专利名称:旋涡式流态化焙解设备的制作方法
本发明涉及一种流态化焙解设备，特别是对原料粒度小，焙解产物体积明显减少的工艺更为适宜。
在稀土工业生产中，各种稀土氧化物(包括各种单一稀土及混合稀土的氧化物)，一般经水冶过程之后，都采用草酸盐沉淀法使稀土氧化物从水溶液中析出，然后焙解草酸盐成氧化物的工艺过程。例如日本有采用转动园盘式进料和出料的半连续化方法。国内厂家使用的石英玻璃简盛料的管式炉方法，以及拟将采用的隧道窑推盘式半连续化方法等。目前国内外所采用的焙解方法，尽管形式有所不同，但本质上都属于“固定床法”。即使用坩埚盛料，放入加热炉中焙解。在焙解过程中分解出来的气体产物(一氧化碳、二氧化碳，水蒸气)是从料层内部通过颗粒间的微小间隙，缓慢地向外自然扩散。料层越厚，越压实，扩散阻力越大，从而扩散速度就越慢。由于扩散阻力的影响，使分解出来的气体产物不能及时排出去。在生产中常发生爆发性地将粉料喷溅出来的情况，造成物料损失。此工艺焙解时间长，存在分解不完全。另外，在高温(1000℃左右)下焙解，难以避免产生颗粒长大和烧结现象，直接影响产品质量。焙解出的氧化物体积只有草酸盐体积的15%，热能和设备的利用率较低。
本发明的目的是要提供一种新的焙解设备，它不但可以缩短焙解周期，提高生产率，而且可以分解完全，无颗粒长大和烧结现象，降低物料损失，提高产品质量，降低能耗，提高产量，实现连续化生产。
发明是这样实现的流态化床体用石英玻璃制成，形状为园锥或园柱，园锥的投影角度为9-15度。床体外部周围设有电阻材料加热元件和耐火材料构成的保温层及外壳，在床体下部园周的切线方向设有两支或两支以上，在园周同一水平面，且沿园周等距离分布的空气导管，它与床体中心线成90-110角度。出料管位于床体的中心线上，在床体内的高度是可调的。床体顶部中心开有出气口，与出气口相连的是收尘器、冷却器和排风机，把排出床体外的粉料进行回收。空气导管与流量计、阀门、空气过滤器和送风机相连。螺旋加料器与空气导管水平垂直相通，螺旋加料器上方与料斗相通。为了使床体达到一定的焙解温度，需要有测温和控温系统。
将经过烘干的原料(草酸盐)放入料斗中，靠自重流入螺旋加料器内。电动机代动螺旋叶轮转动，将原料连续送入空气导管中。经过净化的空气将原料带入床体。由于气流携带原料从床下部园周的切线方向进入床体，空气流以一定的速度，带着原料在床体内呈旋涡状旋转上升。床体内控制在一定温度下，原料一边上升一边被加热焙解。由于床体上部直径大于下部直径，气流速度逐渐减缓，焙解完全的粉料靠自重落入床体中心部位的出料管内，经出料管流出床体。气流夹带很少量粉料从床体顶部的出气口排出，进入收尘系统回收。该设备的流程如图1所示。
本发明由于采用旋涡式流态化床体，使物料在流化床中呈分散悬浮状态，空气在颗粒间流动，随时将分解出来的气体产物带走，不存在达到反应平衡状态的可能性和爆喷现象。在流化床中，传热和传质速度快，温度均匀，使分解速度大大加快。并且反应中无颗粒长大和烧结现象发生。设备简单，投资少，占地面积小，生产能力大，连续进料，连续出产品，操作方便，减少人工操作和机械损失。
发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1是旋涡式流态化焙解设备的流程图。
图2是园锥形旋涡式流态化焙解设备的床体示意图。
图3是旋涡式流态化焙解设备的床体底部仰视示意图。
图4是园柱形旋涡式流态化焙解设备的床体示意图。
下面结合附图详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。
该设备的主要部分是旋涡式流态化床体。
