专利名称：一种堆浸铀矿石微波处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及到堆浸铀矿石微波处理设备，具体涉及到一种利用微波辐照增加铀矿石颗粒内的孔隙率、改善铀矿石颗粒内的渗透性、提高铀矿物的解离度，从而提高铀矿堆浸浸出率、缩短浸出周期的堆浸铀矿石微波处理设备。
背景技术：
堆浸是将溶浸液喷淋在矿石或废石堆上，在其向堆内渗流的过程中，选择性地溶解和浸出矿石或废石中的有用组分，使之转入溶浸液中，以便进一步提取或回收这种有用组分的一种方法。目前，堆浸是我国大规模处理贫矿、尾矿、废矿石等物料，提取铀、铜、金和银等金属的一种有效而又经济的方法。堆浸提铀工艺具有工艺简单、成本低等突出优点，已成为我国天然铀生产的主体工艺。实施堆浸时，为了保证堆浸铀矿堆的渗透性，须确保铀矿石有足够大的粒度，这样就使得大部分铀矿物赋存在铀矿石颗粒内部，溶浸液与堆浸铀矿石的化学反应及铀金属的迁移只能通过铀矿石颗粒内的孔隙来进行，导致堆浸工艺的浸出周期长。有些铀矿物还呈包裹状态，与外界不连通，导致溶浸液无法与之接触，因而无法浸出，导致堆浸工艺的浸出率低。因此，增加铀矿石颗粒内部的裂隙，改善铀矿石颗粒内部的渗透性，使溶浸液能与铀矿石颗粒内的铀矿物充分接触，是提高堆浸浸出率、缩短浸出周期的根本途径。国内外的大量研究表明，微波辐照对增加矿石颗粒内部的裂隙，改善矿石颗粒内部的渗透性具有显著的效果。微波辐照对铀矿石的作用体现在由于不同的矿物吸收微波的性能存在很大差异，因而利用微波辐照对其进行加热时，会呈现不同的加热速度。铀矿石中的浙青铀矿、钛铀矿、硫铁矿、硫钥矿等吸收微波能的性能强，其加热速度快，往往高达几十摄氏度每秒；而其中的脉石，如石英、方解石、白云石、重晶石等则不能吸收微波能，其加热速度仅为几摄氏度每分钟。由于不同矿物之间存在温度梯度，导致铀矿石颗粒内部产生较大的热应力差，加上各种矿物的热膨胀系数存在差异，致使矿石颗粒内部发生晶界断裂，原有裂隙扩展，从而增加了矿石颗粒内部的孔隙率、改善矿石颗粒内部的渗透性，这可进一步提高铀矿堆浸的浸出率、缩短浸出周期。目前，工业微波设备已经广泛用于食品、化工、医药、农副产品加工、干燥、杀菌和保鲜等领域。而在矿冶领域目前仅用于金属氧化矿物的微波加热碳热还原、硫化矿的微波加热浸出、红砷镍矿的微波辐射氧化脱砷等。采用这些传统的微波设备对堆浸矿石进行处理时，存在微波功率匹配差，微波反射耦合大，与矿石产生的热效应低等缺点，难以增加矿石颗粒内部的孔隙率，难以改善铀矿石颗粒内部的渗透性，也就难以提高堆浸的浸出率、缩短浸出周期。因此，亟须研发用来处理堆浸矿石的工业微波设备，尤其是亟须针对堆浸铀矿石的微波辐照特性，研制工业生产规模的堆浸铀矿石微波处理设备。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的是提供一种能增加铀矿石的孔隙率、改善矿石颗粒内部的渗透性、提高铀矿物的解离度，以提高铀矿堆浸浸出率、缩短浸出周期，从而提高铀矿堆浸的经济效益和资源回收率的堆浸铀矿石微波处理设备，以解决现有微波设备处理堆浸铀矿石所存在的问题。为了实现上述发明目的，本发明提供的堆浸铀矿石微波处理设备由16个微波单元1、物料输送系统2、支架3、测控温系统4和微波抑制器5组成。所述每个微波单元包括微波功率源和微波加热腔体两部分，其中，微波功率源由磁控管1.1和微波高压变压器1. 2组成；微波加热腔体由波导管1. 4、功率馈口1. 5、物料腔1. 6、排湿口1. 7、操作窗口1. 8和照明口1. 9组成。所述设备总长度为1950 cm，微波单元部分的总长度为1600 cm，共16个微波单元，从进料端开始，依次为微波单元①- ，微波功率在0-192 kW的范围内连续可调，物料传输速度在0-10 m/min的范围内连续可调，矿石处理量在12-16 t/h的范围内连续可调，能耗低于15 kff h/t矿石。见说明书附图1。所述每个磁控管都装配有I个微波高压变压器提供阳极高压，每3个微波高压变压器放在I个变压器油箱1. 3中，里面装满绝缘变压器油。变压器油箱的尺寸为长X宽X高=500 mm X 230 mm X 190 mm，油箱内的后侧面装有一个U型散热管，U形管的总长为870mm，宽为50 mm,厚为20 mm。见说明书附图2。所述微波功率源采用的磁控管为I kW连续波水冷磁控管；采用的微波高压变压器为重量为7. 5 kg全铜线圈变压器，其冷却方式为油浸水冷。所述16个微波单元的前8个微波单元①-⑧，每个均安装9个磁控管；后8个微波单元⑨- ，每个均安装15个磁控管。共192个磁控管。所述前8个微波单元 ①-⑧与后8个微波单元⑨- 的微波加热腔体采用不同
