一種用于生產輕燒氧化鎂的內燃氣燒豎窯及方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于生產輕燒氧化鎂的內燃氣燒豎窯，所述豎窯的爐體從上到下包括預熱段、恒溫段和冷卻段，所述爐體的中部恒溫段呈鼓形凸起，恒溫段的中心設置有內筒燃燒器，所述內筒燃燒器呈錐形并且頂端和底部分別通過十字供臺與爐壁相結合；在所述爐體下部的冷卻段上部側面設有燃氣進口，在所述冷卻段下部側面設有空氣進口。本發明的方法包括以下步驟：將粒徑范圍為30～80mm菱鎂礦原料置入所述豎窯中，經過250～300℃左右的煙氣進行干燥預熱20min；然后在900～1100℃溫度下煅燒30～45min；在所述豎窯的空氣進口鼓入助燃空氣；冷卻后的物料溫度為150～200℃，由爐底出料口排出爐膛。本發明的豎窯及生產方法的能耗低、熱利用率高、產品附加值高，得到的產品活性好。
【專利說明】一種用于生產輕燒氧化鎂的內燃氣燒豎窯及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及有色金屬冶煉【技術領域】，尤其涉及一種用于生產輕燒氧化鎂的內燃氣燒豎窯及方法。
【背景技術】
[0002]中國是世界上菱鎂礦資源最為豐富的國家，總保有儲量礦石30億噸，居世界第一位。其中，遼寧菱鎂礦儲量最為豐富，占全國的85.6%，主要集中在大石橋、海城一帶。菱鎂礦是制取鎂化合物的主要原料，輕燒鎂是由菱鎂礦煅燒所得，被廣泛用于建材、化工、冶金、醫藥等多個領域，是生產防火板、輕質隔墻板、硫酸鎂、造紙、除硫工藝、鋼廠護爐濺渣等的理想材料，也是制取重燒鎂、高純鎂砂和電熔鎂的原料。
[0003]現有用于生產輕燒鎂的爐窯是由鋼外殼和耐火磚內襯組成的傳統豎窯或者只有耐火磚堆砌而成的土窯，生產過程中，將煤和大塊石料層鋪式裝料由窯頂置入窯中，空氣由窯的下部導入，原 料塊借重力逐漸下移，煅燒一定的時間即得輕燒鎂產品，由爐低卸出，產品質量無法保證。
[0004]此種爐窯生產輕燒鎂存在很多弊端:(I)原料利用率不高，入料粒度大多為100?300mm的塊料，這種情況不僅造成粉料的浪費，在生產過程中，由于粒度大，傳熱不均勻，經常出現局部欠燒現象，造成資源浪費和產品質量下降，且能耗過高；(2)因爐內煤炭的燃燒靠爐底吸入的自然風量助燃，難以保證煤充分燃燒所需的氧氣，會造成煤的不完全燃燒，或因煤量偏低，形成過剩燃燒，造成局部高溫現象，使物料局部過燒；(3)自動化程度低，環境污染嚴重。主要體現在粉塵和煙氣的無組織排放，不僅污染周邊環境，還對當地的居民和工作人員造成健康傷害；(4)主要體現在產品輕燒鎂含量低，活性不高，產品附加值不高。
[0005]現有輕燒鎂行業以工藝也比較落后，以小規模生產為主，入料粒度大多為100?300_的塊料，直接放置豎窯中煅燒1.5?2h，等冷卻后即得到產品，由于粒度大，傳熱不均勻，經常出現欠燒現象，同時大量的粉料被廢棄，造成環境污染，資源利用率不高。由于上述粗放的生產工藝，導致輕燒鎂產品含量低，活性低，產品附加值低，浪費了品質優良的菱鎂礦資源，同時生產過程中能耗高，不注重余熱的回收利用。
【發明內容】
[0006]本發明的目的就是針對現有技術存在的問題，提供一種用于生產輕燒氧化鎂的內燃氣燒豎窯及方法。
[0007]上述目的是通過下述方案實現的:
