一种节能稀土矿烘干、焙烧一体式回转窑系统的制作方法

本发明涉及稀土冶炼分离生产系统技术领域，具体的是涉及一种节能稀土矿烘干、焙烧一体式回转窑系统。

背景技术：

稀土是指化学元素周期表中的镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、镥(lu)、钪(sc)和钇(y)17种元素。稀土矿床一般都含有多种有用组分，其中稀土、铌、铁等为主要的综合回收对象。世界上许多大型铌矿床、铁矿床、磷矿床以及霞石矿床同时也是稀土矿床。

一般须对稀土原矿进行选矿处理再用于冶炼分离，由于稀土生矿多为稀土氟碳酸盐，无法进行直接浸取里面的稀土元素，此外，稀土原矿湿度大，含有10～15％的水分，通常的稀土冶炼分离前需要对生矿进行焙烧处理，通过高温分解将其转化为为氧化稀土、氟氧化稀土、氟化稀土稀土化合物再进行浸取，同时放出二氧化碳和水蒸气。

目前，在稀土行业，稀土原料的焙烧一般是先转窑、再烘干、之后再焙烧，现有的多台多级回转窑焙烧工艺连续使用方面存在衔接不连贯的情况较多，多数情况下存在人为中转的情况，由于稀土原矿湿度较大，进料时多数采用人工铁锹铲料的方式进行进料，经过低温烘干后，再由人工装袋收集后由人工投入另外一台回转窑进行高温焙烧，焙烧完成后人工进行称重装袋。首先采用人工铁锹铲料进料以及中间、末端收料装袋的方式，工人工作量较大，同时人工操作过程中，工人防护用具穿戴不整齐的话，容易给操作工人造成矽肺等人身健康问题；其次，由于物料在回转窑中停留时间短，导致焙烧时耗能高，此外还导致焙烧后的矿层次不齐，质量不稳定；再次，由于稀土磁浮矿矿粒粒度大，经过焙烧过后，人工转料和装袋的过程中容易产生扬尘，造成矿料损耗大。

技术实现要素：

针对上述工人工作量较大，存在操作风险，以及对人体有危害的缺陷，本发明的目的是提供一种节能稀土矿烘干、焙烧一体式回转窑系统，本发明通过一体式回转窑系统的设置，使烘干、焙烧及冷却均在同一台回转窑内完成，该系统大大减少了人工操作、操作风险及对人体的伤害，自动化程度高，耗能低，节约能源。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种节能稀土矿烘干、焙烧一体式回转窑系统，包括窑体和驱动装置，所述驱动装置与窑体连接并驱动窑体转动；所述窑体倾斜设置；所述窑体包括窑头、筒体和窑尾，所述窑头、所述筒体和所述窑尾为一体式结构；所述筒体内沿物料方向由垂直于所述筒体的挡圈依次分隔成预热段、干燥段、分散段、焙烧段和冷却段，所述窑头和所述窑尾上分别设置有活动密封组件，所述窑头上的活动密封组件上设置有排气机构，所述窑尾上的活动密封组件上固定有窑炉燃烧器，所述窑炉燃烧器的烧嘴延伸至所述冷却段内，所述窑头的进料端设置有进料装置，所述窑尾上设置有出料装置。

工作原理：通过进料装置向窑体内加入湿矿，同时窑炉燃烧器打开，窑体内采用分段特殊结构，通过预热段排出物料中大部分湿热，干燥段对物料中的水分进行彻底干燥，之后进入升温分散段，在升温分散段对团聚的物料进行提温并提升至焙烧所需的温度后进入焙烧段完成焙烧，在冷却段冷却后通过窑尾上的出料装置出料并包装入库；通过窑体的倾斜设置方便物料从窑头向窑尾流动，窑体位于窑头的一侧高，位于窑尾的一侧低；排气机构的设置将二氧化碳和水汽等排出；驱动装置驱动窑体转动；通过一体式回转窑系统的设置，使烘干、焙烧及冷却均在同一台回转窑内完成，该系统大大减少了人工操作、操作风险及对人体的伤害，自动化程度高，耗能低，节约能源；根据改造前后生产数据对比情况，改造后天然气消耗平均消耗降低60％(由115nm3/t产品降低46nm3/t)，单位时间生产能力较改造后增加40％(由18t/d提升至30t/d)，产品质量较为稳定；在操作过程中不会造成产品的浪费。