的波导管。前8个微波单元的微波加热腔体采用一次成型的长方体铝质波导管I，尺寸为长X宽X高=95. 3 mm X54. 6 mm X 90 mm，在长方体铝质波导管I的正面留有一个直径为I cm的圆形小孔安装磁控管，见说明书附图3。后8个微波单元的微波加热腔体采用四棱台不锈钢波导管II，底面为80 mmX80 mm的正方形,顶面为80 mmX60 mm的长方形；前后两面均为直角梯形，其顶宽为60 mm,底宽为80 mm,高为20 mm,左侧面与底面的夹角为45°，右侧面与底面垂直，在不锈钢波导管II的顶面留有一个直径为I cm的圆形小孔安装磁控管，见说明书附图4。所述前8个微波单元①-⑧与后8个微波单元⑨-⑩的微波加热腔体采用不同的功率馈口布置形式。对于前8个微波单元各自的微波加热腔体，均在其顶部设置9个功率馈口，分布在966 mmX862 mm的区域范围内，序号为1. 5. 1_1. 5. 9。每个功率馈口的尺寸均为95. 3 mm X 54. 6 mm,分 3 列排列，第一列为1. 5.1、1. 5. 2、1. 5. 3 号,第二列为1. 5. 4、1. 5. 5、1. 5. 6 号，第三列为1. 5. 7,1. 5. 8,1. 5. 9 号；其中，序号为1. 5. 1,1. 5. 3,1. 5. 5,1. 5. 8 的功率馈口为横向开口，序号为1.5. 2、1.5. 4、1.5. 6、1.5. 7、1.5. 9的功率馈口为纵向开口。位于腔体顶部第一列的1. 5.1、1. 5. 2、1. 5. 3，其左边距分别为128 mm、147 mm和128 mm，上边距分别为200 mm、426 mm和693 mm ;位于腔体顶部第二列的1. 5. 4、1. 5. 5、1. 5. 6，其左边距分别为452 mm、433 mm和452 mm，上边距分别为59 mm、325 mm和551 mm ;位于腔体顶部第三列的1. 5. 7、1. 5. 8、1. 5. 9，其左边距分别为733 mm、714 mm和733 mm，上边距分别为182mm、448 mm和674 mm。见说明书附图5。对于后8个微波单元各自的微波加热腔体，均在其顶部设置15个功率馈口，分布在966 mmX862 mm的区域范围内，序号为1. 5. 10-1. 5. 24。每个功率馈口的尺寸均为80mm X 60 mm,分 6 列排列，第一列为1. 5. 10、1. 5. 11、1. 5. 12 号,第二列为 1.5. 13 和 1.5. 14号，第三列为1.5. 15、1. 5. 16、1. 5. 17号，第四列为1.5. 18、1. 5. 19号，第五列为1.5. 20、1. 5. 21,1. 5. 22 号，第六列为1. 5. 23 和1. 5. 24 号；其中，序号为1. 5. 13,1. 5. 14,1. 5. 15、1. 5. 16,1. 5. 17,1. 5. 23,1. 5. 24 的功率馈口 为横向开口，序号为1. 5. 10,1. 5. 11,1. 5. 12、1. 5. 18、1. 5. 19、1. 5. 20、1. 5. 21、1. 5. 22 的功率馈口为纵向开口。序号为1. 5. 10、1. 5. 11、
1.5.12的功率馈口位于腔体顶部的第一列，其左边距分别为58 mm、88 mm和58 mm，上边距分别为88 mm、393 mm和700 mm ;序号为1. 5. 13、1. 5. 14的功率馈口位于腔体顶部的第二列,其左边距均为210 mm，上边距分别为241 mm和568 mm ;序号为1. 5. 15、1. 5. 16,1. 5. 17的功率馈口位于腔体顶部的第三列，其左边距均为364 mm，上边距分别为109 mm、393 mm和719 mm ;序号为1. 5. 18,1. 5. 19的功率馈口位于腔体顶部的第四列，其左边距分别为517mm和536 mm，上边距分别为242 mm和546 mm ;序号为1. 5. 20、1. 5. 21、1. 5. 