专利名称：用微机控制的微波沸腾炉制备镁煅白的方法
技术领域：
本发明涉及一种用微机控制的微波沸腾炉制备镁煅白的方法，属有色金 属含镁白云石煅烧制备镁煅白的技术领域。
背景技术：
镁一Mg，是有色轻金属之一，镁以镁盐形式存在于地壳中，主要以固体 矿、液体矿两种形式存在，液体矿以海水、地下卤水、盐湖卤水为主，固体 矿以白云石、菱镁矿、水氯镁石等为主；我国是镁资源大国，白云石、菱镁 矿资源丰富，约占全球储量的50%，研究、开发新型的熔炼金属镁的方法具 有十分重要的工业价值。
在固体镁矿中，白云石MgCO^CaC03是碳酸镁与碳酸钙的复盐，含镁 量达21.8%，而且储量丰富，是硅热法熔炼镁的主要原料。
镁煅白的制备方法有多种形式，例如回转窑法，是依靠辐射传热与对 流传热，用气体或液体燃料等加热煅烧；竖窑法，是用无烟块煤作燃料，将 煤、石分层或煤、石混合煅烧；隧道窑法，是将装有白云石的小车从窑的一 端进入，依次经过预热带、高温带、冷却带，从窑的另一端出来后，即得到 镁煅白；这些煅烧方法虽然可以制备镁煅白，但存在很多不足，例如，环境 污染严重、能源消耗浪费大，工艺流程复杂、产收率低，有的产物纯度低、 利用价值不高。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的不足，采用微计算机控制的微波加热沸 腾炉煅烧白云石，采用计算机程序控制、传感器测温、微波加热，使白云石 粉粒沸腾、煅烧，并回收二氧化碳，以大幅度提高白云石的煅烧效率、质量 和镁煅白的产收率，及节省能源、减少环境污染。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为白云石、氮气、压縮空气，其组合用量 为以千克、厘米3为计量单位
白云石MgC03*CaC03 10Kg 氮气N 200000cm3 压縮空气1000000cm3
制备方法如下
(1) 精选化学物质原料
对制备使用的化学物质原料精选其色泽、纯度、含氧化镁量: 白云石含氧化镁量》21.8% 氮气98%
压縮空气含氧量>21%
(2) 粉碎、过筛
对制备所需的白云石用粉碎机进行粉碎、过筛；反复粉碎、反复过筛，筛网目数100目，粉粒平均粒径为150um;
(3) 清理沸腾煅烧炉
用吸尘器抽吸炉腔内灰尘及有害物质，使其洁净，时间为10min;
(4) 开启微波发生器、微波控制器，使沸腾炉腔温度由20。C士3。C升至1030 。C士1(TC,升温速度为35°C/min，在此温度下加料，温度保持恒定；
开启沸腾炉壁上的传感器，液晶显示屏显示炉内温度；
(5) 开启沸腾炉侧部进料口，由螺旋给料机将白云石粉料送入沸腾炉底部， 开启空气压縮机，在压縮空气吹动作用下，炉腔内白云石粉粒呈悬浮状态， 白云石粉粒体积为腔内体积的2/3，使白云石粉粒有沸腾空间；
(6) 空气压縮机由沸腾炉底部通过风罩滤网向炉腔内输送压縮空气，输气 速度为100000cm3/min，使炉腔内白云石粉粒沸腾；
(7) 在加热状态下，在压縮空气吹动下，白云石粉粒被吹起，呈悬浮分布， 粉粒在沸腾状态下煅烧；
(8) 白云石粉粒沸腾煅烧时间为15s士5s;
(9) 在白云石粉粒沸腾过程中，在温度1030。C士10'C状态下，在压縮空气 100000cmVmin吹动下，将发生化学分解反应，反应式如下
MgCC>3. CflC<93,"紅>Mg(9 + 。0 + 2C02个
15s±5s
式中
MgC03:碳酸镁 CaC03:碳酸钙 MgO:氧化镁 CaO:氧化转C02: 二氧化碳
(10) 白云石粉粒煅烧后生成产物，g卩疏松状、灰白色镁煅白；
(11) 回收镁煅白产物、氮气保护
沸腾煅烧后的镁煅白产物被高速气流带出炉体，并经出料筒进入旋风收 尘器，镁煅白进入产物箱；
开启氮气瓶，向产物箱输入氮气，输入速度30000cm3/min; 镁煅白产物在产物箱中自然冷却至20°C ± 3°C; 回收后，即得最终产物，SP:疏松状、灰白色镁煅白；
(12) 回收二氧化碳
旋风收尘器出来的尾气进入布袋收尘器，布袋收尘器将二氧化碳气体排 入水循环冷凝箱，开启进水管、出水管，形成水流循环，二氧化碳气体在2(TC 士3。C冷凝状态下，形成液态二氧化碳，然后对液态二氧化碳及循环水一起进 行回收；
(13)检测、化验、分析
对制备的镁煅白产物要进行色泽、形貌、烧损率、灼减量、活性度、含 氧化镁量进行检测、化验、分析；
用光谱分析仪进行化学成分分析；
用电子显微镜进行产物形貌分析；
烧损率为47%，灼减量《0.5%，活性度〉34%，含氧化镁量为38 44%; (14)储存
对制备的镁煅白储存于不锈钢容器中，置于干燥、洁净环境、密闭储存， 要防水、防潮、防吸湿，防酸碱盐侵蚀，储存温度为2(TC士3T:，相对湿度《10%。
所述的镁煅白的制备是在微计算机控制的微波沸腾煅烧炉中进行的，在
炉体2的上部为炉盖1，炉体2的下部为炉座15，炉座15的下部为炉架16， 炉架16的下部为空气压縮机35，空气压縮机35通过导线6与电控箱9联接; 炉体2内为炉腔44，炉腔44内下部为风罩滤网34;炉腔44内为白云石粉粒 42、压縮空气43;风罩滤网34下部为空气压縮管17，并联接空气压縮机35; 炉壁3的右下部设有进料口 32，进料口 32对准并联接螺旋给料机33，白云 石粉粒42通过螺旋给料机33喷进炉腔44内；炉壁3右上部设有出料筒22， 出料筒22与出风口23、旋风收尘器25联接，旋风收尘器25通过出气管21 联接布袋收尘器20，布袋收尘器20通过出气管21联接水循环冷凝箱19，水 循环冷凝箱19上设有进水管37、出水管18，进水管37上有进水阀36，水循 环冷凝箱19内上部为二氧化碳气体38、下部为液态二氧化碳39;旋风收尘 器25的下部设有出料斗24，出料斗24对准产物箱31的进料口，产物箱31 联接氮气管29、氮气阀28、氮气瓶30，产物箱31内下部为镁煅白产物27、 上部为氮气26;炉体2的筒形炉壁3上设有温度传感器4、 7、 40、 41，通过 导线6与电控箱9联接；在炉体2的筒形炉体外部上、下位置设有微波发生 器5、 8，微波发生器5、 8通过导线6与电控箱9联接；电控箱9上部为液晶 显示屏10、下部依次设有指示灯11、微波控制器12、空气压縮机开关13、 电源开关14、旋风收尘器开关45、布袋收尘器开关46、螺旋给料机开关47。
所述的微计算机控制的电路板中间为微计算机控制电路IC1，即CPU，微计算机控制电路IC1通过端子、导线分别联接温度传感器控制电路IC2、微 波加热控制电路IC3、微波发生器转换电路IC4、信号指示电路IC5、液晶显 示电路IC6、空气压縮机转换电路IC7、电源稳压开关电路IC8、振荡器电路 IC9、螺旋给料机开关电路ICIO、旋风收尘器开关电路ICll、布袋收尘器开 关电路IC12，各分电路组成整体控制电路。
所述的镁煅白的制备是在沸腾煅烧炉内进行的，其煅烧温度为1030°C± 10°C，压縮空气输入速度为100000cmVmin，煅烧时间为15s士5s，白云石粉粒 呈悬浮状态分布，粉粒在沸腾状态下煅烧，制得产物镁煅白。
所述的制备的镁煅白产物为疏松状、灰白色镁煅白。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，它是以白云石为原料，在微 计算机控制的微波加热沸腾煅烧炉中制备镁煅白，以压縮空气为白云石粉粒
