一种微波反应装置

1.本实用新型涉及一种微波反应装置，属于微波冶金技术领域。


背景技术：

2.微波强化在传统的冶金单元操作过程可以显著减少操作时间和提高效率，具有良好的经济价值和潜在的工业化前景，微波可以直接从矿石内部选择性加热矿物，加热过程可以控制，因此把微波加热应用于矿石的浸出是解决浸出率低和浸出时间长等问题的重要途径之一。现有的浸出方法包括酸浸和还原浸出。白云龙等（白云龙,王伟,谢锋,蒋开喜.黄铁矿对黄铜矿浸出的影响[j].有色金属(冶炼部分),2020(07):5
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10+40.）提出酸浸和还原浸出矿石的浸出并不完全，在浸出过程中还会导致矿石表面形成钝化层，从而影响有价金属元素的浸出。还原浸出还会导致还原剂利用不完全，增加了除杂的工序，以及浸出渣成分。
[0003]
微波加热具有穿透性加热，加热速度快、加热均匀、微波膨化等特点，在微波能进行微波加热时，物体各部位不论形状如何，通常都能均匀渗透微波产生热量，微波加热使被加热物体本身成为发热物体，称之为整体加热方式，不需要热传导的过程，因此能实现短时间内加热。微波加热时物体各部位不论形状如何，通常都能均匀渗透电磁波，以产生热量，介质材料加热的无效性大大改善。这样能不单更新反应界面，将有助于反应物转化成所需物相的效果。
[0004]
大量的研究表明，微波场辅助浸出矿石、工业废渣有良好的前景，郭庆等（郭庆,陈书文,张军红,何志军,胡国健,田晨.微波强化赤泥制备fe
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al基絮凝剂工艺研究[j].矿产综合利用,2019(04):117
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121+82.）提出微波可以在降低铁的溶出率的同时,提高了铝的溶出率。路雨禾等（路雨禾,谢锋,白云龙,李超,路殿坤,王伟,蒋开喜.微波活化预处理对黄铜矿加压浸出的影响[j].有色金属(冶炼部分),2019(10):1
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5.）提出微波活化预处理保温时间越长，活化效果越好，微波活化处理能导致部分cu
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fe
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s和fe
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s键的去稳定化，并能在黄铜矿表面生成局部细小的裂缝与孔洞，从而促进黄铜矿的浸出。微波活化可以提高铜的浸出并且抑制铁的浸出。
[0005]
许多微波装置用途单一、结构复杂、不能实时监控。现有的微波反应装置：专利申请号201420119393.3，公开冷凝装置和微波装置组合的反应装置，有机反应物通过蠕动泵进入微波反应腔的反应釜中，通过微波反应后，由微波加热成气体通过管道进入冷凝装置进行冷却得到所需要的物质，但只能用于有机物合成和蒸馏，用途单一。专利申请号为201620081953.x，公开将反应物置于烧瓶中，然后通过微波能使反应物反应，再利用微波加热使反应物汽化，气体进入分馏柱初步冷却后在进入冷凝管，冷凝后在通过分馏管进入烧瓶，很难实现物质的分离，虽然微波装置的整体结构简单，但只是一种循环加热的蒸馏装置，用途过于单一，且缺少搅拌装置，反应物很难完全利用。
[0006]
专利申请号为201620617446.3采用环形不锈钢电热丝加热，且没有恒温装置，会导致腔体温度迅速升温，而反应物受热不均。
[0007]
专利申请号为201720713963.5反应物通过两个进料管经蠕动泵进入微波腔体，由微波能辅助反应物反应，反应完全后在通过出料管到达接收装置中，可实现连续化反应，但装置的整体结构复杂，无法实现装置一体化。
[0008]
除上述介绍的各种微波反应装置外，还有许多微波装置需要改进开发，然而这些微波反应装置大多用途单一、结构复杂、不能实时监控、不能实现装置一体化等问题。因此，开发新的微波反应装置用于化学冶金、化学萃取、有机高分子合成已成为必然。