进一步的，所述窑体外部设置有至少一层高温耐火棉层。使窑体为内热式外保温。

进一步的，所述窑体的倾斜度为1-2％。有利于物料移动。

更进一步的，所述窑体的倾斜度为1.5％。物料移动效果最好。

更进一步的，所述窑体的直径为1-1.5m。产出的物料产品质量稳定。

更进一步的，所述窑体的直径为1.3m。产出的物料产品质量最稳定。

进一步的，所述预热段的长度为3-4m，所述干燥段的长度为25-3.5m，所述分散段的长度为2.5-3.5m，所述焙烧段的长度为2.5-3.5m，所述冷却段的长度为4-4m。单位时间内生产能力高。

更进一步的，所述预热段的长度为3.5m，所述干燥段的长度为3m，所述分散段的长度为3m，所述焙烧段的长度为3m，所述冷却段的长度为3.5m。单位时间内生产能力最高。

进一步的，所述干燥段、所述分散段和所述焙烧段内壁均匀设置有多个扬板，每个扬板与所述筒体轴线的夹角为20-40度。扬板能将物料扬起来，起搅拌作用，此外还起打散颗粒的作用，生产的物料产品均匀，质量高；扬板起到了物料的均匀分散和热传递作用，同时加大了窑体空间利用率。

更进一步的，所述扬板有12个。物料的窑体、扬板和挡圈空间中的填充率最高，对物料的热效率最高，产出的物料产品质量高。

更进一步的，每个所述扬板均为310s钢板。耐热不锈钢，传热效率高，动态加热，增加了热能的利用率；性价比最高。

进一步的，每个所述挡圈的高度为200mm。耐热不锈钢，延长了物料在窑体内的停留时间，增加了对热能的利用效率，生产的物料产品质量高。

进一步的，所述窑体与所述挡圈均为310s钢板。耐热不锈钢，传热效率高，动态加热，增加了热能的利用率；性价比最高。

进一步的，所述窑头和所述窑尾上分别活动连接有窑罩。

更进一步的，活动密封组件包括活动固定在所述窑头或所述窑尾上的所述窑罩，所述窑罩上设置有第一固定套和第二固定套，所述第二固定套位于所述第一固定套的外侧，所述第一固定套位于所述窑头或所述窑尾的外侧，所述窑头或所述窑尾上设置有第三固定套，所述第三固定套位于所述第一固定套和所述第二固定套之间，所述第二固定套与所述第三固定套之间形成间隙，所述间隙内设置有石墨盘根，所述石墨盘根通过位于在所述第二固定套上的弹簧螺栓固定；所述窑头或所述窑尾与所述第一固定套、所述第二固定套及所述第三固定套之间形成迷宫密封。通过石墨盘根和迷宫密封的双密封作用，使窑体在保证转动的同时密封效果好，热能的利用效率高，节省能源。

更进一步的，排气机构包括与所述窑头上的窑罩连通的排气管，所述排气管上还连接有布袋除尘器，所述布袋除尘器与第一风机连通。在第一风机的作用下，将窑体内的二氧化碳、水汽和粉尘通过排气管抽至布袋除尘器，经过布袋除尘器后干净的空气从第一风机出口排出。

更进一步的，出料装置包括位于所述窑尾上的窑罩底部的下料口，位于所述下料口下方的的水冷螺旋，位于所述水冷螺旋出料口下方的抽风管，位于所述抽风管出料端部的除尘集料装置以及位于所述除尘集料装置一侧的第二风机。物料被冷却段冷却后温度还较高，不能直接包装，还要经过水冷螺旋的冷却，之后物料被第二风机抽至除尘集料装置内，经收集粉尘和存放物料之后直接包装入库。