的沸腾气体，以微波加热控制炉腔内煅烧温度为1030°C±10°C，对沸腾煅烧 产生的二氧化碳气体，用水循环冷凝法制成液态二氧化碳进行回收利用，疏 松状、灰白色镁煅白产物用氮气进行保护，炉内温度由传感器信息测量，并 由液晶显示屏显示，炉内温度、微波加热、压縮空气速率、螺旋给料机加料、 旋风收尘器收集产物、布袋收尘器收集二氧化碳气体、加热时间、升温速度 均由微计算机程序控制，制备的镁煅白烧损率为47%,灼减量《0.5%，活性 度〉34%，产物含氧化镁量高，为38 44%，此制备方法工艺流程短，沸腾煅烧速度快，进料、煅烧、出料周期为5min，氧化镁含量损失少，微波加热 速度快、效率高，比现有技术可提高2-3倍，节省了能源，减少了环境污染， 是十分理想的制备镁煅白的方法。
图1为制备工艺流程图
图2为微波加热沸腾煅烧状态图
图3为微计算机控制电路图
图4为微波加热温度与时间坐标关系图
图5为镁煅白产物纵向形貌图
图6为镁煅白产物横向形貌图
图中所示，附图标记清单如下
1、炉盖，2、炉体，3、炉壁，4、温度传感器，5、微波发生器，6、导 线，7、温度传感器，8、微波发生器，9、电控箱，10、液晶显示屏，11、指 示灯，12、微波控制器，13、空气压縮机开关，14、电源开关，15、炉座， 16、炉架，17、空气压縮管，18、出水管，19、水循环冷凝箱，20、布袋收 尘器，21、出气管，22、出料筒，23、出风口， 24、出料斗，25、旋风收尘 器，26、氮气，27、镁煅白产物，28、氮气阀，29、氮气管，30、氮气瓶， 31、产物箱，32、进料口， 33、螺旋给料机，34、风罩滤网，35、空气压縮 机，36、进水阀，37、进水管，38、 二氧化碳气体，39、液态二氧化碳，40、 温度传感器，41、温度传感器，42、白云石粉粒，43、压缩空气，44、炉腔， 45、旋风收尘器开关，46、布袋收尘器开关，47、螺旋给料机开关。IC1、微计算机控制电路，IC2、温度传感器控制电路，IC3、微波加热控 制电路，IC4、微波发生器转换电路，IC5、信号指示电路，IC6、液晶显示电 路，IC7、空气压縮机控制电路，IC8、电源稳压整流开关电路，IC9、振荡器 电路，ICIO、螺旋给料机开关电路，ICll、旋风收尘器开关电路，IC12、布 袋收尘器开关电路。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明做进一步说明
图1所示，为制备工艺流程图，要严格按步骤进行、按序操作。 制备所需的白云石粉料、氮气、压縮空气是按预先设置的量值确定的， 以千克、厘米3为单位。
要严格精选白云石原料，含氧化镁量不得低于21.8%，以免影响产物的镁
沸腾煅烧炉温度为微波加热，并由温度传感器传递温度信息并显示，加
热温度由20'C开始升温，至1030°C±10°C，在此温度下加料，温度保持恒定， 白云石沸腾煅烧时间为15s土5s。
进料是用螺旋给料机从炉体的侧下部加入，产物粉粒是经旋风收尘器进 入产物箱，二氧化碳气体是由布袋收尘器收尘后进入水循环冷凝箱。
压縮空气是最重要的沸腾气体，压縮空气输入速度为100000cm3/min，气 量要充足，否则将影响白云石粉粒的悬浮沸腾，以致影响煅烧。
在白云石粉粒煅烧中将产生二氧化碳气体，用水循环冷凝法制成液态二 氧化碳，再进行回收利用，不污染环境， 一举两得。制备的疏松状、灰白色镁煅白要进行氮气保护，主要是在储存中防吸湿、
防水、防潮，其储存相对湿度控制在《10%。
压縮空气为白云石粉粒的沸腾气体，白云石粉粒由螺旋给料机送入炉底 部与压縮空气顺流向上呈悬浮状态，沸腾煅烧后产物被高速气流带出炉体进 入旋风收尘器，镁煅白进入产物箱，并由氮气保护，尾气二氧化碳进入布袋 收尘器，用水循环冷凝法进行回收。
图2所示，为微波加热沸腾煅烧炉制备镁煅白状态图，炉体、炉腔、进 料斗、出料筒、空气压縮、螺旋给料机给料、旋风收尘器收集产物、布袋收 尘器收集二氧化碳气体、水循环冷凝回收二氧化碳气体、微波加热控制、温 度传感器显示、产物箱氮气保护、电器控制要严格进行， 各部位置要正确， 运转稳定可靠，功能动作要协调一致。
