本发明属于微波冶金技术领域。更具体地，本发明涉及一种微波流化干燥酸溶性钛渣的方法。
背景技术：
干燥是冶金、化工工艺基本工业操作单元中，能源消耗较大的一种生产过程。全球约10%~25%的能源用于工业热力干燥。不论是干燥液体、浆状还是固体物料，都要将水分由液态变成气态，因此需要供给较大的汽化潜热。理论上，蒸发1kg水分所需的能量为2200kj~2700kj，但是在实际干燥过程中单位能耗比理论值要高得多。同时，能源消耗产生的污水对环保的贡献率可达70%~80%，因此，干燥过程中的节能问题必须给予高度重视。
在氯化法生产钛白粉的工艺过程中，由于生产钛白粉的原料酸溶性钛渣在储存阶段会吸附水分，这些水分一旦进入氯化工序，就会与氯气反应生成氯化氢，严格腐蚀设备。因此，需将酸溶性钛渣原料中1%~3%左右的含水率，降低并控制在氯化法生产钛白粉入炉原料含水率要求的0.3%~0.5%的范围内。由于常规干燥方法要将酸溶性钛渣原料中的含水率从1%~3%降低并控制在0.3%~0.5%，需消耗大量能源，并且干燥周期长，干燥成本骤增，因此探索一种能源低和环境友好的干燥方法显得尤为重要。将酸溶性钛渣进行微波流化干燥，尤其是利用微波加热对低含水物料中水分的深度脱除过程中，具有提高脱除速率、节省能源、运行费用低等显著优势。
经检索国内有申请号为200910094437.5专利的一种微波干燥高钛渣的方法，此方法采用微波干燥设备对高钛渣原料进行干燥，并且设有翻料器。此方法的缺点是需设置翻料器，物料受微波辐射不均匀，从而影响干燥质量，降低干燥效率，干燥成品达不到所需要求；申请号为201110342583.2专利的一种钛铁矿粉流化床干燥方法，此方法将湿钛铁矿送入只设有流化床腔体的流化床内干燥，干燥后的物料通过出料口直接送出。此方法的缺点是未设置微波干燥装置，干燥效率不高，干燥成品质量达不到要求，存在上述一样的问题。
本发明采用流化作用及微波加热同时对高钛渣进行干燥，通过磁控管提供微波热源，流化作用使物料与空气的接触面积增大，同时使物料干燥更均匀，大大提高了干燥速率，降低了干燥周期，节约能源。经干燥后的酸溶性钛渣含水率降低并控制在0.3%~0.5%范围内，能符合氯化法生产钛白粉时对酸溶性钛渣含水率的要求。
技术实现要素：
要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种微波流化干燥酸溶性钛渣的方法。
技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种微波流化干燥酸溶性钛渣的方法。
该制备方法的步骤如下：
a、加料
将初含水率为1%~3%的酸溶性钛渣从加料口加入到微波流化床干燥装置内，并控制酸溶性钛渣在腔体内的厚层为1~5cm，然后
b、启动微波流化床
打开电源、风机及加热器开关，并且打开磁控管开关，发出微波辐射，并控制微波功率在800~1200w、干燥温度在74~78℃、空气流量在54~56m3/h，对物料进行微波流化干燥，然后
c、产物收集及计算
干燥结束后，由出料口收集干燥后的酸溶性钛渣，热空气由出风口排出，随热空气一起被带出的物料将被装料抖收集，最后，计算酸溶性钛渣含水率及脱水量。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤a中，所述的酸溶性钛渣为磨细后，粒度为100~140目；酸溶性钛渣是以重量计tio2含量为71.66%、sio2为2.63%、mgo为2.35%、cao为0.37%、al2o3为3.69%、s为0.12%、c为0.017%、p为0.018%、tfe为7.70%的酸溶性钛渣。