一種用于生產輕燒氧化鎂的內燃氣燒豎窯，其特征在于，所述豎窯的爐體從上到下包括預熱段、恒溫段和冷卻段，所述爐體的頂部設有料倉，所述料倉下方設有布料器，所述爐體頂部側面設有煙氣出口，所述爐體底部設有出料口 ；所述爐體內襯耐火磚，所述耐火磚與所述爐體的外殼間填充有纖維氈；所述爐體的中部恒溫段呈鼓形凸起，恒溫段的中心設置有內筒燃燒器，所述內筒燃燒器呈錐形并且頂端和底部分別通過十字供臺與爐壁相結合；在所述爐體下部的冷卻段上部側面設有燃氣進口，在所述冷卻段下部側面設有空氣進口。
[0008]根據上述的豎窯，其特征在于，所述爐體的外殼是由普通鋼板焊制的圓筒。
[0009]根據上述的豎窯，其特征在于，所述空氣進口通過管道連接爐體內的塔形布風器。
[0010]一種使用上述的豎窯生產輕燒氧化鎂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:將粒徑范圍為30?80mm菱鎂礦原料置入所述豎窯中，經過250?300°C左右的煙氣進行干燥預熱20min，回收了煙氣的余熱；然后在900?1100°C溫度下煅燒30?45min，煅后熟料繼續下行進入冷卻段；在所述豎窯的空氣進口鼓入助燃空氣，與所述豎窯中的物料形成逆流，物料與空氣進行熱交換；冷卻后的物料溫度為150?200°C，由爐底出料口排出爐膛，作為輕燒鎂產品。
[0011]本發明的有益效果:
1.原料為30?80mm的快料，減少欠燒和過燒現象，成品輕燒氧化鎂含量在92%以上。
[0012]2.原料粒徑小，傳熱速度快且均勻，可大幅縮短煅燒時間，提高產能。
[0013]3.煅后熟料經過空氣快速冷卻后活性大，其碘吸附值可達90mgl/g以上。
[0014]4.此工藝多處環節進行余熱回收，節能環保。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明豎窯的結構示意圖。 【具體實施方式】
[0016]參見圖1，本發明的用于生產輕燒氧化鎂的內燃氣燒豎窯，其爐體4從上到下包括預熱段1、恒溫段II和冷卻段III，爐體4的頂部設有料倉I和布料器3，爐體4的頂部側面設有煙氣出口 2，爐體底部設有出料口 9。爐體4內襯耐火磚，耐火磚與爐體的外殼間填充有纖維氈。爐體的中部恒溫段呈鼓形凸起，恒溫段的中心設置有內筒燃燒器5，內筒燃燒器5呈錐形并且頂端和底部分別通過十字供臺6與爐壁相結合；在爐體5下部的冷卻段III上部側面設有燃氣進口 11，燃氣通過燃氣出口 7進入恒溫段II，在冷卻段III下部側面設有空氣進口 8。爐體4的外殼是由普通鋼板焊制的圓筒。
[0017]下面結合實例說明本發明的使用過程。篩分后直徑3(T80mm的菱鎂礦從爐頂料倉I裝入窯內，通過傘形布料器3均勻分布后，由上向下運行，依次經過預熱段1、恒溫段II和冷卻段III。預熱段I中物料先被煙氣干燥，隨后隨著下行溫度不斷升高。在恒溫段II，物料被來自于內筒燃燒器5的約1100°C的煙氣橫向流過加熱，物料在這一階段煅燒完全分解。煅后熟料繼續下行進入冷卻段III，在冷卻段物料被常溫的空氣快速冷卻。冷卻后的物料溫度為150?200°C，由爐底出料口 9排出爐膛，作為輕燒鎂產品。
[0018]常溫的空氣由爐底的塔形布風器8進入爐體，空氣由下向上運行，如圖1中箭頭所示，這個過程中快速冷卻物料，同時回收物料的熱量提高自身溫度，預熱后的空氣上升進入內筒燃燒器助燃。燃氣經燃氣管由噴嘴噴入內筒燃燒器5與熱的空氣發生燃燒反應生成1100°C左右的煙氣。煙氣由內筒燃燒器5壁上的氣孔進入爐膛，煙氣在爐膛內上升，因為內筒燃燒器具有一定的高度，所以在爐膛內會形成一定高度的恒溫區域。煙氣繼續上升到預熱段加熱物料，同時煙氣被冷卻。到爐膛頂部煙氣被冷卻后經由排煙口排出。
