一种颗粒状石墨连续高温热处理生产线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种颗粒状石墨连续高温热处理生产线，特别是一种能实现对颗粒状天然石墨连续提纯工艺的一种颗粒状石墨连续高温热处理生产线，以及能实现对包括锂离子电池材料负极在内的颗粒状石墨类材料进行连续石墨化、连续碳化工艺的颗粒状石墨连续高温热处理生产线。
【背景技术】
[0002]天然石墨是我国的优势矿产资源之一，要实现天然石墨的深加工应用，必须对颗粒状天然石墨原矿浮选材料进行提纯处理，目前天然石墨提纯工艺大多是氢氟酸湿法工艺，存在工艺复杂、环境污染严重、回收率低、资源浪费较大的缺点。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述湿法工艺缺陷，提供一种采用火法工艺提纯包括颗粒状天然石墨在内的一种颗粒状石墨连续高温热处理生产线，以及能实现对包括锂离子电池材料负极在内的颗粒状石墨类材料进行连续石墨化、连续碳化工艺的颗粒状石墨连续高温热处理生产线。
[0004]本实用新型的技术方案:一种颗粒状石墨连续高温热处理生产线，包括带预热进料装置、中间料仓、立式连续感应加热炉、出料装置、废气废渣收集装置，所述带预热进料装置为卧式结构，包括减速机构、输料管、料斗、过滤装置，卧式感应器、保温层;其中，所述输料管一端与中间料仓相连通，另一端与料斗和过滤装置相连通，输料管中间部位设置卧式感应器和保温层，卧式感应器、保温层和输料管断面均为圆形结构，且依次由外向里同轴心布置;所述输料管内设有带螺旋叶片的挤料轴，该挤料轴与减速机构相连接，减速机构驱动挤料轴绕自身中心轴线作旋转运动;输料管的轴心线与挤料轴的轴心线为上下平行结构，即物料在输料管中的堆积平面上方设有一个贯通中间料仓至过滤装置的排气通道;即排气通道的一端与过滤装置相连通，另一端与中间料仓相连通，过滤装置设置在卧式感应器与料斗之间；物料在输料管内对应感应器部位的加热区中产生的水份和挥发份通过排气通道、过滤装置排入生产线外指定位置;带预热进料装置负责将物料输送到中间料仓中，并将水份和挥发份经排气通道和过滤装置排出生产线；
[0005]所述中间料仓为立式结构，中间料仓包括进气管、减速机构、搅拌轴、连接法兰和外壳;其中，搅拌轴为纵向设置，搅拌轴上设有上下间隔、横向布置的疏通齿，搅拌轴的下端部插入立式连续感应加热炉中的加热筒体的下料管中，并靠近或伸出下料管底平面，进气管设置在中间料仓左侧上，减速机构设置在中间料仓上方，该中间料仓侧面与带预热进料装置相连通，底部与立式连续感应加热炉相连通；中间料仓中的减速机构驱动搅拌轴绕自身中心轴线作旋转运动或旋转摆动，搅拌轴将来自带预热进料装置的物料顺畅输送到下方的立式连续感应加热炉中；保护气体从进气管中进入，将物料在带预热进料装置中产生的水份和挥发份经排气通道、过滤装置排放到生产线外指定位置；
[0006]所述立式连续感应加热炉为立式结构，立式连续感应加热炉包括中心搅拌轴、暂存空间、隔板、刮板、组合式炉管、进料管、排气排渣管、感应器、外保温层、内保温层、加热筒体、冷却筒体和出料管，其中，加热筒体与冷却筒体上下叠置串联连接；中心搅拌轴垂直贯穿加热筒体和冷却筒体，即中心搅拌轴上端面伸出加热筒体的上端面、中心搅拌轴下端面伸出冷却筒体的下端面，中心搅拌轴外周圆柱面设有上下间隔、横向布置的刮板，中心搅拌轴上下相邻刮板在圆周方位相互错开，本实例错开180°，中心搅拌轴绕自身中心轴线做旋转运动或旋转摆动，中心搅拌轴将来自中间料仓的物料顺畅输送到底部的出料装置中；
[0007]所述组合式炉管由数个子炉管通过数个隔板的止口上下叠置而成，即两个上下相邻的子炉管之间设有隔板，该隔板上下端面分别有一个由外圆环平面和中间圆环平面组成的与子炉管内圆相配合的圆环形止口，子炉管通过该圆环形止口上下叠置成同心圆柱体；
[0008]所述隔板中心设有一个与中心搅拌轴外径相配合的通孔，隔板在与刮板旋转轨迹下方相对应的中间圆环平面上设有能确保刮板上下通过的通透槽，该通透槽不但用于配带有刮板的中心搅拌轴部件装配，还是物料的传输通道；
[0009]所述组合式炉管的子炉管与其上下隔板和中心搅拌轴组成一个暂存空间；上下相邻隔板的通透槽避开同一垂直空间或同一圆周方位，确保从上面隔板流下来的物料落在相邻的下隔板上，再由做旋转运动的刮板将物料传输到相邻的下方暂存空间，以此类推，直到把物料传送到出料口 ；