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤a中，所述的微波流化干燥装置，该装置主要包括加料口（1），流化床腔体（2），提供微波的磁控管（3），出料口（4），加热空气的加热器（5），出风口（6），用于分离跟随气流一起排出的物料的旋风分离器（7），装料抖（8），用于测温的红外测温仪（9），用于盛装物料的网筛（10），使空气进入加热器加热的风机（11），进气口（12）。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤a中，所述的酸溶性钛渣的粒度是+100目为以重量计80%以上。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤a中，所述的腔体包括6个磁控管及3个红外测温仪。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤b中，所述的加热器用于将进入微波流化床腔体前的空气加热到指定温度。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤b中，所述的磁控管其频率为2250~2350mhz。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤b中，所述的磁控管其频率为912~920mhz。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤c中，所述的干燥结束，其标志为出口温度基本稳定。
分钟流化及微波同时作用，使高钛渣干燥更充分，大大提高干燥效率。根据本发明的一种优选实施方式，在步骤c中，所述的酸溶性钛渣含水率在0.3%~0.5%范围内，脱水量在0.6kg/kw·h以上。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种微波流化干燥酸溶性钛渣的方法。
该干燥方法的步骤如下：
a、加料
将初含水率为1%~3%的酸溶性钛渣从加料口加入到微波流化床干燥装置内，并控制酸溶性钛渣在腔体内的厚层为1~5cm。
本发明使用的酸溶性钛渣是磨细后，粒度为100~140目；初含水率为1%~3%的酸溶性钛渣。如果所述酸溶性钛渣的粒度不符合其要求，可以使用现有的磨碎设备与筛分设备进行处理，例如由南昌通用化验制样机厂以商品名密封式制样粉碎机（jg100-3）销售的磨碎设备，由浙江上虞市道墟五四仪器厂以商品名标准筛销售的筛分设备。
根据本发明，所述的酸溶性钛渣是以重量计tio2含量为71.66%、sio2为2.63%、mgo为2.35%、cao为0.37%、al2o3为3.69%、s为0.12%、c为0.017%、p为0.018%、tfe为7.70%的酸溶性钛渣。
其中tio2是根据gb/t1706-2006标准采用铝还原法测定的。sio2是根据yb/t190.1-2001标准采用高氯酸脱水重量法测定的。mgo是根据yb/t190.4-2001标准采用cydta滴定法测定的。cao是根据ysbc19811-2000标准采用原子吸收光谱法测定的。
根据本发明，所述的微波流化干燥装置，主要包括加料口（1），流化床腔体（2），提供微波的磁控管（3），出料口（4），加热空气的加热器（5），出风口（6），用于分离跟随气流一起排出的物料的旋风分离器（7），装料抖（8），用于测温的红外测温仪（9），用于盛装物料的网筛（10），使空气进入加热器加热的风机（11），进气口（12）。
在本发明中，所述腔体包括6个磁控管及3个红外测温仪。
优选地包括4个磁控管及3个红外测温仪。
在本发明中，所述酸溶性钛渣厚层为1~5cm，如果物料层太厚，则干燥不充分；如果物料层太薄，则影响干燥效率。