风罩滤网28为柔性结构，沸腾时可鼓起，使压縮空气转换成柔性气体。
图3所示，为微计算机控制电路板平面图，各部位置要正确，各分电路 由微计算机控制电路IC1的单片计算机CPU程序控制。
图4所示，为微波加热温度与时间坐标关系图，图中可知纵坐标为温 度'C，横坐标为时间min，温度由2(TC开始升温，即A点，升温速度为35°C /min，升至1030°C±10°C，即B点，白云石粉料在此温度沸腾煅烧，即B-C 区段，煅烧后镁煅白产物在产物箱中自然冷却至2(TC，即D点。
图5所示，为镁煅白产物放大100倍纵向形貌图，图中可知灰白色为 产物镁煅白，产物为不规则松散状，黑色为孔隙。
图6所示，为镁煅白产物放大100倍横向形貌图，图中可知灰白色为 产物镁煅白，产物为不规则松散状，黑色为孔隙。
权利要求
1. 一种用微机控制的微波沸腾炉制备镁煅白的方法，其特征在于使用的化学物质材料为白云石、氮气、压缩空气，其组合用量为以千克、厘米3为计量单位白云石MgCO3·CaCO3 10Kg氮气N 200000cm3压缩空气1000000cm3制备方法如下(1)精选化学物质原料对制备使用的化学物质原料精选其色泽、纯度、含氧化镁量白云石含氧化镁量≥21.8％氮气98％压缩空气含氧量≥21％(2)粉碎、过筛对制备所需的白云石用粉碎机进行粉碎、过筛；反复粉碎、反复过筛，筛网目数100目，粉粒平均粒径为150um；(3)清理沸腾煅烧炉用吸尘器抽吸炉腔内灰尘及有害物质，使其洁净，时间为10min；(4)开启微波发生器、微波控制器，使沸腾炉腔温度由20℃±3℃升至1030℃±10℃，升温速度为35℃/min，在此温度下加料，温度保持恒定；开启沸腾炉壁上的传感器，液晶显示屏显示炉内温度；(5)开启沸腾炉侧部进料口，由螺旋给料机将白云石粉料送入沸腾炉底部，开启空气压缩机，在压缩空气吹动作用下，炉腔内白云石粉粒呈悬浮状态，白云石粉粒体积为腔内体积的2/3，使白云石粉粒有沸腾空间；(6)空气压缩机由沸腾炉底部通过风罩滤网向炉腔内输送压缩空气，输气速度为100000cm3/min，使炉腔内白云石粉粒沸腾；(7)在加热状态下，在压缩空气吹动下，白云石粉粒被吹起，呈悬浮分布，粉粒在沸腾状态下煅烧；(8)白云石粉粒沸腾煅烧时间为15s±5s；(9)在白云石粉粒沸腾过程中，在温度1030℃±10℃状态下，在压缩空气100000cm3/min吹动下，将发生化学分解反应，反应式如下式中MgCO3碳酸镁CaCO3碳酸钙MgO氧化镁CaO氧化钙CO2二氧化碳(10)白云石粉粒煅烧后生成产物，即疏松状、灰白色镁煅白；(11)回收镁煅白产物、氮气保护沸腾煅烧后的镁煅白产物被高速气流带出炉体，并经出料筒进入旋风收尘器，镁煅白进入产物箱；开启氮气瓶，向产物箱输入氮气，输入速度30000cm3/min；镁煅白产物在产物箱中自然冷却至20℃±3℃；回收后，即得最终产物，即疏松状、灰白色镁煅白；(12)回收二氧化碳旋风收尘器出来的尾气进入布袋收尘器，布袋收尘器将二氧化碳气体排入水循环冷凝箱，开启进水管、出水管，形成水流循环，二氧化碳气体在20℃±3℃冷凝状态下，形成液态二氧化碳，然后对液态二氧化碳及循环水一起进行回收；(13)检测、化验、分析对制备的镁煅白产物要进行色泽、形貌、烧损率、灼减量、活性度、含氧化镁量进行检测、化验、分析；用光谱分析仪进行化学成分分析；用电子显微镜进行产物形貌分析；烧损率为47％，灼减量≤0.5％，活性度>34％，含氧化镁量为38～44％；(14)储存对制备的镁煅白储存于不锈钢容器中，置于干燥、洁净环境、密闭储存，要防水、防潮、防吸湿，防酸碱盐侵蚀，储存温度为20℃±3℃，相对湿度≤10％。
2.根据权利要求1所述的用微计算机控制的微波沸腾炉制备镁煅白的方法，其特征在于所述的镁煅白的制备是在微计算机控制的微波沸腾煅烧炉中进行的，在炉体2的上部为炉盖1，炉体2的下部为炉座15，炉座15的下 部为炉架16，炉架16的下部为空气压縮机35，空气压縮机35通过导线6与 电控箱9联接；炉体2内为炉腔44，炉腔44内下部为风罩滤网34;炉腔44 内为白云石粉粒42、压縮空气43;风罩滤网34下部为空气压縮管17，并联接空气压縮机35;炉壁3的右下部设有进料口 32，进料口 32对准并联接螺 旋给料机33，白云石粉粒42通过螺旋给料机33喷进炉腔44内；炉壁3右上 部设有出料筒22，出料筒22与出风口23、旋风收尘器25联接，旋风收尘器 25通过出气管21联接布袋收尘器20，布袋收尘器20通过出气管21联接水 循环冷凝箱19，水循环冷凝箱19上设有进水管37、出水管18，进水管37上 有进水阀36，水循环冷凝箱19内上部为二氧化碳气体38、下部为液态二氧 化碳39;旋风收尘、器25的下部设有出料斗24，出料斗24对准产物箱31的 进料口，产物箱31联接氮气管29、氮气阀28、氮气瓶30，产物箱31内下部 为镁煅白产物27、上部为氮气26;炉体2的筒形炉壁3上设有温度传感器4、 7、 40、 41，通过导线6与电控箱9联接；在炉体2的筒形炉体外部上、下位 置设有微波发生器5、 8，微波发生器5、 8通过导线6与电控箱9联接；电控 箱9上部为液晶显示屏10、下部依次设有指示灯ll、微波控制器12、空气压 縮机开关13、电源开关14，旋风收尘器开关45，布袋收尘器开关46,螺旋 给料机开关47。
3.根据权利要求1所述的用微机控制的微波沸腾炉制备镁煅白的方法， 其特征在于所述的微计算机控制的电路板中间为微计算机控制电路IC1，即 CPU，微计算机控制电路IC1通过端子、导线分别联接温度传感器控制电路 IC2、微波加热控制电路IC3、微波发生器转换电路IC4、信号指示电路IC5、 液晶显示电路IC6、空气压縮机转换电路IC7、电源稳压开关电路IC8、振荡 器电路IC9、螺旋给料机开关电路ICIO、旋风收尘器开关电路ICll、布袋收 尘器开关电路IC12，各分电路组成整体控制电路。
4.根据权利要求1所述的用微机控制的微波沸腾炉制备镁煅白的方法，其特征在于所述的镁煅白的制备是在沸腾煅烧炉内进行的，其煅烧温度为1030°C±10°C，压縮空气输入速度为100000cmVmin，煅烧时间为15s士5s，白云石粉粒呈悬浮状态分布，粉粒在沸腾状态下煅烧，制得产物镁煅白。
5.根据权利要求1所述的用微机控制的微波沸腾炉制备镁煅白的方法，其特征在于所述的制备的镁煅白产物为疏松状、灰白色镁煅白。
全文摘要
本发明涉及一种用微机控制的微波沸腾炉制备镁煅白的方法，它是以白云石为原料，在微波沸腾炉内煅烧，温度为1030℃，用传感器控制显示温度信息，给料采用螺旋给料机、产物由旋风收尘器收集、尾气二氧化碳由布袋收尘器收集，用水循环冷凝法回收，炉内温度、微波加热、压缩空气速率、加温时间、旋风收尘、布袋收尘均由微计算机程序控制，制备的镁煅白烧损率为47％，灼减量≤0.5％，活性度＞34％，产物含氧化镁量为38～44％，制备工艺流程短，沸腾煅烧速度快，煅烧时间为15s，进料、煅烧、出料周期为5min，微波加热速度快、效率高、比现有技术可提高2-3倍，可节省能源、减少环境污染，是十分理想的制备镁煅白的方法。
文档编号C04B2/10GK101423339SQ20081007983
公开日2009年5月6日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者卫英慧, 琮 李, 李明照, 樊建峰, 王跃琪, 许并社 申请人:太原理工大学