22的功率馈口位于腔体顶部的第五列，其左边距分别为689 mm、671 mm和689 mm,上边距分别为88 mm、395 mm和700 mm ;序号为1. 5. 23,1. 5. 24的功率馈口位于腔体顶部的第六列，其左边距均为822 mm，上边距分别为261 mm和546 mm。见说明书附图6。所述前8个微波单元①-⑧与后8个微波单元⑨-⑩的微波加热腔体采用不同的磁控管和波导管安装方式。前8个微波单元的磁控管安装在波导管I1. 4.1带磁控管安装孔的面，即95. 3 mmX90 mm的面，磁控管与功率馈口的距离为30 mm。其中，在序号为1. 5.1和1.5. 5的功率馈口，波导管I的留有磁控管安装孔的面朝后；在序号为1.5. 2、1. 5. 6和1. 5. 7的功率馈口，波导管I的留有磁控管安装孔的面朝左；在序号为1. 5. 3和1. 5. 8的功率馈口，波导管I的留有磁控管安装孔的面朝前；在序号为1. 5. 4和1. 5. 9的功率馈口，波导管I的留有磁控管安装孔的面朝右。见说明书附图7。后8个微波单元的磁控管安装在波导管的顶面，安装时，波导管II1. 4. 2的顶面须与功率馈口在竖直方向完全重合。其中，在序号为1. 5. 10,1. 5. 12,1. 5. 18、和1. 5. 21的功率馈口，波导管II的45°的斜面朝右；在序号为1.5. 14,1.5. 15,1.5. 17和1. 5. 23功率馈口，波导管II的45°的斜面朝后；在序号为1.5. 11U.5. 19、1.5. 20和1.5. 22功率馈口，波导管II的45°的斜面朝左；在序号为1. 5. 13、1. 5. 16和1. 5. 24功率馈口，波导管II的45°的斜面朝前。见说明书附图8。所有波导管均采用碰焊的形式和微波加热箱连接，取消螺丝连接，保证腔顶面是平整的。所述16个微波单元的物料腔尺寸均为长X宽X高=966 mmX862 mmX545mm，该尺寸既保证了腔体内有足够大的功率密度，又保证了腔体内微波的均匀性。序号为1. 6. 1,1. 6. 3,1. 6. 5,1. 6. 7,1. 6. 9,1. 6. 11,1. 6. 13,1. 6. 15 的物料腔的正面设计有 600mmX 200 mm的排湿口，其中布满孔径为4 mm、间距为2 mm的圆形小孔,排湿口左右边距均为 183 mm，上下边距分别为 94 mm 和 249 mm。序号为1. 6. 2、1. 6. 4、1. 6. 6、1. 6. 8、1. 6. 10、
1.6.12、1. 6. 14、1. 6. 16的物料腔的正面设计有410 mmX249 mm操作窗口，操作窗口上装有门开关，门打开微波发生器即停止发射微波，操作窗口的左右边距均为278 mm，上边距为294 mm。见说明书附图1。
所述16个微波单元的物料腔的顶面均设计有两个直径为70 mm的照明口，照明口中布满孔径为4 mm、间距为I mm的圆形小孔。对于前8个微波单元，照明口位于序号为1. 5.1和1. 5. 2的两功率馈口之间以及序号为1. 5. 2和1. 5. 3的两功率馈口之间；对于后8个微波单元，照明口位于序号为1. 5. 10和1. 5. 11的两功率馈口之间以及序号为1. 5. 11和1.5.12的两功率馈口之间。见说明书附图5和附图6。所述物料输送系统由进料装置、输送带、自动纠偏装置、滚轴、电机和出料装置组成。进料装置由支架和进料斗组成，进料斗顶面尺寸为960 mmX300 mm，底面尺寸为550mmX 110 mm,高为550 mm,正面留有距底面高度为50 mm的出口，且安装有一块可上下移动的挡板，用来调节出口的高度，以控制出料的厚度，见说明书附图9。输送带采用耐高温而又不吸收微波的凯夫拉带，输送带两侧设置导带装置，底部配有高温微波专用托架，使得带面呈凹面形式，防止物料溢出。输送带的厚度为I mm，宽度为700 mm。自动纠偏装置的换向架机头安装有光电自动纠偏机构，将输送带在滚筒上的跑偏量控制在5 mm以内；主包胶滚筒下面匹配可调节的压滚筒，防止输送带打滑和张紧。电机的功率为2. 2 kW，可使皮带传输速度在0-10 m/min的范围内连续可调。见说明书附图1。整套设备设计有10个支架，其中物料输送系统设2个支架，微波单元设8个支架，每两个微波单元共I个支架，以便于安装和拆卸，见说明书附图1。整套设备设计有5个红外测温探头，分别位于序号为1. 6. 3、1. 