草酸铈的焙解温度为500-550℃，其它稀土及混合稀土草酸盐的焙解温度为970-990℃。故床体材料选用石英玻璃，床体为园锥形，投影角度为12°。床底直径为50毫米，床顶直径为250毫米，床体高800毫米，平均床面积为0.0122平方米。床体外周均匀布有电阻丝(3)供热，并用轻质耐火砖和矿渣棉做成保温层(2)，厚度为300毫米，外面为铁壳(未画出)。在床下部园周的切线方向对称位置有二支空气导管(7)，直径为17毫米。空气导管(7)与床体中心线成95°夹角。空气导管(7)与流量计、阀门、空气过滤器和送风机相连。与空气导管(7)垂直相连的是螺旋加料器(6)，直径为17毫米。加料器(6)上方是料斗(5)，内装混合草酸稀土。该混合草酸稀土经80℃烘干2小时处理，以脱去水份，具有很好的流动性。测温采用-2热电偶，控温采用-702控温仪，对床体实行部分受控，使温度更稳定。测压采用形压力计。接通220伏单相电后，电阻丝(3)发热，当床体内温度达980℃时，打开送风机，经过净化的空气通过阀门和流量计被送入空气导管(7)，空气流速为0.12-0.15米/秒。料斗(5)内混合草酸稀土靠自重进入螺旋加料器(6)中，送风之后开始加料。电动机代动螺旋叶轮转动，使混合草酸稀土进入空气导管(7)中，加料速度为2.4公斤/小时。空气导管(7)中的混合草酸稀土被空气流携代进入床体，呈旋涡状在床内旋转上升。在上升过程中逐渐被焙解成混合稀土氧化物。由于床体直径自下而上逐渐变大，气流速度逐渐减缓，焙解后的混合稀土氧化物落入床体中心出料管(4)的喇叭口内，流出床体。出料管(4)直径为20毫米，长400毫米，由床底部中心线竖直插入床体内。其高度可通过升降装置(8)调节。出料管(4)越低出料速度越快，出料速度控制在1公斤/小时。焙解产生的气体和少量混合稀土氧化物粉，随空气流从床顶部出气口(1)流出床体，进入收尘系统。出气口(1)直径为25毫米。收尘系统只用一级旋风收尘器，和布袋收尘器组成，收尘器外壳用不锈钢板制成。布袋用致密的人造纤维布做成。粉尘率约占成品量的20%，但旋风收尘器收集的粉料占18%且为合格产品。布袋收尘器收集的粉料占2%，系含水湿料，可返回再处理。产品直收率为97%，返回料2%，总回收率≥99%。能量总耗量≤6千瓦/公斤。灼减率平均为0.76%，达到≤1%的国家标准。烧成的混合稀土氧化物，呈松散的粉末，无烧结现象，经粒度分析，与原料草酸盐及固定床焙解出来的产品的粒度组成对比如下
本发明的流态化焙解设备，其床体也可是园柱形。原料经螺旋加料器(6)进入空气导管(7)中，经过净化的空气携带原料进入床体。由于空气导管是与床体下部相切方向导入，使原料呈旋涡状在床内旋转上升。在上升过程中被焙解，而变成稀土氧化物产品。在床体上部，空间变大气流速度减慢，焙解完全的产物落入出料管(4)中，而排出床体。其它辅助设备如空气净化、收尘，加料也应相应增大尺寸和功率。但生产效果是相同的。园柱形床体的尺寸为下部直径200毫米，高900毫米。上部直径300毫米，高300毫米。空气导管(7)直径35毫米，出料管(4)直径120毫米，长1200毫米，出气口(1)直径50毫米。生产能力为10公斤/小时稀土氧化物，进料速度为22.1公斤/小时稀土草酸盐。床体由嵌装在耐火材料沟槽中的电阻丝(3)加热，保温层由粘土轻质砖，矿渣棉等构成，厚度为300毫米，外表用铁壳加固。发热功率为20千瓦。
权利要求
1.一种流态化焙解设备，其特征是床体为园锥形或园柱形，空气导管沿床体下部切线方向导入床体，出料管位于床体中心线上。
2.根据权利要求
1所述的设备，其特征是用电阻元件加热床体。
3.根据权利要求
1所述的设备，其特征是空气导管有两支或两支以上，在园周同一水平面，且沿园周等距离分布。
4.根据权利要求
1所述的设备，其特征是原料经螺旋加料器进入空气导管。
5.根据权利要求
1所述的设备，其特征是园锥形床体的园锥投影角度为9-15度。
6.根据权利要求
1所述的设备，其特征是空气导管与床体中心线成90-110度。
7.根据权利要求
1所述的设备，其特征是出料管在床内的高度是可调的。
专利摘要
本发明提供了一种新的流态化焙解设备。流态化床体为圆锥形或圆柱形，床体外用电阻元件加热，并有保温层和铁壳。空气导管沿床体下部切线方向导入。空气携带物料沿空气导管进入床内，物料在床内呈旋涡状旋转上升，同时被焙解成产品，落入床中心线上的出料管流出床体。空气携带很少量产品从床顶部的出气口排出，进入收尘系统。该设备还包括送风系统和控温系统。该设备产品总回收率≥99％，能量总耗量≤6千瓦/公斤。灼减率平均为0.76％。
文档编号C22B1/10GK86106355SQ86106355
公开日1987年4月22日 申请日期1986年11月1日
发明者吕松涛 申请人:东北工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan