專利名稱：光鹵石脫水和尾氣凈化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種脫水和尾氣凈化工藝及設備，尤其是涉及一種光 鹵石脫水和尾氣凈化裝置。
光鹵石為一種天然化合物，成分為鉀、鎂的鹵化物礦物，其化學分子
式為KClMgCh，6H20，是含鎂、鉀鹽湖中蒸發(fā)作用最后產(chǎn)物，常與石鹽、 鉀石鹽共生，中國柴達木盆地鹽層和云南鉀石鹽礦床中均有豐富的光鹵 石。天然光鹵石用途十分廣泛，是工業(yè)制造鉀肥和提取金屬鎂的重要礦物 原料；是提煉金屬鎂的精煉劑和生產(chǎn)鋁鎂合金的保護劑；也可用作鋁鎂合 金的焊接劑和金屬的助熔劑；還用于生產(chǎn)鉀鹽和鎂鹽、制造鹽酸等。在以 光鹵石為原料制取氯化鉀、氯化鎂和金屬鎂的過程中，光鹵石一次脫水是 一個非常重要的過程，其作用就是將光鹵石中的結晶水盡量除去，使物料 中水含量在3% 5%以下，MgCl2的水解率控制在7X 8X以下。在光 鹵石中由于MgCh與KC1的化學絡合減弱了 MgCh與H20之間的鍵力， 使光鹵石在載熱體中加熱脫水較氯化鎂水合物(MgCl2 6H20)容易，并且 MgCh的水解也較少。
光鹵石的脫水一般分為兩個階段進行
第一階段是將六水光鹵石脫到二水光鹵石。即KCl.MgCl2.6H20— KCl'MgCl2'2H20 +4H20。這個階段溫度控制在12(TC 14(TC之間較好， 若溫度過高在167.5"C以上時，六水光鹵石就會熔化在自己的結晶水中， 并按下式分解
KCl.MgCl26H20—KCI+ MgCl2.6H20
而MgC12，6H20脫水較困難，并且將會加劇水解。
第二階段是脫去光鹵石中剩下的兩個結晶水，生成無水光鹵石。艮口 KClMgCl2.2H20 —KCl，MgCl2+2H20。此過程還會產(chǎn)生水解反應，其反應 過程為
KCl,MgCl2.2H20—MgOHCl.KCl+HCl+2H20 MgOHCl.KCl—MgO+ KC1 + HC1
在通常情況下脫水溫度直接影響物料的水解率，多次實驗證明，第二 階段溫度控制在180'C 21(TC之間可獲得含水量和水解率低的脫水料。
前蘇聯(lián)是世界上唯一采用光鹵石煉鎂的國家，迄今已有60多年的歷史， 他們先是使用回轉窯進行鉀光鹵石的一次脫水，1956年以后就著手于光鹵 石的沸騰脫水技術的研究，60年代就用沸騰爐全部代替了回轉窯，使脫水 料質量大大提高。我國自80年代開始這方面的研究,通過實驗并參考前蘇聯(lián)的有關資料， 在相關鎂廠進行了鉀光鹵石煉鎂的工業(yè)性試驗，在沸騰爐脫水工藝技術上 取得了一定的成功。
但是，沸騰爐脫水在工藝、效率等方面仍然存在一定的不足。
沸騰加熱脫水是將光鹵石和燃料混合放入加熱爐，靠配風的動力將溶 化狀態(tài)的光鹵石攪拌，均勻程度難以控制，在沸騰床中就易結球，其球重 量大，不易排出爐外，球內(nèi)水分也不易逸出，這些球塊滯留在篩板上部浮 動，球塊之間相互磨擦產(chǎn)生許多粒度極細的粉塵，給收塵帶來很多困難， 降低了鎂的實收率，球塊累積多了就會惡化沸騰床的流態(tài)化狀態(tài)，需停爐 清理，影響沸騰爐的正常操作。而且燃料與原料直接接觸，助燃空氣中的 氧氣會造成鎂的氧化，生成氧化鎂，原料中的雜質也無法排出，產(chǎn)品純度 較低。沸騰加熱脫水使用的燃料只能為氣體，生產(chǎn)成本高，應急替代困難。 而且尾氣中含有許多光鹵石粉塵和HC1等物質，尾氣經(jīng)洗滌后其廢水處理 困難，甚至無法處理。
除了沸騰爐脫水工藝技術外，在我國仍然沿用原始的固定床法，不但 沒有成型設備，生產(chǎn)效率低，空氣污染嚴重，給環(huán)境造成極大的破壞，甚 至造成人員傷亡。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構獨特、自動 化程度高、工藝先進、利于環(huán)保的光鹵石的脫水和尾氣的凈化裝置。 本實用新型通過如下方式實現(xiàn)
一種光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是它是由溫控自動化上料 設備、平臥式自動攪拌加熱脫水設備、成品回收設備、尾氣處理設備和數(shù) 控臺組成；