更进一步的，所述水冷螺旋向上倾斜设置。避免挖基坑收集物料，方便收集物料。

更进一步的，所述水冷螺旋的底部设置有循环水的进水管，所述水冷螺旋的顶部设置有循环水的出水管。对物料进行冷却，冷却效果好，延长了除尘集料装置的使用寿命。

进一步的，所述进料装置为进料螺旋，所述进料螺旋上设置有进料漏斗，所述进料螺旋的进料端部延伸至所述窑头内。方便并保证进料。

进一步的，所述窑炉燃烧器的烧嘴延伸至所述冷却段内部1/3的位置，所述窑炉燃烧器上设置有冷却风管、助燃风管和天然气管道。助燃风管内通入空气，有利于天然气的燃烧；当物料焙烧完成进入冷却段时，向冷却风管内通入空气，有利于物料冷却。

进一步的，所述驱动装置包括位于所述窑体下方的电机，与所述电机相连的减速机，与所述减速机相连的小齿轮以及与所述小齿轮啮合连接的大齿轮；所述窑体的前端和后端分别设置有拖轮，每个所述拖轮均通过轮带活动固定在所述窑体上。电机与减速机电连接，减速机使电机减速，减速的至相应的转速后，带动小齿轮转动，小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮带动窑体转动。

更进一步的，所述拖轮，所述小齿轮，所述减速机和所述电机均位于支撑件上。起支撑作用。

更进一步的，所述支撑件为水泥基。方便制造和使用。

本发明的有益效果如下：(1)通过一体式回转窑系统的设置，使烘干、焙烧及冷却均在同一台回转窑内完成，该系统大大减少了人工操作、操作风险及对人体的伤害，自动化程度高，耗能低，节约能源；(2)根据改造前后生产数据对比情况，改造后天然气消耗平均消耗降低60％(由115nm3/t产品降低46nm3/t)，单位时间生产能力较改造后增加40％(由18t/d提升至30t/d)，产品质量较为稳定；(3)在操作过程中不会造成产品的浪费；(4)扬板能将物料扬起来，起搅拌作用，此外还起打散颗粒的作用，生产的物料产品均匀，质量高；(5)扬板起到了物料的均匀分散和热传递作用，同时加大了窑体空间利用率；(6)水冷螺旋对物料进行冷却，冷却效果好，延长了除尘集料装置的使用寿命；(7)挡圈耐热不锈钢，延长了物料在窑体内的停留时间，增加了对热能的利用效率，生产的物料产品质量高；(8)通过石墨盘根和迷宫密封的双密封作用，使窑体在保证转动的同时密封效果好，热能的利用效率高，节省能源。

附图说明

图1是本申请所述一种节能稀土矿烘干、焙烧一体式回转窑系统的结构图；

图2是图1中a的放大图；

图3是图1中a-a的剖视图；

图4是本申请所述驱动装置的结构图。

附图标记：1-窑头，2-筒体，3-窑尾，4-预热段，5-干燥段，6-分散段，7-焙烧段，8-冷却段，9-扬板，10-挡圈，11-窑罩，12-第一固定套，13-第二固定套，14-第三固定套，15-石墨盘根，16-弹簧螺栓，17-排气管，18-布袋除尘器，19-第一风机，20-进料螺旋，21-进料漏斗，22-冷却风管，23-助燃风管，24-天然气管道，25-下料口，26-水冷螺旋，27-抽风管，28-除尘集料装置，29-第二风机，30-进水管，31-出水管，32-电机，33-减速机，34-小齿轮，35-大齿轮，36-拖轮，37-轮带，38-支撑件，39-窑炉燃烧器。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1和3所示，一种节能稀土矿烘干、焙烧一体式回转窑系统，包括窑体和驱动装置，所述驱动装置与窑体连接并驱动窑体转动；所述窑体倾斜设置；所述窑体包括窑头1、筒体2和窑尾3，所述窑头1、所述筒体2和所述窑尾3为一体式结构；所述筒体2内沿物料方向由垂直于所述筒体2的挡圈10依次分隔成预热段4、干燥段5、分散段6、焙烧段7和冷却段8，所述窑头1和所述窑尾3上分别设置有活动密封组件，所述窑头1上的活动密封组件上设置有排气机构，所述窑尾3上的活动密封组件上固定有窑炉燃烧器39，所述窑炉燃烧器39的烧嘴延伸至所述冷却段8内，所述窑头1的进料端设置有进料装置，所述窑尾3上设置有出料装置。

