干燥器气体；所述的烘干后的物料为烘干后的选矿粉物料或烘干后的干矿粉物料。

所述的步骤4中，所述的热物料进入深度冷却单元的深度冷却器，与环境空气进行热交换，得到轻烧氧化镁产品，深度冷却器分离的气体进入除尘器进行除尘后进入燃料供应单元。

所述的步骤4中，所述的燃料供应单元，其燃烧产物产生的燃烧热进入切换单元的第三切换阀，为干燥机提供热量。

本实用新型的一种制备多规格轻烧氧化镁的系统装置，与现有生产技术相比，本实用新型的优点效果为：

本实用新型制备多规格轻烧氧化镁的系统装置，可以利用不同的菱镁矿粉生产多规格活性氧化镁，满足市场需要，节省基建投资80％以上，减低能耗20％以上，节约生产成本20％～25％，提高自动化水平，减小占地面积，充分利用菱镁矿资源，提高经济效益。

附图说明

图1为本实用新型制备多规格轻烧氧化镁的系统装置的结构示意图；

1、干燥单元：1.1、干燥机，1.2、干燥器，2、切换单元：2.1、第一切换阀，2.2、第二切换阀，2.3、第三切换阀，2.4、第四切换阀，3、焙烧单元；4、深度冷却单元，5、燃料供应单元；

A、选矿粉，B、干矿粉，C、轻烧氧化镁，D、含尘废气，E、环境空气。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

一种制备多规格轻烧氧化镁的系统装置，其结构示意图见图1，包括：干燥单元1，切换单元2，焙烧单元3，深度冷却单元4和燃料供应单元5；

所述的干燥单元1，包括干燥机1.1和干燥器1.2；

所述的切换单元2，包括第一切换阀2.1、第二切换阀2.2、第三切换阀2.3和第四切换阀2.4；

其中，所述的干燥单元1的干燥机1.1出风口和切换单元2的第一切换阀2.1进风口相连接，切换单元2的第一切换阀2.1出风口和焙烧单元3的进风口相连接，焙烧单元3的出风口和切换单元2的第三切换阀2.3进风口相连接，切换单元2的第三切换阀2.3出风口与干燥单元1的干燥机1.1进风口相连接，整个过程形成干燥单元的干燥机的风路循环；

所述的干燥单元1的干燥器1.2出风口和切换单元2的第二切换阀2.2进风口相连接，切换单元2的第二切换阀2.2出风口和焙烧单元3的进风口相连接，焙烧单元3的出风口和切换单元2的第四切换阀2.4进风口相连接，切换单元2的第四切换阀2.4出风口与干燥单元1的干燥器1.2进风口相连接，整个过程形成干燥单元的干燥器的风路循环；

焙烧单元3的出料口与深度冷却单元4的进料口相连接，深度冷却单元4的出风口和燃料供应单元5的进风口连接，燃料供应单元5的出风口和切换单元2的第三切换阀2.3进风口相连接；

所述的干燥单元1的干燥机1.1还设置有干燥机进料口；所述的干燥单元1的干燥器1.2还设置有干燥器进料口；所述的焙烧单元3还设置有含尘废气D出风口；所述的深度冷却单元4还设置有环境空气E进风口和轻烧氧化镁C出料口。

所述的干燥单元的干燥机1.1为打散烘干机；

所述的干燥单元的干燥器1.2为文丘里干燥器；

所述的切换单元2中，切换阀为电液动闸板阀；

所述的焙烧单元3，包括悬浮分离器，悬浮预热器，悬浮焙烧炉、第一悬风冷却器，第二悬风冷却器和第三悬风冷却器，各个设备通过载流管道依次连接；

所述的深度冷却单元4，包括深度冷却器，冷却风机和除尘器，各个设备之间通过载流管道依次连接；

所述的燃料供应单元中的燃料为气体燃料。

所述的干燥单元的干燥机1.1进料口和选矿粉来料的出料口相连接；所述的干燥单元的干燥器1.2进料口和干矿粉来料的出料口相连接。

所述的燃料供应单元5的出风口和切换单元2的第三切换阀2.3进风口相连接，具体为燃料供应单元5的燃料出口和切换单元2的第三切换阀2.3进风口相连接。

所述的深度冷却单元4的深度冷却器的进风口与环境空气进风口相连接。

一种制备多规格轻烧氧化镁的方法，利用了上述的系统装置，包括如下步骤：

步骤1，切换

根据原料的不同，设置制备多规格轻烧氧化镁的系统装置中切换单元的切换阀的开关，从而进行多规格轻烧氧化镁的制备，本实施例选用的物料为选矿粉A，具体为精矿粉，其制备过程具体为：

开启切换单元的第一切换阀和第三切换阀，关闭第二切换阀和第四切换阀，采用干燥单元的干燥机进行干燥；

所述的选矿粉中精矿粉的干基含水率的质量百分比8～15％，粒度为-200目占70～80％，其成分为：SiO2为0.2％，CaO为0.5％，Fe2O3为0.28％，Al2O3为0.02％，P2O5为0.07％，余量为MgO。