[0019]使用爐窯進行生產的 方法包括以下步驟:以菱鎂礦為原料，粒徑范圍為30?80mm，置入豎窯中，物料從上向下移動，高溫煙氣從下向上流動，整體呈大逆流，經過250?300°C左右的煙氣進行干燥預熱20min，有效回收了煙氣的余熱，然后在900?1100°C溫度下煅燒30?45min，煅后熟料繼續下行進入冷卻段，在爐窯底部鼓入助燃空氣，與物料形成逆流，物料與空氣進行熱交換，被常溫的空氣快速冷卻，而加熱的空氣則用作助燃空氣，有效的進行余熱回收。冷卻后的物料溫度為150?200 °C，由爐底出料口排出爐膛，作為輕燒鎂產品。
[0020]實施例1:將粒徑范圍30_80mm菱鎂礦原料放置豎窯中，在高溫煙氣中預熱干燥20min，然后在900°C下煅燒30min，后經空氣快速冷卻，得到輕燒鎂產品，其氧化鎂含量92.3%，碘吸附值 90mgl/g。
[0021]實施例2:將粒徑范圍30_80mm菱鎂礦原料放置豎窯中，在高溫煙氣中預熱干燥20min，然后在900°C下煅燒45min，后經空氣快速冷卻，得到輕燒鎂產品，其氧化鎂含量92.2%，碘吸附值 92mgl/g。
[0022]實施例3:將粒徑范圍30_80mm菱鎂礦原料放置豎窯中，在高溫煙氣中預熱干燥20min，然后在1100°C下煅燒30min，后經空氣快速冷卻，得到輕燒鎂產品，其氧化鎂含量
92.8%，碘吸附值 91mgl/g。
[0023]實施例4:將粒徑范圍30_80mm菱鎂礦原料放置豎窯中，在高溫煙氣中預熱干燥20min，然后在1100°C下煅燒45min，后經空氣快速冷卻，得到輕燒鎂產品，其氧化鎂含量
93.4%，碘吸附值 90mgl/g。`
【權利要求】
1.一種用于生產輕燒氧化鎂的內燃氣燒豎窯，其特征在于，所述豎窯的爐體從上到下包括預熱段、恒溫段和冷卻段，所述爐體的頂部設有料倉，所述料倉下方設有布料器，所述爐體頂部側面設有煙氣出口，所述爐體底部設有出料口 ；所述爐體內襯耐火磚，所述耐火磚與所述爐體的外殼間填充有纖維氈；所述爐體的中部恒溫段呈鼓形凸起，恒溫段的中心設置有內筒燃燒器，所述內筒燃燒器呈錐形并且頂端和底部分別通過十字供臺與爐壁相結合；在所述爐體下部的冷卻段上部側面設有燃氣進口，在所述冷卻段下部側面設有空氣進□。
2.根據權利要求1所述的豎窯，其特征在于，所述爐體的外殼是由普通鋼板焊制的圓筒。
3.根據權利要求1所述的豎窯，其特征在于，所述空氣進口通過管道連接爐體內的塔形布風器。
4.一種使用如權利要求1-3之一所述的豎窯生產輕燒氧化鎂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:將粒徑范圍為30?80mm菱鎂礦原料置入所述豎窯中，經過250?300°C左右的煙氣進行干燥預熱20min，回收了煙氣的余熱；然后在900?1100°C溫度下煅燒30?45min，煅后熟料繼續下行進入冷卻段；在所述豎窯的空氣進口鼓入助燃空氣，與所述豎窯中的物料形成逆流 ，物料與空氣進行熱交換；冷卻后的物料溫度為150?200°C，由爐底出料口排出爐膛，作為輕燒鎂產品。
【文檔編號】C04B2/12GK103435277SQ201310371812
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】張喜悅, 張希彬, 馬欣剛 申請人:北京科太亞洲生態科技有限公司