6. 6、1. 6. 9、1. 6. 12和1. 6. 15的微波单元的物料腔中，当某一测温点的温度超过设定值时，设备报警并停止相应加热控制回路，其它回路继续加热，测量温度的误差不超过1°C，见说明书附图1。整套设备设计有2个微波抑制器，分别位于最前面的微波单元①的进料口和最后面的微波单元 的出料口，尺寸为920 mm X820 mmXllO mm，中间留有50 mm的开口以便物料从微波抑制器中通过，见说明书附图10。微波抑制器的内部由特殊吸波材料、长梳状抑制片、短梳状抑制片、窄波导型抑制盒、宽波导型抑制盒、壳体和耐温防尘装置组成，见说明书附图11。特殊吸波材料可为高纯石墨介质材料，整套设备的微波泄漏小于I mW/cm2。本发明提供的堆浸铀矿石微波处理设备可用于处理堆浸铀矿石，同时也适用于堆浸金矿石、堆浸铜矿石以及其他堆浸矿石的处理，并能在增加矿石颗粒的孔隙率、改善矿石颗粒内部的渗透性，提高有用矿物的解离度，提高浸出率，缩短浸出周期等方面收到明显效果。与现有的微波设备相比，本发明提供的堆浸铀矿石微波处理设备具有微波功率与铀矿石匹配好、能耗低、处理量大、物料输送稳定、微波泄漏小、铀矿石孔隙率和铀矿物解离度高、浸出率高、浸出周期短等诸多优点。以下结合说明书附图进一步说明本发明专利的具体实施方式
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图1堆浸铀矿石微波处理设备示意图；图2微波高压变压器油箱结构示意图；图3前8个微波单元的波导管示意图；图4后8个微波单元的波导管示意图；图5前8个微波单元的功率馈口示意图6后8个微波单元的功率馈口示意图；图7前8个微波单元的磁控管和微波功率馈口安装示意图；图8后8个微波单元的磁控管和微波功率馈口安装示意图；图9进料斗结构示意图；图10微波抑制器形状示意图；图11微波抑制器内部结构示意图。
具体实施例方式实施例1 :一种堆浸铀矿石微波处理设备，由16个微波单元1(①- )、物料输送系统2、支架3、测控温系统4和微波抑制器5组成。设备总长度为1950 cm，微波单元部分的总长度为1600 cm，共16个微波单元，从进料端开始，依次为微波单元①- ，每个微波单元都由微波功率源和微波加热腔体两部分组成。微波功率源由磁控管1.1和微波高压变压器1. 2两部分组成；微波加热腔体由波导管1. 4、功率馈口1. 5、物料腔1. 6、排湿口 1.7、操作窗口1. 8和照明口1. 9组成。微波功率源采用的磁控管为I kW的连续波水冷磁控管1.1 ;采用的微波高压变压器1. 2为重量为7. 5 kg全铜线圈变压器，其冷却方式为油浸水冷。前8个微波单元每个均安装9个磁控管1. 1，后8个微波单元每个均安装15个磁控管1. 1，共192个磁控管1.1。每I个磁控管1.1都装配有I个微波高压变压器1. 2提供阳极高压，每3个微波高压变压器放在I个变压器油箱1. 3中，里面装满绝缘变压器油。变压器油箱1. 3的尺寸为长X宽X高=500 mm X 230 mm X 190 mm，油箱的后侧内面装有一个U型散热管1. 3.1, U形管的总长为870 mm,宽为50 mm,厚为20 mm。前8个微波单元①-⑧与后8个微波单元⑨-⑩的微波加热腔体采用不同的波导管1. 4。前8个微波单元的微波加热腔体采用一次成型的长方体铝质波导管I，尺寸为长X宽X高=95. 3 mm X 54. 6 mm X90 mm,在招质波导管I的正面留有一个直径为I cm的圆形小孔1. 4.1. 1，用于安装磁控管。后8个微波单元的微波加热腔体采用四棱台不锈钢波导管II，底面为80 mmX80 mm的正方形,顶面为80 mmX60 mm的长方形；前后两面均为直角梯形，其顶宽为60 mm，底宽为80 mm，高为20 mm，左侧面与底面的夹角为45°，右侧面与底面垂直，在不锈钢波导管II的顶面留有一个直径为I cm的圆形小孔1.4. 2. 1，用于安装磁控管。前8个微波单元①-⑧与后8个微波单元⑨-⑩的微波加热腔体采用不同的功率馈口布置形式。对于前8个微波单元各自的微波加热腔体，均在其顶部设置9个功率馈口，分布在966 mmX862 mm的区域范围内，序号为1. 5. 1-1. 5. 9，每个功率馈口的尺寸均为95. 3mm X 54. 6 mm,分 3 列排列，第一列为1. 5.1、1. 5. 2、1. 5. 3 号,第二列为1. 