步骤2，干燥

将选矿粉加入干燥单元的干燥机1.1，经干燥机打散，并与烘干热气充分换热，选矿粉烘干后，得到烘干后的干燥机气体和烘干后的选矿粉物料，烘干后的选矿粉物料随烘干后的干燥机气体，通过切换单元的第一切换阀2.1进入焙烧单元；

其中，干燥单元的干燥机的烘干热气为焙烧单元悬浮预热器的焙烧余热和燃烧供应单元燃烧产物的燃料热的混合热气；所述的烘干热气的温度为500～700℃，混合热气经第三切换阀进入干燥机进风口；

所述的烘干后的干燥机气体和烘干后的选矿粉物料的混合温度为120～170℃；

所述的烘干后的选矿粉物料，其干基含水率的质量百分比≤1％；

步骤3，焙烧

进入焙烧单元的烘干后的气体和烘干后的物料，经过分离、预热、焙烧和冷却，得到热物料和含尘废气，含尘废气D进入常规净化系统处理后，含尘浓度≤10mg/Nm³的废气排空，热物料进入深度冷却单元；其中，所述的热物料的温度为150～200℃；

所述的分离为经过焙烧单元的悬浮分离器将烘干后的气体和物料分离，物料进入悬浮预热器进行预热，气体一部分进入常规净化系统处理后排空，一部分依次进入第三悬风冷却器，第二悬风冷却器，第一悬风冷却器，悬浮焙烧炉进行加温。

所述的预热为经过焙烧单元的悬浮预热器将物料利用经悬浮焙烧炉加温的热气进行预热及分离，物料进入悬浮焙烧炉进行焙烧，热气进入切换单元后进入干燥单元，为物料干燥提供热量。

所述的焙烧为经过焙烧单元的悬浮焙烧炉将物料进行焙烧，焙烧后的物料依次进入第一悬风冷却器，第二悬风冷却器，第三悬风冷却器进行冷却。

所述的冷却为经过焙烧单元的第一悬风冷却器，第二悬风冷却器，第三悬风冷却器将物料进行冷却，焙烧后的物料进入深度冷却单元，气体进入悬浮焙烧炉。

所述的烘干后的气体为烘干后的干燥机气体；所述的烘干后的物料为烘干后的选矿粉物料。

步骤4，深度冷却

热物料进入深度冷却单元后，与环境空气进行热交换后，得到得轻烧氧化镁和换热空气，换热空气送至燃烧供应单元助燃，其中，热物料经过深度冷却单元处理后，所得的轻烧氧化镁的温度≤80℃，所得的换热空气温度≤80℃。

所述的热物料进入深度冷却单元的深度冷却器，与环境空气E进行热交换，得到轻烧氧化镁C产品，深度冷却器分离的气体进入除尘器进行除尘后进入燃料供应单元。

实施例2

一种制备多规格轻烧氧化镁的系统装置，同实施例1。

一种制备多规格轻烧氧化镁的方法，利用了上述的系统装置，包括如下步骤：

步骤1，切换

根据原料的不同，设置制备多规格轻烧氧化镁的系统装置中切换单元的切换阀的开关，从而进行多规格轻烧氧化镁的制备，本实施例选用的物料为选矿粉A，具体为尾矿粉，其制备过程具体为：

开启切换单元的第一切换阀和第三切换阀，关闭第二切换阀和第四切换阀，采用干燥单元的干燥机进行干燥；

所述的选矿粉中尾矿粉的干基含水率的质量百分比12～19％，粒度为-200目占75～85％，其成分为：SiO2为5.05％，CaO为1.19％，Fe2O3为0.72％，Al2O3为0.11％，P2O5为0.1％，余量为MgO。

步骤2，干燥

将选矿粉加入干燥单元的干燥机1.1，经干燥机打散，并与烘干热气充分换热，选矿粉烘干后，得到烘干后的干燥机气体和烘干后的选矿粉物料，烘干后的选矿粉物料随烘干后的干燥机气体，通过切换单元的第一切换阀2.1进入焙烧单元；

其中，干燥单元的干燥机的烘干热气为焙烧单元悬浮预热器的焙烧余热和燃烧供应单元燃烧产物的燃料热的混合热气；所述的烘干热气的温度为500～700℃，混合热气经第三切换阀进入干燥机进风口；

所述的烘干后的干燥机气体和烘干后的选矿粉物料的混合温度为120～170℃；

所述的烘干后的选矿粉物料，其干基含水率的质量百分比≤1％；

步骤3，焙烧

进入焙烧单元的烘干后的气体和烘干后的物料，经过分离、预热、焙烧和冷却，得到热物料和含尘废气，含尘废气D进入常规净化系统处理后，含尘浓度≤10mg/Nm³的废气排空，热物料进入深度冷却单元；其中，所述的热物料的温度为150～200℃；