所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備是由平臥式釜體和其下部的加熱 裝置組成，釜體內(nèi)沿軸向方向固定有由變頻電機帶動的攪刀、其頂部設有 的檢查孔、其下部設有的清渣孔和出料口，釜體中部設有將其分為前后兩 個室的設有孔的隔板；
所述加熱裝置是由外殼、保溫層和燃燒器組裝而成；
所述溫控自動化上料設備是由與所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備 一端的上部連有自動開合式進料斗、進料斗上連接的輸送機相連、輸送機 上連接的原料倉和平臥式自動攪拌加熱脫水設備內(nèi)的熱電偶組成；
所述尾氣處理設備是由與所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備另一端 連有輸出管道，輸出管道上依次連接的耐酸引風機與噴淋塔組成；
所述噴淋塔上連有與沉淀池相連的自流管和與離心泵相連的噴淋汽 水輸送管，所述噴淋汽水輸送管與由攪拌電機帶動的生成噴淋汽水的攪拌 池相連；在所述輸出管道與所述耐酸引風機之間連有石墨冷卻器； 所述輸送機為通過變頻電機帶動的螺旋輸送機； 所述噴淋塔內(nèi)自上而下組裝有多孔噴淋管。
本實用新型有如下效果
1) 結構獨特本實用新型共由四大部分組成，即溫控自動化上料設備、 平臥式自動攪拌加熱脫水設備、成品回收設備和尾氣處理設備，自動化上 料設備包括原料倉、變頻電機、螺旋輸送機、自動開合式進料斗。平臥 式自動攪拌加熱脫水設備包括圓柱形工業(yè)不銹鋼脫水釜體、變頻電機、 釜體內(nèi)機械攪刀、兩階段脫水帶孔隔板、煤氣或煤粉燃燒器、釜體和爐膛 內(nèi)置相匹配電熱偶、釜體檢査孔、清渣孔、成品料出口、釜體支撐及爐膛 組合體。成品回收設備包括出料管道、絕緣陶瓷電熱套管、成品料斗、 鋼制自動控制輸送設備、顎式破碎機、皮帶輸送機、粉碎機、電子自動裝 料機。尾氣處理設備包括工業(yè)不銹鋼排氣管道、石墨冷卻器、耐酸引風 機、玻璃鋼噴淋塔、煙囪、石灰水攪拌池、離心泵、螺旋式玻璃鋼多孔噴 淋管、自排管道、沉淀池。釜體支撐通過型鋼與釜體連接并支撐于爐體。 釜體下面為高鋁耐火磚爐膛，外設置隔熱保溫層、再用普通磚砌筑即可。
以上所述原料倉、輸送機、進料斗、釜體、隔板、攪刀、輸送管道、 成品料斗均為工業(yè)不銹鋼制作，其中釜體采用316L鋼。
2) 自動化程度高本設備的進料數(shù)量、攪拌轉速、煤氣或煤粉的用量、 噴淋速度均通過釜體溫度控制，溫度大小通過釜體電熱偶傳至自動數(shù)控 臺，再由數(shù)控臺指令控制機械轉速、煤氣或煤粉的用量，從而形成全程自 動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。原料由原料倉通過螺旋輸送機輸送至進料斗后 進入脫水釜體，釜體由隔板分割為前后兩個室，釜體下為爐膛，為節(jié)約能 源，兩個室位由同一爐膛提供加熱，但為保證兩個室完成兩次脫水所需的
合適溫度，爐膛溫度控制在80(TC — 825'C，并根據(jù)電熱偶控制的工作溫度 調整進料速度，實為控制原料停留時間，使第1室溫度在18(TC 360'C之 間完成第一階段脫水后，熔融的光鹵石由隔板開孔流入第2室，通過迅速 升溫使溫度提高至36(TC 700'C之間完成第二階段的脫水，室內(nèi)原料的溫 度由電熱偶控制，之后經(jīng)出料口流入出料管道，管道外包絕緣陶瓷電熱套 管，以防止降溫引起的管道堵塞，成品料由管道進入料斗后，經(jīng)鋼制自動 控制輸送帶送至顎式破碎機，再由皮帶輸送機送至粉碎機粉碎后進入電子 自動裝料機，后可裝袋。對于脫水過程中由于水解反應產(chǎn)生的少量HC1氣 體，通過釜體頂部輸出管道和石墨冷卻器冷卻后由引風機輸送至噴淋塔， 與噴淋管噴出的燒堿水汽-NaOH，發(fā)生中和反應，中和反應后的氯化鈉和 水直接通過塔底自流管流入沉淀池，水蒸氣由煙囪排出。爐膛內(nèi)的煙氣也 通過釜體末端的輸出管道經(jīng)石墨冷卻器冷卻后由引風機輸送至噴淋塔，經(jīng) 過化學反應后的碳酸鈉和水直接通過塔底自流管流入沉淀池，水蒸氣由煙囪排出。噴淋用石灰水由生石灰與水攪拌發(fā)生化學反應生成，再通過離心 泵輸送至螺旋多孔噴淋管噴灑形成水汽。釜體底部設置排放口，將脫水過 程中產(chǎn)生的廢渣，定期的從排放口排放。
3) 本發(fā)明全程自動控制，能夠連續(xù)運行，通過系統(tǒng)中設置熱電偶，并 根據(jù)光鹵石的脫水溫度進行有效的控制工作溫度，脫水效率能達100%。
4) 本發(fā)明通過釜體數(shù)組電熱偶將溫度傳至自動數(shù)控臺，再由數(shù)控臺指 令控制機械轉速、煤氣或煤粉的用量，避免了過多的人為因素，使生產(chǎn)完 全自動化，較大的提高了生產(chǎn)效率，并大大的提高了產(chǎn)品質量；同時確保 操作人員的安全，可將安全事故降至零。
5) 本發(fā)明中的脫水釜體為平臥式，較以往的固定床或立式沸騰爐具有 諸多優(yōu)點，平臥式釜體受熱面積大、易于攪拌、受熱均勻，避免了爆鍋或 爆爐，確保安全生產(chǎn)。同時采用開孔隔板隔離，并通過不同的原料體積和 進料速度調節(jié)和控制原料脫水溫度，有效地節(jié)約了燃料，降低了C02的排 放，并提高了產(chǎn)品的質量。
6) 本發(fā)明更加注重環(huán)保，對HC1和C02氣體進行了凈化，對灰塵進行 了有效的落塵回收。在進料口設置自動開合式裝置，避免了 HC1氣體外漏。

圖1為本實用新型的結構示意圖。
一種光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，如圖l所示它是由溫控自動化上 料設備l、平臥式自動攪拌加熱脫水設備2、成品回收設備3、尾氣處理設 備4和數(shù)控臺28組成，所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備2是由平臥式 釜體5和其下部的加熱裝置11組成，釜體5內(nèi)沿軸向方向固定有由變頻 電機18帶動的攪刀19、其頂部設有的檢査孔20、其下部設有的清渣孔21 和出料口 22，釜體5中部設有將其分為前后兩個室的設有孔的隔板17， 加熱裝置11是由外殼23、保溫層24和燃燒器25組裝而成，溫控自動化 上料設備1是由與所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備2—端的上部連有自 動開合式進料斗6、進料斗6上連接的輸送機7相連、輸送機7上連接的 原料倉8和平臥式自動攪拌加熱脫水設備2內(nèi)的熱電偶組成。尾氣處理設 備4是由與所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備2另一端連有輸出管道9， 輸出管道9上依次連接的耐酸引風機10與噴淋塔30組成。
噴淋塔30上連有與沉淀池15相連的自流管12和與離心泵16相連的 噴淋汽水輸送管13，所述噴淋汽水輸送管13與由攪拌電機14帶動的生成 噴淋汽水的攪拌池31相連。
在輸出管道9與所述耐酸引風機10之間連有石墨冷卻器32。
輸送機7為通過變頻電機29帶動的螺旋輸送機，噴淋塔30內(nèi)自上而 下組裝有多孔噴淋管26。如圖1所示螺旋輸送機7由變頻電機29進行變頻驅動，將原料倉8 中的光鹵石輸送至進料斗6，通過開合式進料斗6進入釜體5，釜體5用 隔板17分隔為前后兩個加熱脫水室，在隔板17—定高度進行開孔，代替 了管道連接，防止堵塞；釜體5下為爐膛加熱裝置11由煤氣或煤粉燃燒提 供加熱，釜體5內(nèi)置的相匹配的電熱偶，控制工作溫度；釜體內(nèi)有攪刀19， 并通過中軸由釜體5端部變頻電機18驅動，以攪拌光鹵石，防止凝結， 使受熱更加均勻；
原料進入釜體5后，在釜體5第1室開始第一階段的加熱攪拌脫水， 隨著原料不斷的進入，完成第一階段脫水、熔融狀態(tài)的光鹵石通過隔板孔 流入釜體第2室進行第二階段的脫水，之后經(jīng)出料口 22流入出料管道， 管道外包絕緣陶瓷電熱套管，以防止降溫引起的管道堵塞，成品料由管道 進入料斗后，經(jīng)鋼制自動控制輸送帶送至顎式破碎機，再由皮帶輸送機送 至粉碎機粉碎后進入電子自動裝料機，后可裝袋。
光鹵石首先在第1個脫水室進行第一次脫水，達到熔融狀態(tài)之后通過 隔板孔流入第2個加熱脫水室進行第二次脫水，最后通過出料口進入成品 料回收設備3。
釜體5下設有清渣孔21，定期進行清渣。頂部設有檢査孔20，方便臨
時檢查。
脫水過程中產(chǎn)生的HC1氣體從釜體5端部的輸出管道9輸出，經(jīng)過石 墨冷卻器32降溫后，由耐酸引風機10輸送至噴淋塔30，由耐酸混凝土基 礎支撐，HCl與多孔噴淋管噴出的NaOH霧汽發(fā)生化學中和反應，生成的 水和NaCl在自重作用下沉至塔底，并通過自流管12流入沉淀池15。
爐膛內(nèi)的煙氣也經(jīng)過石墨冷卻器32，由耐酸引風機10輸送至噴淋塔 30，燃燒產(chǎn)生的C02與NaOH發(fā)生化學反應，生成的Na2C03和水在自重 作用下沉至塔底，并通過自流管12流入沉淀池15。
噴淋所用噴淋用燒堿水由燒堿與水攪拌在攪拌池31由攪拌電機14驅 動攪拌發(fā)生化學反應生成，再通過離心泵16通過輸送管輸送至噴淋塔內(nèi) 的螺旋多孔噴淋管噴灑形成水汽，噴淋塔30內(nèi)的水蒸氣由煙囪排出。
權利要求1.一種光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是它是由溫控自動化上料設備(1)、平臥式自動攪拌加熱脫水設備(2)、成品回收設備(3)、尾氣處理設備(4)和數(shù)控臺(28)組成，所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備(2)是由平臥式釜體(5)和其下部的加熱裝置(11)組成，釜體(5)內(nèi)沿軸向方向固定有由變頻電機(18)帶動的攪刀(19)、其頂部設有的檢查孔(20)、其下部設有的清渣孔(21)和出料口(22)，釜體(5)中部設有將其分為前后兩個室的設有孔的隔板(17)，所述加熱裝置(11)是由外殼(23)、保溫層(24)和燃燒器(25)組裝而成。
2. 如權利要求1所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所 述溫控自動化上料設備(1)是由與所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備(2) 一端的上部連有自動開合式進料斗(6)、進料斗(6)上連接的輸送機(7) 相連、輸送機(7)上連接的原料倉(8)和平臥式自動攪拌加熱脫水設備(2〉內(nèi)的熱電偶組成。
3. 如權利要求1所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所 述尾氣處理設備(4)是由與所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備(2)另一 端連有輸出管道(9)，輸出管道(9)上依次連接的耐酸引風機(10)與 噴淋塔(30)組成。
4. 如權利要求3所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所 述噴淋塔(30)上連有與沉淀池(15)相連的自流管(12)和與離心泵(16) 相連的噴淋汽水輸送管(13)，所述噴淋汽水輸送管(13)與由攪拌電機(14)帶動的生成噴淋汽水的攪拌池(31)'相連。
5. 如權利要求3所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是在 所述輸出管道(9)與所述耐酸引風機(10)之間連有石墨冷卻器(32)。
6. 如權利要求2所述的光鹵石脫水和尾氣凈化設備，其特征是所 述輸送機(7)為通過變頻電機(29)帶動的螺旋輸送機。
7. 如權利要求3所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所 述噴淋塔(30)內(nèi)自上而下組裝有多孔噴淋管(26)。
專利摘要本實用新型涉及一種脫水和尾氣凈化工藝及設備，尤其是涉及一種光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是它是由溫控自動化上料設備、平臥式自動攪拌加熱脫水設備、成品回收設備、尾氣處理設備和數(shù)控臺組成，所述平臥式自動攪拌加熱脫水設備是由平臥式釜體和其下部的加熱裝置組成，釜體內(nèi)沿軸向方向固定有由變頻電機帶動的攪刀、其頂部設有的檢查孔、其下部設有的清渣孔和出料口，釜體中部設有將其分為前后兩個室的設有孔的隔板，所述加熱裝置是由外殼、保溫層和燃燒器組裝而成；本實用新型結構獨特、自動化程度高、工藝先進、利于環(huán)保。
文檔編號C01D3/00GK201331258SQ20082012887
公開日2009年10月21日 申請日期2008年11月29日 優(yōu)先權日2008年11月29日
發(fā)明者劉金釗 申請人:劉金釗