5. 4、1. 5. 5、1. 5. 6号,第三列为1. 5. 7,1. 5. 8,1. 5. 9号。其中，序号为1. 5. 1,1. 5. 3,1. 5. 5,1. 5. 8的功率馈口为横向开口，序号为1.5. 2、1.5. 4、1.5. 6、1.5. 7、1.5. 9的功率馈口为纵向开口。位于腔体顶部第一列的1. 5. 1,1. 5. 2,1. 5. 3，其左边距分别为128 mm、147 mm和128 mm，上边距分别为200 mm、426 mm和693 mm ;位于腔体顶部第二列的1. 5. 4、1. 5. 5、1. 5. 6，其左边距分别为452 mm、433 mm和452 mm，上边距分别为59 mm、325 mm和551 mm ;位于腔体顶部第三列的1. 5. 7、1. 5. 8、1. 5. 9，其左边距分别为 733 mm、714 mm 和 733 mm，上边距分别为 182 mm、448mm 和 674 mm。
对于后8个微波单元各自的微波加热腔体，均在其顶部设置15个功率馈口，分布在966 mmX862 mm的区域范围内，序号为1. 5. 10-1. 5. 24，每个功率馈口的尺寸均为80mm X 60 mm,分 6 列排列，第一列为1. 5. 10、1. 5. 11、1. 5. 12 号,第二列为 1.5. 13 和 1.5. 14号，第三列为1.5. 15、1. 5. 16、1. 5. 17号，第四列为1.5. 18、1. 5. 19号，第五列为1.5. 20、1. 5. 21,1. 5. 22 号，第六列为1. 5. 23 和1. 5. 24 号。其中，序号为1. 5. 13,1. 5. 14,1. 5. 15、1. 5. 16,1. 5. 17,1. 5. 23,1. 5. 24 的功率馈口 为横向开口，序号为1. 5. 10,1. 5. 11,1. 5. 12、1.5. 18、1. 5. 19、1. 5. 20、1. 5. 21、1. 5. 22 的功率馈口为纵向开口。序号为1. 5. 10、1. 5. 11、
1.5.12的功率馈口位于腔体顶部的第一列，其左边距分别为58 mm、88 mm和58 mm，上边距分别为88 mm、393 mm和700 mm ;序号为1. 5. 13、1. 5. 14的功率馈口位于腔体顶部的第二列,其左边距均为210 mm，上边距分别为241 mm和568 mm ;序号为1. 5. 15、1. 5. 16,1. 5. 17的功率馈口位于腔体顶部的第三列，其左边距均为364 mm，上边距分别为109 mm、393 mm和719 mm ;序号为1. 5. 18,1. 5. 19的功率馈口位于腔体顶部的第四列，其左边距分别为517mm和536 mm，上边距分别为242 mm和546 mm ;序号为1. 5. 20、1. 5. 21、1. 5. 22的功率馈口位于腔体顶部的第五列，其左边距分别为689 mm、671 mm和689 mm,上边距分别为88 mm、395 mm和700 mm ;序号为1. 5. 23,1. 5. 24的功率馈口位于腔体顶部的第六列，其左边距均为822臟，上边距分别为261臟和546臟。前8个微波单元①-⑧与后8个微波单元⑨-⑩的微波加热腔体采用的磁控管和波导管的安装方式不同。前8个微波单元的磁控管1.1安装在波导管I1. 4.1的带磁控管安装孔的面上，即95. 3 mmX90 mm的面，磁控管1.1与功率馈口(1. 5. 1-1. 5. 9)的距离为30 mm。其中，在序号为1.5.1和1.5. 5的功率馈口，波导管I的留有磁控管安装孔
I1. 4.1.1的面朝后；在序号为1. 5. 2、1. 5. 6和1. 5. 7的功率馈口，波导管I的留有磁控管安装孔I1. 4.1.1的面朝左；在序号为1. 5. 3和1. 5. 8的功率馈口，波导管I的留有磁控管安装孔I1. 4.1.1的面朝前；在序号为1. 5. 4和1. 5. 9的功率馈口，波导管I的留有磁控管安装孔I 1.4.1.1的面朝右。后8个微波单元的磁控管1.1安装在波导管II 1.4.2的带磁控管安装孔