所述的分离为经过焙烧单元的悬浮分离器将烘干后的气体和物料分离，物料进入悬浮预热器进行预热，气体一部分进入常规净化系统处理后排空，一部分依次进入第三悬风冷却器，第二悬风冷却器，第一悬风冷却器，悬浮焙烧炉进行加温。

所述的预热为经过焙烧单元的悬浮预热器将物料利用经悬浮焙烧炉加温的热气进行预热及分离，物料进入悬浮焙烧炉进行焙烧，热气进入切换单元后进入干燥单元，为物料干燥提供热量。

所述的焙烧为经过焙烧单元的悬浮焙烧炉将物料进行焙烧，焙烧后的物料依次进入第一悬风冷却器，第二悬风冷却器，第三悬风冷却器进行冷却。

所述的冷却为经过焙烧单元的第一悬风冷却器，第二悬风冷却器，第三悬风冷却器将物料进行冷却，焙烧后的物料进入深度冷却单元，气体进入悬浮焙烧炉。

所述的烘干后的气体为烘干后的干燥机气体；所述的烘干后的物料为烘干后的选矿粉物料。

步骤4，深度冷却

热物料进入深度冷却单元后，与环境空气进行热交换后，得到得轻烧氧化镁C和换热空气，换热空气送至燃烧供应单元助燃，其中，热物料经过深度冷却单元处理后，所得的轻烧氧化镁的温度≤80℃，所得的换热空气温度≤80℃。

所述的热物料进入深度冷却单元的深度冷却器，与环境空气E进行热交换，得到轻烧氧化镁C产品，深度冷却器分离的气体进入除尘器进行除尘后进入燃料供应单元。

实施例3

一种制备多规格轻烧氧化镁的系统装置，同实施例1。

一种制备多规格轻烧氧化镁的方法，利用了上述的系统装置，包括如下步骤：

步骤1，切换

根据原料的不同，设置制备多规格轻烧氧化镁的系统装置中切换单元的切换阀的开关，从而进行多规格轻烧氧化镁的制备，本实施例选用的物料为干矿粉B，其制备过程具体为：

开启第二切换阀和第四切换阀，关闭第一切换阀和第三切换阀，采用干燥单元的干燥器进行干燥；

所述的干矿粉的干基含水率的质量百分比3～5％，粒度为-200目占65～75％，其成分为：SiO2为3.5％，CaO为3.0％，余量为MgO。

步骤2，干燥

将干矿粉加入干燥单元1的干燥器1.2，与焙烧单元3悬浮预热器的焙烧余热气体充分换热，干矿粉烘干后，得到烘干后的干燥器气体和烘干后的干矿粉物料，烘干后的干矿粉物料随烘干后的干燥器气体，通过切换单元的第二切换阀进入焙烧单元；

其中，所述的焙烧单元的焙烧余热气体的温度为300～500℃，焙烧单元的焙烧余热气体经第四切换阀进入干燥器进风口；

所述的烘干后的干燥器气体和烘干后的干矿粉物料的混合温度为170～220℃；

所述的烘干后的干矿粉物料，其干基含水率的质量百分比≤1％；

步骤3，焙烧

进入焙烧单元的烘干后的气体和烘干后的物料，经过分离、预热、焙烧和冷却，得到热物料和含尘废气，含尘废气D进入常规净化系统处理后，含尘浓度≤10mg/Nm³的废气排空，热物料进入深度冷却单元；其中，所述的热物料的温度为150～200℃；

所述的分离为经过焙烧单元的悬浮分离器将烘干后的气体和物料分离，物料进入悬浮预热器进行预热，气体一部分进入常规净化系统处理后排空，一部分依次进入第三悬风冷却器，第二悬风冷却器，第一悬风冷却器，悬浮焙烧炉进行加温。

所述的预热为经过焙烧单元的悬浮预热器将物料利用经悬浮焙烧炉加温的热气进行预热及分离，物料进入悬浮焙烧炉进行焙烧，热气进入切换单元后进入干燥单元，为物料干燥提供热量。

所述的焙烧为经过焙烧单元的悬浮焙烧炉将物料进行焙烧，焙烧后的物料依次进入第一悬风冷却器，第二悬风冷却器，第三悬风冷却器进行冷却。

所述的冷却为经过焙烧单元的第一悬风冷却器，第二悬风冷却器，第三悬风冷却器将物料进行冷却，焙烧后的物料进入深度冷却单元，气体进入悬浮焙烧炉。

所述的烘干后的气体为烘干后的干燥器气体；所述的烘干后的物料为烘干后的干矿粉物料。

步骤4，深度冷却

热物料进入深度冷却单元后，与环境空气进行热交换后，得到得轻烧氧化镁和换热空气，换热空气送至燃烧供应单元助燃，其中，热物料经过深度冷却单元处理后，所得的轻烧氧化镁的温度≤80℃，所得的换热空气温度≤80℃。

所述的热物料进入深度冷却单元的深度冷却器，与环境空气E进行热交换，得到轻烧氧化镁C产品，深度冷却器分离的气体进入除尘器进行除尘后进入燃料供应单元。