优选地，所述酸溶性钛渣的厚层为2~4.5cm。
更优选地，所述酸溶性钛渣的厚层为3~4cm。
本发明使用的酸溶性钛渣例如是从云铜集团钛业有限公司、攀钢集团钛业有限责任公司、云南兴棱矿业有限公司或云南新立有色金属有限公司获得的酸溶性钛渣。当然，也可以是从市场上获得所述的酸溶性钛渣，但它们的化学组成应该满足上述要求。
b、启动微波流化床
打开电源、风机及加热器开关，并且打开磁控管开关，发出微波辐射，并控制微波功率在800~1200w、干燥温度在74~78℃、空气流量在54~56m3/h，对物料进行微波流化干燥。
本发明中，流化床内的热空气，在进入微波流化床之前，先由风机带入到加热器里面加热后，再在进入微波流化床，对酸溶性钛渣进行干燥。所述的加热器用于将进入微波流化床腔体前的空气加热到指定温度。
本发明中使用的磁控管，其频率为912~920mhz，优选地是912~918mhz。
本发明中使用的磁控管，其功率为800~1200w，如果所述微波功率如果低于800w，则会干燥不充分，深化程度不够；如果所述微波功率高于1200w，则会造成能源浪费。所以微波功率在800~1200w是合理的，优选地在900~1100w。
本发明中所述干燥的温度为74~78℃，如果干燥温度低于74℃，则会干燥不充分，达不到干燥要求；如果干燥温度高于78℃，则会造成能源浪费。优选地干燥温度在75~76℃。
本发明中所述空气的流量为54m3/h~56m3/h，如果空气流量如果低于54m3/h，则会造成干燥效果不好；如果空气流量高于56m3/h，则会使酸溶性钛渣直接被带出。优选地空气流量在54.5~55.5m3/h。
c、产物收集及计算
干燥结束后，由出料口收集干燥后的酸溶性钛渣，热空气由出风口排出，随热空气一起被带出的物料将被装料抖收集，最后，计算酸溶性钛渣含水率及脱水量。
在这个步骤中，所述的干燥结束，是指微波流化床出口温度基本稳定，等出口温度基本稳定时，此时可以代表酸溶性钛渣干燥结束。
在这个步骤中，干燥后的酸溶性钛渣成品由出料口收集，随热空气一起被带出的酸溶性钛渣由装料抖收集。
采用前面描述的方法测定，本发明方法得到的酸溶性钛渣，特征在于酸溶性钛渣装入微波流化床后，酸溶性钛渣通过流化及微波同时作用，使酸溶性钛渣干燥更充分，大大提高干燥效率，并使酸溶性钛渣含水率在0.3%~0.5%范围内，脱水量在0.6kg/kw·h以上。能符合氯化法生产钛白粉时对酸溶性钛渣含水率的要求。
有益效果]
本发明采用流化作用及微波加热同时对高钛渣进行干燥，通过磁控管提供微波热源，流化作用使物料与空气的接触面积增大，同时使物料干燥更均匀，大大提高了干燥速率，降低了干燥周期，节约能源。经干燥后的酸溶性钛渣含水率在0.3%~0.5%范围内，脱水量在0.6kg/kw·h以上，能符合氯化法生产钛白粉时对高钛渣含水率的要求。
附图说明
图1是本发明中微波流化装置的结构示意图。
图中：1-进料口，2-流化床腔体，3-磁控管，4-出料口，5-加热器，6-出风口，7-旋风分离器，8-装料抖，9-红外测温仪，10-网筛，11-风机，12-进气口。
具体实施方式
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1：微波流化干燥酸溶性钛渣
该实施例的实施步骤如下：
a、加料
将含水率为1.8%，粒度为100目的酸溶性钛渣从加料口加入到微波流化床装置内，并控制酸溶性钛渣在腔体内的厚层为3.0cm，然后
b、启动微波流化床
打开电源、风机及加热器开关，并且打开流化床内的6个磁控管开关，每个磁控管的功率为5kw，发出微波辐射，并控制微波功率1000w、控制此时微波腔体中酸溶性钛渣的干燥温度为75℃、控制空气流量55m3/h，对物料进行微波流化干燥，然后