技术实现要素：

[0009]
针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种微波反应装置。本微波反应装置加热均匀、操作简单、周期短、装置一体化、实时监控反应釜的环境，同时可用于矿物浸出、溶液萃取、有机高分子合成加热中。本实用新型通过以下技术方案实现。
[0010]
一种微波反应装置，包括微波装置和反应系统，微波装置和反应系统为一体化的箱式结构；所述反应系统包括圆形三角凹槽底座11、四颈烧瓶12、球形冷凝管13、恒压滴液漏斗14、搅拌轴15、搅拌电机16和固定支架17，微波装置中的微波反应腔6内部底部中间位置设有圆形三角凹槽底座11，圆形三角凹槽底座11上安装四颈烧瓶12，四颈烧瓶12其中三个颈上分别安装有穿过微波装置中的微波反应腔6顶部的球形冷凝管13、恒压滴液漏斗14和搅拌轴15，搅拌轴15顶部连接搅拌电机16，搅拌轴15底部位于四颈烧瓶12中间位置设有搅拌叶20，球形冷凝管13、恒压滴液漏斗14、搅拌轴15上部通过固定支架17固定。
[0011]
所述球形冷凝管13为封闭球形冷凝管且恒压滴液漏斗14为敞开恒压滴液漏斗时，微波反应装置为矿物浸出和多组分溶液萃取装置。
[0012]
所述球形冷凝管13为敞开球形冷凝管且恒压滴液漏斗14为封闭恒压滴液漏斗时，微波反应装置为有机物合成装置。
[0013]
所述微波装置还包括箱式外部结构的把手1和炉门2，炉门2通过炉门扣3单侧开合且闭合时设有炉门联锁开关5，炉门2中间位置设有视屏窗4，箱式外部顶面上设有控制面板7、液晶屏9和电源开关10，箱式侧面设有与微波反应腔6相通的排气口19，微波反应腔6上设有微波发生器8，微波反应腔6内侧顶部设有摄像头21，四颈烧瓶12的第四个颈上安装温度传感器18，控制面板7、液晶屏9、电源开关10、微波发生器8、温度传感器18和摄像头21均与安装在箱式内部的微波控制器连接。
[0014]
所述圆形三角凹槽底座11为氧化铝陶瓷。
[0015]
所述四颈烧瓶12为石英材质。
[0016]
上述反应系统包括的部件均是可拆分连接的结构。
[0017]
本微波反应装置的工作原理为：
[0018]
当球形冷凝管13为封闭球形冷凝管且恒压滴液漏斗14为敞开恒压滴液漏斗时，控制微波反应温度和搅拌速度，对矿物浸出和多组分溶液萃取。当球形冷凝管13为敞开球形冷凝管且恒压滴液漏斗14为封闭恒压滴液漏斗时，敞开球形冷凝管上连接接收产物装置，控制微波反应温度和搅拌速度，进行有机物合成。
[0019]
本实用新型的有益效果是：本实用新型具有微波能具有加热均匀、操作简单、周期短等特点，能直接应用在矿物浸出、溶液萃取、有机高分子合成加热领域中，具有实际应用的意义。
附图说明
[0020]
图1是本实用新型微波反应装置结构示意图；
[0021]
图2是本实用新型圆形三角凹槽底座结构示意图；
[0022]
图3是本实用新型四颈烧瓶连接示意图。
[0023]
图中：1
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把手，2
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炉门，3
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炉门扣，4
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视屏窗，5
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炉门联锁开关，6
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微波反应腔，7
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控制面板，8
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微波发生器，9
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液晶屏，10
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电源开关，11
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圆形三角凹槽底座，12
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四颈烧瓶，13
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球形冷凝管，14
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恒压滴液漏斗，15
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搅拌轴，16
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搅拌电机，17
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固定支架，18
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温度传感器，19
‑
排气口，20
‑
搅拌叶，21
‑
摄像头。
具体实施方式
[0024]
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
[0025]
实施例1
[0026]
如图1至3所示，该微波反应装置，包括微波装置和反应系统，微波装置和反应系统为一体化的箱式结构；所述反应系统包括圆形三角凹槽底座11、四颈烧瓶12、球形冷凝管13、恒压滴液漏斗14、搅拌轴15、搅拌电机16和固定支架17，微波装置中的微波反应腔6内部底部中间位置设有圆形三角凹槽底座11，圆形三角凹槽底座11上安装四颈烧瓶12，四颈烧瓶12其中三个颈上分别安装有穿过微波装置中的微波反应腔6顶部的球形冷凝管13、恒压滴液漏斗14和搅拌轴15，搅拌轴15顶部连接搅拌电机16，搅拌轴15底部位于四颈烧瓶12中间位置设有搅拌叶20，球形冷凝管13、恒压滴液漏斗14、搅拌轴15上部通过固定支架17固定。
[0027]
其中球形冷凝管13为封闭球形冷凝管且恒压滴液漏斗14为敞开恒压滴液漏斗时，微波反应装置为矿物浸出和多组分溶液萃取装置；球形冷凝管13为敞开球形冷凝管且恒压滴液漏斗14为封闭恒压滴液漏斗时，微波反应装置为有机物合成装置。
[0028]
其中微波装置还包括箱式外部结构的把手1和炉门2，炉门2通过炉门扣3单侧开合且闭合时设有炉门联锁开关5，炉门2中间位置设有视屏窗4，箱式外部顶面上设有控制面板7、液晶屏9和电源开关10，箱式侧面设有与微波反应腔6相通的排气口19，微波反应腔6上设有微波发生器8，微波反应腔6内侧顶部设有摄像头21，四颈烧瓶12的第四个颈上安装温度传感器18，控制面板7、液晶屏9、电源开关10、微波发生器8、温度传感器18和摄像头21均与安装在箱式内部的微波控制器连接；圆形三角凹槽底座11为氧化铝陶瓷；四颈烧瓶12为石英材质。
[0029]
以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。