專利名稱:一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬化工設(shè)備領(lǐng)域,涉及一種礦物精制加工反應(yīng)釜,具體說是一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜。
背景技術(shù):
菱鎂礦是一種主要含碳酸鎂非金屬礦物,它是金屬鎂和鎂質(zhì)材料的重要來源。以菱鎂礦為原料用硅鐵在電爐中進(jìn)行還原反應(yīng)可制得金屬鎂。也可將菱鎂礦進(jìn)行其他的熱加工或化學(xué)加工制取各種含鎂非金屬材料。如菱鎂礦經(jīng)800-120(TC煅燒得輕燒氧化鎂粉。輕燒氧化鎂粉可直接用于冶金、建材、環(huán)保等領(lǐng)域。輕燒氧化鎂粉經(jīng)進(jìn)一步的高溫煅燒可制得電工級(jí)氧化鎂或高純鎂砂,而用于絕緣材料或冶金耐火材料。輕燒氧化鎂粉經(jīng)消化、碳化、 熱解、過濾、干燥、煅燒等化學(xué)加工可制取輕質(zhì)氧化鎂和輕質(zhì)碳酸鎂,輕質(zhì)氧化鎂和輕質(zhì)碳酸鎂可廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、醫(yī)藥、食品、造紙、農(nóng)業(yè)、電子等領(lǐng)域。也可將輕燒氧化鎂粉與硫酸、鹽酸等反應(yīng)可制取硫酸鎂、氯化鎂等化工產(chǎn)品。中國是世界上菱鎂礦資源最為豐富的國家。總保有儲(chǔ)量礦石30億噸,居世界第1 位。我國已探明的菱鎂礦礦區(qū)27處,分布于9個(gè)省(區(qū)),以遼寧菱鎂礦儲(chǔ)量最為豐富,占全國的85.6%,主要分布在遼寧海城、大石橋、鳳城、寬甸等地;山東、西藏、新疆、甘肅次之。菱鎂礦中除含主要成分碳酸鎂外,還常含有鈣、鐵、硅、鋁、錳等雜質(zhì),當(dāng)雜質(zhì)含量較高時(shí),就會(huì)相應(yīng)生成鈣菱鎂礦、鐵菱鎂礦、硅菱鎂礦、鋁菱鎂礦、錳菱鎂礦等。近年來,由于對(duì)鎂質(zhì)材料需求量的迅猛增加及對(duì)鎂質(zhì)材料質(zhì)量要求的提高,菱鎂礦的開發(fā)速度迅猛增加,使礦山開發(fā)的合理性遭到破壞,礦石質(zhì)量迅速下降,優(yōu)質(zhì)資源的數(shù)量不斷減少。而另一方面,市場對(duì)高純度的鎂質(zhì)材料需求卻在迅速增加。僅依靠高品位的菱鎂礦原礦生產(chǎn)鎂質(zhì)耐火材料和化工材料已不能滿足需求。如何充分利用低品位的菱鎂礦制備高質(zhì)量的含鎂產(chǎn)品是一個(gè)亟待解決的問題。針對(duì)含鈣較高的菱鎂礦使用過程中的除鈣問題,一種新型的除鈣方式是將菱鎂礦煅燒得到輕燒氧化鎂粉,輕燒氧化鎂粉用水消化后加入除鈣劑進(jìn)行除鈣反應(yīng),使氫氧化鈣固體與除鈣劑中的陰離子結(jié)合形成可溶性鈣鹽而進(jìn)入溶液,經(jīng)過濾與氫氧化鎂實(shí)現(xiàn)分離。 該過程所涉及的化學(xué)反應(yīng)如下
般燒
MgCO3 + CaCO3 ) CaO + MgO + 2C021(1)Ca0+Mg0+2H20 — Mg (OH) 2 J, +Ca(OH)2 I(2)Ca (OH) 2+Mg2+ — Mg (OH) 2+Ca2+(3)其中在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行的消化反應(yīng)和除鈣反應(yīng)均為液-固相放熱反應(yīng),對(duì)傳熱和攪拌要求較高。固相顆粒應(yīng)能充分懸浮于液相,以保證液-固相界面的及時(shí)更新,確保反應(yīng)充分進(jìn)行。另外,在反應(yīng)初期需向反應(yīng)體系提供熱量以激發(fā)反應(yīng),而反應(yīng)一旦開始又需要及時(shí)移走反應(yīng)熱,保證體系溫度在可控的溫度范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的反應(yīng)釜一般采用夾套式或蛇管式換熱器進(jìn)行換熱,使用錨式、框式或槳式
3攪拌器進(jìn)行攪拌。夾套式換熱器傳熱面積和傳熱系數(shù)均較小,而蛇管式換熱器雖可提高傳熱面積和傳熱系數(shù),但其用于液-固相反應(yīng)存在易結(jié)垢、難清洗的問題。錨式、框式或槳式攪拌器均為環(huán)流型攪拌器,流體基本沒有軸向運(yùn)動(dòng),用于液-固相反應(yīng)時(shí),固相顆粒容易向反應(yīng)釜底部沉積,不利于反應(yīng)的進(jìn)行,而通過提高攪拌器轉(zhuǎn)速強(qiáng)化懸浮效果又會(huì)增加攪拌能耗。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決現(xiàn)在技術(shù)中的問題,提供一種新型的專用反應(yīng)釜即菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,它與傳統(tǒng)通用反應(yīng)釜相比具有攪拌能耗低、攪拌均勻、液-固相懸浮充分、傳熱快、 反應(yīng)控制平穩(wěn)、易于清洗等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,它包括釜體、攪拌器、攪拌軸、液相物料進(jìn)口、 固相物料進(jìn)口、漿液出口、傳動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)。所述釜體的頂部正上方設(shè)有減速機(jī),所述減速機(jī)的上方與傳動(dòng)電機(jī)相連,減速機(jī)的下方與攪拌軸連接,所述攪拌軸進(jìn)入釜體內(nèi),所述攪拌軸的下端連接攪拌器,所述攪拌器位于釜體內(nèi)底部的上方。所述釜體頂部的兩側(cè)分別設(shè)有液相物料進(jìn)口和固相物料進(jìn)口,所述釜體的下端設(shè)有漿液出口。所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,所述反應(yīng)釜釜體外壁面設(shè)置有半圓管換熱器,半圓管緊挨釜體壁環(huán)繞。