c、产物收集及计算
干燥结束后，待出口温度基本稳定时，干燥成品由出料口收集，出料口酸溶性钛渣的水分均在0.3%~0.5%，平均为0.33%，通过计算，微波流化干燥酸溶性钛渣，其脱水量为0.61kg/kw·h。热空气由出风口排出，随热空气一起被带出的物料将被装料抖收集。
采用前面描述的方法测定，本发明方法得到的酸溶性钛渣，特征在于酸溶性钛渣装入微波流化床后，酸溶性钛渣通过流化及微波同时作用，使高钛渣干燥更充分，大大提高干燥效率，并使酸溶性钛渣含水率在0.33%，脱水量在0.61kg/kw·h。能符合氯化法生产钛白粉时对酸溶性钛渣含水率的要求。
实施例2：微波流化干燥酸溶性钛渣
该实施例的实施步骤如下：
a、加料
将含水率为1.8%，粒度为140目的酸溶性钛渣从加料口加入到微波流化床装置内，并控制酸溶性钛渣在腔体内的厚层为3.5cm，然后
b、启动微波流化床
打开电源、风机及加热器开关，并且打开流化床内的6个磁控管开关，每个磁控管的功率为5kw，发出微波辐射，并控制微波功率1200w、控制此时微波腔体中酸溶性钛渣的干燥温度为77℃、控制空气流量55m3/h，对物料进行微波流化干燥，然后
c、产物收集及计算
干燥结束后，待出口温度基本稳定时，干燥成品由出料口收集，出料口酸溶性钛渣的水分均在0.3%~0.5%，平均为0.31%，通过计算，微波流化干燥酸溶性钛渣，其脱水量为0.68kg/kw·h。热空气由出风口排出，随热空气一起被带出的物料将被装料抖收集。
采用前面描述的方法测定，本发明方法得到的酸溶性钛渣，特征在于酸溶性钛渣装入微波流化床后，酸溶性钛渣通过流化及微波同时作用，使高钛渣干燥更充分，大大提高干燥效率，并使酸溶性钛渣含水率在0.31%，脱水量在0.68kg/kw·h。能符合氯化法生产钛白粉时对酸溶性钛渣含水率的要求。
实施例3：微波流化干燥酸溶性钛渣
该实施例的实施步骤如下：
a、加料
将含水率为2.0%，粒度为100目的高钛渣从加料口加入到微波流化床装置内，并控制酸溶性钛渣在腔体内的厚层为3.5cm，然后
b、启动微波流化床
打开电源、风机及加热器开关，并且打开流化床内的6个磁控管开关，每个磁控管的功率为5kw，发出微波辐射，并控制微波功率1200w、控制此时微波腔体中酸溶性钛渣的干燥温度为78℃、控制空气流量55m3/h，对物料进行微波流化干燥，然后
c、产物收集及计算
干燥结束后，待出口温度基本稳定时，干燥成品由出料口收集，出料口酸溶性钛渣的水分均在0.3%~0.5%，平均为0.35%，通过计算，微波流化干燥酸溶性钛渣，其脱水量为0.72kg/kw·h。热空气由出风口排出，随热空气一起被带出的物料将被装料抖收集。
采用前面描述的方法测定，本发明方法得到的酸溶性钛渣，特征在于酸溶性钛渣装入微波流化床后，酸溶性钛渣通过流化及微波同时作用，使高钛渣干燥更充分，大大提高干燥效率，并使酸溶性钛渣含水率在0.35%，脱水量在0.72kg/kw·h。能符合氯化法生产钛白粉时对酸溶性钛渣含水率的要求。
实施例4：微波流化干燥酸溶性钛渣
该实施例的实施步骤如下：
a、加料
将含水率为2.0%，粒度为120目的高钛渣从加料口加入到微波流化床装置内，并控制酸溶性钛渣在腔体内的厚层为3.5cm，然后
b、启动微波流化床
打开电源、风机及加热器开关，并且打开流化床内的6个磁控管开关，每个磁控管的功率为5kw，发出微波辐射，并控制微波功率1000w、控制此时微波腔体中酸溶性钛渣的干燥温度为74℃、控制空气流量55m3/h，对物料进行微波流化干燥，然后
c、产物收集及计算