II1.4. 2.1的顶面上，安装时，波导管II的顶面须与功率馈口(1.5. 10-1.5.24)在竖直方向完全重叠。其中，在序号为1. 5. 10,1. 5. 12,1. 5. 18、和1. 5. 21的功率馈口，波导管II的45°的斜面朝右；在序号为1.5. 14,1.5. 15,1.5. 17和1.5.23的功率馈口，波导管II的45°的斜面朝后；在序号为1.5. 11、1. 5. 19、1.5. 20和1.5.22的功率馈口，波导管II的45°的斜面朝左；在序号为1. 5. 13、1. 5. 16和1. 5. 24的功率馈口，波导管II的45°的斜面朝前。所有波导管均采用碰焊与微波加热腔体连接，以保证腔顶面是平整的。16个微波单元的物料腔1. 6的尺寸均为长X宽X高=966 mmX862 mmX545mm。序号为1. 6. 1、1. 6. 3、1. 6. 5、1. 6. 7、1. 6. 9、1. 6. 11,1. 6. 13,1. 6. 15 的物料腔的正面设计有600 mmX200 mm的排湿口1. 7，其中布满孔径为4 mm、间距为2 mm的圆形小孔1. 7. 1，排湿口1. 7左右边距均为183臟，上下边距分别为94臟和249臟。序号为1. 6. 2、1. 6. 4、1.6. 6,1. 6. 8,1. 6. 10,1. 6. 12,1. 6. 14,1. 6. 16 的物料腔的正面设计有410 mmX249 mm操作窗口1. 8，操作窗口上装有门开关，打开门，微波发生器即停止发射微波，操作窗口1. 8的左右边距均为278謹，上边距为294謹。16个微波单元的物料腔的顶面均设计有两个直径为70 mm的照明口1. 9，其中布满孔径为4 mm、间距为I mm的圆形小孔1. 9.1。对于前8个微波单元，照明口1. 9位于序号为1. 5.1和1. 5. 2的两功率馈口之间以及序号为1. 5. 2和1. 5. 3的两功率馈口之间；对于后8个微波单元，照明口 1.9位于序号为1.5. 10和1.5. 11的两功率馈口之间以及序号为1. 5. 11和1. 5. 12的两功率馈口之间。物料输送系统2由进料装置2.1、输送带2. 2、自动纠偏装置2. 3、滚轴2. 4、电机
2.5和出料装置2. 6组成。进料装置由支架2.1.1和进料斗2.1. 2组成，进料斗2.1. 2顶面尺寸为960 mmX 300 mm,底面尺寸为550 mmXllO mm,高为550 mm，正面留有距底面高度为50 mm的出口，且安装有一块可上下移动的挡板2. 1.2. 1，用来调节出口的高度，以控制进料斗出料的厚度。输送带2. 2采用的是厚I _、宽700 mm的凯芙拉带。自动纠偏装置2. 3的换向架机头安装有光电自动纠偏结构，将输送带在滚筒上的跑偏量控制在5 mm以内。主包胶滚筒2. 4.1下面配置有可调节输送带张紧度的压滚筒2. 4. 2，用于防止输送带打滑和张紧。电机2. 5的功率为2. 2 kW，可使输送带2. 2的传输速度在0-10 m/min的范围内连续可调。整套设备设计有10个支架3，其中物料输送系统2个支架3.1和3. 10，微波单元8个支架3. 2-3. 9，每两个微波单元共I个支架，以便于安装和拆卸。整套设备设计有测控温系统4，由5个红外测温探头组成，序号分别为4. 1,4. 2、
4.3、4. 4和4. 5，分别位于序号为1. 6. 3、1. 6. 6、1. 6. 9、1. 6. 12和1. 6. 15的微波单元的物料腔中，当某一测温点的温度超过设定值时，设备报警并停止相应加热控制回路，其它回路继续加热，测量温度的误差不超过rc。整套设备设计有2个微波抑制器5，分别位于第一个微波单元①的进料口和最后一个微波单元 的出料口，尺寸为920 mm X 820 mmXllO mm，中间留有50 mm的开口以便物料从微波抑制器中通过。微波抑制器5由特殊吸波材料5.1、长梳状抑制片5. 2、短梳状抑制片5. 3、窄波导型抑制盒5. 4、宽波导型抑制盒5. 5、壳体5. 6和耐温防尘装置5. 7组成。特殊吸波材料5.1最好为高纯石墨介质材料，整套设备的微波泄漏小于I mW/cm2。微波抑制器5的加工是很重要的环节，抑制器内没有卫生死角，长梳状抑制片、短梳状抑制片、窄波导型抑制盒、宽波导型抑制盒，均有精准的加工尺寸，且须无毛刺，铆接时，长梳状抑制片和短梳状抑制片的位置要相互错开。整个设备采用数控加工。先用数控冲床下料、冲孔、冲槽、切边、去角，确保各个部件的尺寸及相互间的尺寸准确；再进行划线，去毛刺、倒角；随后采用数控折弯机折弯成型，保证每边折弯角度为90° ;再采用氩弧焊接，并对表面做打磨抛光拉丝处理；最后进行总体装配。以上仅仅是本发明的较佳实施方式。根据本发明的上述构思，本领域的熟练人员还可以对此作出各种修改和变换。例如，对磁控管的功率大小、操作窗口、排湿口的尺寸和位置进行调整、对波导管的材质进行改变、对加工工艺进行改善，以及将本发明用于堆浸金矿石、堆浸铜矿石以及其它堆浸矿石的处理等等。然而，这些类似的变换和修改，均属于本发明的实质。