[0010]所述感应器、外保温层、内保温层、组合式炉管和中心搅拌轴的断面均为圆形结构，且依次由外向里同轴心设置;组合式炉管不但是物料容器和用于物料传输的通道部件，还是发热体；
[0011]所述排气排渣管设置在加热筒体侧面高于进料管底平面位置，排气排渣管一端与立式连续感应加热炉的炉膛连通，另一端与废气废渣收集装置连通；
[0012]所述出料管设置在冷却筒体下端沿中心搅拌轴外圆周平面位置，出料管上端与冷却筒体内的物料通道连通，下端与出料装置连通；
[0013]所述出料装置为卧式结构，出料装置包括螺旋输料机构、出料装置进料管、出料装置出料管和法兰，其中，出料装置进料管没置在出料装置上方且开口朝上与立式连续感应加热炉下方的出料管连通，出料装置出料管没置在出料装置下方且开口朝下与出料阀门相连;螺旋输料机构将来自出料管的物料可控、连续输送至生产线外的物料容器中；
[0014]所述废气废渣收集装置包括疏通机构、阀门、净化收集装置、水平管道、垂直管道和法兰，水平管道一端与设置在加热筒体侧面的排气排渣管相通、另一端设有疏通机构;垂直管道与净化收集装置相通，垂直管道中设有阀门；
[0015]所述疏通机构将残留在水平管道中的废渣清除到净化收集装置中。
[0016]所述带预热进料装置、中间料仓、立式连续感应加热炉、出料装置按顺序依次串联连接，连接方式为法兰连接，或其它方式连接;物料从料斗进入生产线，顺序经过带预热进料装置、中间料仓、立式连续感应加热炉、出料装置、出料阀门送出生产线，完成连续热处理全过程。
[0017]所述组合式炉管由数个带平底的直桶状结构的带底子炉管叠置而成，该直桶状结构带底子炉管底面为平底结构，带底子炉管的平底底面上设有与下方相邻子炉管顶部内侧圆面相配合的圆环形止口；上下子带底炉管通过该圆环形止口上下叠置成同心圆柱体;带底子炉管平底兼作隔板，平底设有中心通孔和通透槽，即暂存空间由上下相邻带底子炉管和中心搅拌轴组成。采用由直桶状结构带底子炉管的平底替代立式连续感应加热炉中的隔板。
[0018]所述内保温层与组合式炉管之间设置一个同轴心布置的管状发热体，感应器对该管状发热体实施感应加热，发热体将热量传递给组合式炉管。
[0019]所述带预热进料装置中的输料管、卧式感应器和保温层的断面均为一个顶部封口的U形结构，所述中心搅拌轴为棒状实心搅拌轴，或管状空心搅拌轴。
[0020]本实用新型是由带预热进料装置和立式连续感应加热炉两大部分组成，生产工作制为连续工作方式。其中，带预热进料装置为卧式结构，加热方式为感应加热，该带预热进料装置负责蒸发物料中的水份和挥发份，起到干燥物料的作用;立式连续感应加热炉为立式结构，加热方式为感应加热，最高使用温度为2700 °C以上，立式连续感应加热炉负责实现高温纯化、石墨化、碳化等高温热处理工艺。热处理对象为包括天然石墨颗粒和人造石墨颗粒在内的颗粒状石墨，或整形包覆改性后的颗粒状电池石墨类负极材料，或其它碳材料、非碳材料及其混合物材料。本颗粒状石墨连续高温热处理生产线和火法连续生产工艺对颗粒状石墨材料进行提纯，弥补了氢氟酸湿法提纯的不足，具有高效率、低能耗、绿色环保的特点。
[0021]本生产线物料在进料系统和出料系统协调作用下，顺序进入带预热进料装置和立式连续感应加热炉，以均匀、可控速度通过两个连续炉炉膛，物料中的灰份和灰发份在炉膛温度作用、纯化气体作用、物料流动作用等多种因素下，变成挥发物质并与物料分离，在高温反应所产生的气压作用下，以及从进气管进入炉膛的清扫气体作用下，该挥发物质从排放管排到生产线外，实现了颗粒状石墨连续提纯、或连续石墨化、或连续碳化工艺。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的结构不意图；
[0023]图2为本实用新型的另一种结构示意图(设有发热体)；
[0024]图3为本实用新型的另一种结构示意图(设有带底子炉管)；
[0025]图4为为本实用新型的A-A剖视结构示意图；
[0026]图5为本实用新型的A-A剖视处另一种结构示意图(设有封口U型出料管)；
[0027]图中:1-带预热进料装置，101-减速机构，102-输料管，103-料斗，104-过滤装置，105-挤料轴，106-排气通道，107-卧式感应器，108-保温层;2-中间料仓，201-进气管，202-减速机构，203-搅拌轴，3-立式连续感应加热炉，301-中心搅拌轴，30