干燥结束后，待出口温度基本稳定时，干燥成品由出料口收集，出料口酸溶性钛渣的水分均在0.3%~0.5%，平均为0.37%，通过计算，微波流化干燥酸溶性钛渣，其脱水量为0.69kg/kw·h。热空气由出风口排出，随热空气一起被带出的物料将被装料抖收集。
采用前面描述的方法测定，本发明方法得到的酸溶性钛渣，特征在于酸溶性钛渣装入微波流化床后，酸溶性钛渣通过流化及微波同时作用，使高钛渣干燥更充分，大大提高干燥效率，并使酸溶性钛渣含水率在0.37%，脱水量在0.69kg/kw·h。能符合氯化法生产钛白粉时对酸溶性钛渣含水率的要求。
对比实施例1：流化干燥酸溶性钛渣
该实施例的实施步骤如下：
a、加料
使用实施例1中的高钛渣
将含水率为1.8%，粒度为100目的高钛渣从加料口加入到流化床装置内，并控制酸溶性钛渣在腔体内的厚层为3.0cm，然后
b、启动流化床
打开电源、风机及加热器开关，使用电阻加热，并控制电阻功率为1000w、控制此时腔体中酸溶性钛渣的干燥温度为75℃、控制空气流量55m3/h，对物料进行电阻流化干燥，然后
c、产物收集及计算
干燥结束后，待出口温度基本稳定时，干燥成品由出料口收集，出料口酸溶性钛渣平均含水率为0.85%，通过计算，电阻流化干燥酸溶性钛渣，其脱水量为0.50kg/kw·h。热空气由出风口排出，随热空气一起被带出的物料将被装料抖收集。
采用前面描述的方法测定，本发明方法得到的酸溶性钛渣，酸溶性钛渣装入流化床后，酸溶性钛渣通过流化作用，使酸溶性钛渣干燥，并使酸溶性钛渣含水率降低并控制在0.85%，脱水量为0.50kg/kw·h，不符合氯化法生产钛白粉时对酸溶性钛渣含水率的要求。
对比实施例2：流化干燥酸溶性钛渣
该实施例的实施步骤如下：
a、加料
使用实施例2中的高钛渣
将含水率为1.8%，粒度为140目的高钛渣从加料口加入到流化床装置内，并控制酸溶性钛渣在腔体内的厚层为3.5cm，然后
b、启动流化床
打开电源、风机及加热器开关，使用电阻加热，并控制电阻功率为1200w、控制此时腔体中酸溶性钛渣的干燥温度为77℃、控制空气流量55m3/h，对物料进行电阻流化干燥，然后
c、产物收集及计算
干燥结束后，待出口温度基本稳定时，干燥成品由出料口收集，出料口酸溶性钛渣平均含水率为0.82%，通过计算，电阻流化干燥酸溶性钛渣，其脱水量为0.55kg/kw·h。热空气由出风口排出，随热空气一起被带出的物料将被装料抖收集。
采用前面描述的方法测定，本发明方法得到的酸溶性钛渣，酸溶性钛渣装入流化床后，酸溶性钛渣通过流化作用，使酸溶性钛渣干燥，并使酸溶性钛渣含水率降低并控制在0.82%，脱水量为0.55kg/kw·h，不符合氯化法生产钛白粉时对酸溶性钛渣含水率的要求。
对比实施例3：流化干燥酸溶性钛渣
该实施例的实施步骤如下：
a、加料
使用实施例3中的高钛渣
将含水率为2.0%，粒度为100目的高钛渣从加料口加入到流化床装置内，并控制酸溶性钛渣在腔体内的厚层为3.5cm，然后
b、启动流化床
打开电源、风机及加热器开关，使用电阻加热，并控制电阻功率为1200w、控制此时腔体中酸溶性钛渣的干燥温度为78℃、控制空气流量55m3/h，对物料进行微波流化干燥，然后
c、产物收集及计算
干燥结束后，待出口温度基本稳定时，干燥成品由出料口收集，出料口酸溶性钛渣平均含水率为0.88%，通过计算，电阻流化干燥酸溶性钛渣，其脱水量为0.56kg/kw·h。热空气由出风口排出，随热空气一起被带出的物料将被装料抖收集。
采用前面描述的方法测定，本发明方法得到的酸溶性钛渣，酸溶性钛渣装入流化床后，酸溶性钛渣通过流化作用，使酸溶性钛渣干燥，并使酸溶性钛渣含水率降低并控制在0.88%，脱水量为0.56kg/kw·h，不符合氯化法生产钛白粉时对酸溶性钛渣含水率的要求。