权利要求
1.一种堆浸铀矿石微波处理设备，包括16个微波单元(I)、物料输送系统(2)、支架(3)、测控温系统(4)和微波抑制器(5)，其特征在于 每个微波单元包括微波功率源和微波加热腔体两部分，其中，微波功率源由磁控管(1. D和微波高压变压器(1. 2)两部分组成；微波加热腔体由波导管(1. 4)、功率馈口(1. 5)、物料腔(1. 6)、排湿口(1. 7)、操作窗口(1. 8)和照明口(1. 9)组成； 所述16个微波单元，从进料端开始，依次为微波单元 ，前8个微波单元每个均安装9个磁控管，后8个微波单元每个均安装15个磁控管，共192个磁控管； 每个磁控管都装配有I个微波高压变压器提供阳极高压，变压器的冷却方式为油浸水冷，每3个微波高压变压器放在I个变压器油箱(1. 3)中，里面装满绝缘的变压器油，变压器油箱的后侧内面装有一个U型散热管； 前8个微波单元与后8个微波单元采用不同的波导管，前8个微波单元的微波加热腔体采用一次成型的长方体铝质波导管I，在长方体铝质波导管I的正面留有一个直径为Icm的圆形小孔安装磁控管，后8个微波单元的微波加热腔体采用四棱台形的不锈钢波导管II，在不锈钢波导管II的顶面留有一个直径为I cm的圆形小孔安装磁控管； 微波功率在0-192 kW范围内连续可调，物料传输速度在0-10 m/min连续可调，矿石处理量在12-16 t/h范围内连续可调，能耗低于15 kff h/t矿石。
2.根据权利要求1所述的一种堆浸铀矿石微波处理设备，其特征在于，前8个微波单元与后8个微波单元采用不同的功率馈口及布置形式， 前8个微波单元各自的微波加热腔体，均在其顶部设置9个功率馈口，其序号为1. 5. 1-1. 5. 9,分 3 列排列，第一列为1. 5.1、1. 5. 2、1. 5. 3,第二列为1. 5. 4、1. 5. 5、1. 5. 6,第三列为1. 5. 7,1. 5. 8,1. 5. 9，其中，序号为1. 5. 1,1. 5. 3,1. 5. 5,1. 5. 8的功率馈口为横向开口，序号为1. 5. 2,1. 5. 4,1. 5. 6,1. 5. 7,1. 5. 9 的功率馈口为纵向开口 ； 后8个微波单元各自的微波加热腔体，均在其顶部设置15个功率馈口，其序号为1. 5. 10-1. 5. 24,分 6 列排列，第一列为 1.5. 10、1. 5. 11、1. 5. 12 号，第二列为 1.5. 13 和1. 5. 14号，第三列为1.5. 15、1. 5. 16、1. 5. 17号，第四列为1.5. 18、1. 5. 19号，第五列为1. 5. 20,1. 5. 21,1. 5. 22 号，第六列为1. 5. 23 和1. 5. 24 号，其中，序号为1. 5. 13,1. 5. 14、1. 5. 15,1. 5. 16,1. 5. 17,1. 5. 23,1. 5. 24 的功率馈口为横向开口，序号为1. 5. 10,1. 5. 11、1. 5. 12、1. 5. 18、1. 5. 19、1. 5. 20、1. 5. 21、1. 5. 22 的功率馈口为纵向开口。
3.根据权利要求1所述的一种堆浸铀矿石微波处理设备，其特征在于，前8个微波单元与后8个微波单元采用不同的磁控管和波导管安装方式， 前8个微波单元的磁控管安装在波导管的留有磁控管安装孔的面上，其中，在序号为1.5.1和1.5. 5的功率馈口，波导管上留有磁控管安装孔的面朝后；在序号为1.5. 2、1. 5. 6和1. 5. 7的功率馈口，波导管上留有磁控管安装孔的面朝左；在序号为1. 5. 3和1. 5. 8的功率馈口，波导管上留有磁控管安装孔的面朝前；在序号为1. 5. 4和1.5.9的功率馈口，波导管上留有磁控管安装孔的面朝右； 后8个微波单元的磁控管安装在波导管的留有磁控管安装孔的顶面上，安装时，波导管的顶面须与功率馈口在竖直方向完全重合，其中，在序号为1.5. 10,1.5. 12,1.5. 18、和1.5.21的功率馈口，波导管的45°的斜面朝右；在序号为1.5. 14,1.5. 15,1.5. 17和`1.5.23功率馈口，波导管的45°的斜面朝后；在序号为1.5. 11,1. 5. 19、1.5. 20和1.5.22功率馈口，波导管的45°的斜面朝左；在序号为1.5. 13,1.5. 16和1.5. 24功率馈口，波导管的45°的斜面朝前。