工作原理：通过进料装置向窑体内加入湿矿，同时窑炉燃烧器39打开，窑体内采用分段特殊结构，通过预热段4排出物料中大部分湿热，干燥段5对物料中的水分进行彻底干燥，之后进入升温分散段6，在升温分散段6对团聚的物料进行提温并提升至焙烧所需的温度后进入焙烧段7完成焙烧，在冷却段8冷却后通过窑尾3上的出料装置出料并包装入库；通过窑体的倾斜设置方便物料从窑头1向窑尾3流动，窑体位于窑头1的一侧高，位于窑尾3的一侧低；排气机构的设置将二氧化碳和水汽等排出；驱动装置驱动窑体转动；通过一体式回转窑系统的设置，使烘干、焙烧及冷却均在同一台回转窑内完成，该系统大大减少了人工操作、操作风险及对人体的伤害，自动化程度高，耗能低，节约能源；根据改造前后生产数据对比情况，改造后天然气消耗平均消耗降低60％(由115nm3/t产品降低46nm3/t)，单位时间生产能力较改造后增加40％(由18t/d提升至30t/d)，产品质量较为稳定；在操作过程中不会造成产品的浪费。

实施例2

基于实施例1，如图1所示，所述窑体外部设置有至少一层高温耐火棉层。

使窑体为内热式外保温。

实施例3

基于实施例1，如图1所示，所述窑体的倾斜度为1-2％。

有利于物料移动。

实施例4

基于实施例3，所述窑体的倾斜度为1.5％。

物料移动效果最好。

实施例5

基于实施例1，如图1所示，所述窑体的直径为1-1.5m。

产出的物料产品质量稳定。

实施例6

基于实施例5，如图1所示，所述窑体的直径为1.3m。

产出的物料产品质量最稳定。

实施例7

基于实施例1，如图1所示，所述预热段4的长度为3-4m，所述干燥段5的长度为25-3.5m，所述分散段6的长度为2.5-3.5m，所述焙烧段7的长度为2.5-3.5m，所述冷却段8的长度为4-4m。

单位时间内生产能力高。

实施例8

基于实施例7，如图1所示，所述预热段4的长度为3.5m，所述干燥段5的长度为3m，所述分散段6的长度为3m，所述焙烧段7的长度为3m，所述冷却段8的长度为3.5m。

单位时间内生产能力最高。

实施例9

基于实施例1，如图1和3所示，所述干燥段5、所述分散段6和所述焙烧段7内壁均匀设置有多个扬板9，每个扬板9与所述筒体2轴线的夹角为20-40度。

扬板9能将物料扬起来，起搅拌作用，此外还起打散颗粒的作用，生产的物料产品均匀，质量高；扬板9起到了物料的均匀分散和热传递作用，同时加大了窑体空间利用率。

实施例10

基于实施例9，如图1和3所示，所述扬板9有12个。

物料的窑体、扬板9和挡圈10空间中的填充率最高，对物料的热效率最高，产出的物料产品质量高。

实施例11

基于实施例1，如图1所示，每个所述扬板9均为310s钢板。

耐热不锈钢，传热效率高，动态加热，增加了热能的利用率；性价比最高。

实施例12

基于实施例1，如图1和3所示，每个所述挡圈10的高度为200mm。

耐热不锈钢，延长了物料在窑体内的停留时间，增加了对热能的利用效率，生产的物料产品质量高。

实施例13

基于实施例1，如图1所示，所述窑体与所述挡圈10均为310s钢板。

耐热不锈钢，传热效率高，动态加热，增加了热能的利用率；性价比最高。

实施例14

基于实施例1，如图1所示，所述窑头1和所述窑尾3上分别活动连接有窑罩11。

实施例15

基于实施例14，如图1-2所示，活动密封组件包括活动固定在所述窑头1或所述窑尾3上的窑罩11，所述窑罩11上设置有第一固定套12和第二固定套13，所述第二固定套13位于所述第一固定套12的外侧，所述第一固定套12位于所述窑头1或所述窑尾3的外侧，所述窑头1或所述窑尾3上设置有第三固定套14，所述第三固定套14位于所述第一固定套12和所述第二固定套13之间，所述第二固定套13与所述第三固定套14之间形成间隙，所述间隙内设置有石墨盘根15，所述石墨盘根15通过位于在所述第二固定套13上的弹簧螺栓16固定；所述窑头1或所述窑尾3与所述第一固定套12、所述第二固定套13及所述第三固定套14之间形成迷宫密封。