4.根据权利要求1所述的一种堆浸铀矿石微波处理设备，其特征在于，在序号为1. 6.1、1. 6. 3、1. 6. 5、1. 6. 7、1. 6. 9、1. 6. 11、1. 6. 13、1. 6. 15 的物料腔的正面均设计有排湿口，排湿口中布满圆形小孔。
5.根据权利要求1所述的一种堆浸铀矿石微波处理设备，其特征在于，在序号为1. 6. 2、1. 6. 4、1. 6. 6、`1. 6. 8、1. 6. 10、1. 6. 12、1. 6. 14、1. 6. 16 的物料腔的正面均设计有操作窗口，操作窗口上装有门开关，打开门，微波发生器即停止发射微波。
6.根据权利要求1所述的一种堆浸铀矿石微波处理设备，其特征在于，16个微波单兀的物料腔的顶面均设计有两个布满孔圆形小孔的照明口 ；对于前8个微波单元，照明口位于序号为1. 5.1和1. 5. 2的两功率馈口之间以及序号为1. 5. 2和1. 5. 3的两功率馈口之间；对于后8个微波单元，照明口位于序号为1.5. 10和1.5. 11的两功率馈口之间以及序号为1. 5. 11和1. 5. 12的两功率馈口之间。
7.根据权利要求1所述的一种堆浸铀矿石微波处理设备，其特征在于，物料输送系统包括进料装置、输送带、自动纠偏装置、滚轴、电机和出料装置，进料装置由支架和进料斗组成，整个进料斗正面留有出口，且安装有一块可上下移动的挡板，用来调节出口的高度，以控制出料的厚度；输送带采用凯芙拉带；自动纠偏装置的换向架机头安装有光电自动纠偏结构，将输送带在滚筒上的跑偏量控制在5_以内；主包胶滚筒下面配置有可调节输送带张紧度的压滚筒，用于防止输送带打滑和张紧；电机的功率为2. 2 kW，可使皮带传输速度在`0-10 m/min的范围内连续可调。
8.根据权利要求1所述的一种堆浸铀矿石微波处理设备，其特征在于，整套设备设有`10个支架，其中物料输送系统设2个支架，微波单元设8个支架，每两个微波单元共用I个支架，便于安装和拆卸。
9.根据权利要求1所述的一种堆浸铀矿石微波处理设备，其特征在于，整套设备设有5个红外测温探头，分别位于序号为1. 6. 3、1. 6. 6、1. 6. 9、1. 6. 12和1. 6. 15的物料腔中，当某一测温点的温度超过设定值时，设备报警并停止相应加热控制回路，其它回路继续加热，测量温度的误差不超过rc。
10.根据权利要求1所述的一种堆浸铀矿石微波处理设备，其特征在于，整个设备设有`2个微波抑制器，分别位于第一个微波单元的进料口和最后一个微波单元的出料口，微波抑制器的内部包括吸波材料、长梳状抑制片、短梳状抑制片、窄波导型抑制盒、宽波导型抑制盒、壳体和耐温防尘装置，吸波材料可为高纯石墨介质材料，整套设备的微波泄漏小于ImW/cm 全文摘要
本发明公开了一种堆浸铀矿石微波处理设备。该设备采用微波对堆浸铀矿石进行辐照，由于铀矿石颗粒内的不同矿物的微波升温效应存在差异，因而使得它们之间出现热应力差，造成它们的晶界断裂和颗粒内的裂隙扩展，从而增加铀矿石颗粒的孔隙率，改善其内部的渗透性，提高铀矿物的解离度，提高铀矿堆浸的浸出率，缩短浸出周期。整套设备包括16个微波单元、物料输送系统、支架、测控温系统和微波抑制器。采用该设备对堆浸铀矿石进行处理，具有微波功率与铀矿石匹配好、处理能耗低、处理量大、物料输送稳定、微波泄漏小、铀矿石孔隙率和铀矿物解离度进一步增加、浸出率进一步提高、浸出周期缩短等多重优点。该设备也适用于堆浸金矿石、堆浸铜矿石以及其他堆浸矿石的处理，并能在增加矿石颗粒的孔隙率、改善矿石颗粒内部的渗透性，提高有用矿物的解离度，提高浸出率，缩短浸出周期等方面收到明显效果。
文档编号H05B6/78GK103068088SQ20121055241
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者丁德馨, 胡南, 李广悦, 陈文光, 戴四元, 叶勇军, 王永东 申请人:南华大学