通过石墨盘根15和迷宫密封的双密封作用，使窑体在保证转动的同时密封效果好，热能的利用效率高，节省能源。

烘干、焙烧中产生的尾气从窑头1端口出来，进入第一固定套12和窑体之间的间隙，之后进入第三固定套14和第二固定套12之间的间隙，然后从窑头1的窑罩11上的小孔中进入排气管17。

实施例16

基于实施例1，如图1所示，排气机构包括与所述窑头1上的窑罩11连通的排气管17，所述排气管17上还连接有布袋除尘器18，所述布袋除尘器18与第一风机19连通。

在第一风机19的作用下，将窑体内的二氧化碳、水汽和粉尘通过排气管17抽至布袋除尘器18，经过布袋除尘器18后干净的空气从第一风机19出口排出。

布袋除尘器18收集的从尾气带出来的物料继续放入进料漏斗21进入窑体内焙烧，提高了原料的利用率。

实施例17

基于实施例14，如图1所示，出料装置包括位于所述窑尾3上的窑罩11底部的下料口25，位于所述下料口25下方的的水冷螺旋26，位于所述水冷螺旋26出料口下方的抽风管27，位于所述抽风管27出料端部的除尘集料装置28以及位于所述除尘集料装置28一侧的第二风机29。

物料被冷却段8冷却后温度还较高，不能直接包装，还要经过水冷螺旋26的冷却，之后物料被第二风机29抽至除尘集料装置28内，经收集粉尘和存放物料之后直接包装入库。

所述除尘集料装置28为至少两个本领域常规的布袋除尘装置串联而成，方便在除尘的同时还收集了物料，方便物料的后期包装。

实施例18

基于实施例17，如图1所示，所述水冷螺旋26向上倾斜设置。

避免挖基坑收集物料，方便收集物料。

实施例19

基于实施例18，如图1所示，所述水冷螺旋26的底部设置有循环水的进水管30，所述水冷螺旋26的顶部设置有循环水的出水管31。

对物料进行冷却，冷却效果好，延长了除尘集料装置28的使用寿命。

实施例20

基于实施例1，如图1所示，所述进料装置为进料螺旋20，所述进料螺旋20上设置有进料漏斗21，所述进料螺旋20的进料端部延伸至所述窑头1内。

方便并保证进料。

实施例21

基于实施例1，如图1所示，所述窑炉燃烧器39的烧嘴延伸至所述冷却段8内部1/3的位置，所述窑炉燃烧器39上设置有冷却风管22、助燃风管23和天然气管道24。

助燃风管23内通入空气，有利于天然气的燃烧；当物料焙烧完成进入冷却段8时，向冷却风管22内通入空气，有利于物料冷却。

实施例22

基于实施例1，如图4所示，所述驱动装置包括位于所述窑体下方的电机32，与所述电机32相连的减速机33，与所述减速机33相连的小齿轮34以及与所述小齿轮34啮合连接的大齿轮35；所述窑体的前端和后端分别设置有拖轮36，每个所述拖轮36均通过轮带37活动固定在所述窑体上。

电机32与减速机33电连接，减速机33使电机32减速，减速的至相应的转速后，带动小齿轮34转动，小齿轮34带动大齿轮35转动，大齿轮35带动窑体转动。

实施例23

基于实施例21，如图4所示，所述拖轮36，所述小齿轮34，所述减速机33和所述电机32均位于支撑件38上。

起支撑作用。

实施例24

基于实施例22，如图4所示，所述支撑件38为水泥基。方便制造和使用。

以上为本方案的主要特征及其有益效果，本行业的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本方案的原理，在不脱离本方案精神和范围的前提下，本方案还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本方案要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒介简介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。