所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,所述攪拌器為裝有三寬葉旋槳式攪拌器。所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,所述傳動(dòng)電機(jī)采用變頻器調(diào)速。所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,所述攪拌器的下部距反應(yīng)釜底部10 20cm。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果為(1)本實(shí)用新型采用三寬葉旋槳式攪拌器,使?jié){液環(huán)流的同時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的軸向流動(dòng),避免固相顆粒向反應(yīng)釜底部的沉積。同時(shí)液-固相間有較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng),液-固相界面更新迅速,便于反應(yīng)物向界面的擴(kuò)散和產(chǎn)物脫離界面的擴(kuò)散,有利于熱量向界面的傳入和傳出,這些都有利于反應(yīng)的快速、充分、平穩(wěn)進(jìn)行。另外,采用三寬葉旋槳式攪拌器比傳統(tǒng)的錨式、框式或槳式攪拌器節(jié)能在20% 50%之間。(2)采用外半圓管式換熱裝置,與傳統(tǒng)的夾套式換熱裝置相比,加熱或冷卻介質(zhì)流速加快、流動(dòng)湍動(dòng)程度提高,使傳熱系數(shù)大大提高,便于反應(yīng)熱的供給或移除。與傳統(tǒng)蛇管式換熱裝置相比,由于與漿液接觸的壁面面積較小,且相對(duì)較為平整,故不易結(jié)垢,且結(jié)垢后易于清洗。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中各部件的說明1、傳動(dòng)電機(jī);2、減速機(jī);3、固相物料進(jìn)口 ;4、釜體;5、半圓管換熱器;6、攪拌軸; 7、攪拌器;8、漿液出口 ;9、液相物料進(jìn)口。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1,一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,它包括釜體4、攪拌器7、攪拌軸6、液相物料進(jìn)口 9、固相物料進(jìn)口 3、漿液出口 8、傳動(dòng)電機(jī)1和減速機(jī)2。所述釜體4的頂部正上方設(shè)有減速機(jī)2,所述減速機(jī)2的上方與傳動(dòng)電機(jī)1相連, 減速機(jī)2的下方與攪拌軸6連接,所述攪拌軸6進(jìn)入釜體4,所述攪拌軸6的下端連接攪拌器7,所述攪拌器7位于釜體4內(nèi)底部的上方。所述釜體4頂部的兩側(cè)分別設(shè)有液相物料進(jìn)口 9和固相物料進(jìn)口 3,所述釜體4的下端設(shè)有漿液出口 8。所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,所述反應(yīng)釜釜體外壁面設(shè)置有半圓管換熱器5,半圓管緊挨釜體壁環(huán)繞。所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,所述攪拌器7為裝有三寬葉旋槳式攪拌器。所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,所述傳動(dòng)電機(jī)1采用變頻器調(diào)速。所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,所述攪拌器7的下部距反應(yīng)釜底部10 20cm。本實(shí)用新型是這樣使用的按一定的配比將原料通過液相物料進(jìn)口 9和固相物料進(jìn)口 3加入反應(yīng)釜。啟動(dòng)傳動(dòng)電機(jī)1,通過減速機(jī)2和攪拌軸6帶動(dòng)三寬葉旋槳式攪拌器7旋轉(zhuǎn),對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)的漿液進(jìn)行攪拌,使液-固相充分、均勻地混合。在釜體外的半圓管換熱器5內(nèi)通入加熱或冷卻介質(zhì),向反應(yīng)釜內(nèi)的物料提供或移除反應(yīng)熱,使反應(yīng)釜內(nèi)的溫度控制在合適的范圍。反應(yīng)結(jié)束后從漿液出口 8將反應(yīng)后的漿液放出。
權(quán)利要求1.一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,其特征是,它包括釜體G)、攪拌器(7)、攪拌軸(6)、液相物料進(jìn)口(9)、固相物料進(jìn)口(3)、漿液出口(8)、傳動(dòng)電機(jī)(1)和減速機(jī)O);所述釜體(4)的頂部正上方設(shè)有減速機(jī)O),所述減速機(jī)( 的上方與傳動(dòng)電機(jī)(1)相連,減速機(jī)( 的下方與攪拌軸(6)連接,所述攪拌軸(6)進(jìn)入釜體(4)內(nèi),所述攪拌軸(6) 的下端連接攪拌器(7),所述攪拌器(7)位于釜體內(nèi)底部的上方;所述釜體(4)頂部的兩側(cè)分別設(shè)有液相物料進(jìn)口(9)和固相物料進(jìn)口(3),所述釜體 (4)的下端設(shè)有漿液出口(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,其特征是,所述反應(yīng)釜釜體外壁面設(shè)置有半圓管換熱器(5),半圓管緊挨釜體壁環(huán)繞。
3.如權(quán)利要求1所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,其特征是,所述攪拌器(7)為裝有三寬葉旋槳式攪拌器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,其特征是,所述傳動(dòng)電機(jī)(1)采用變頻器調(diào)速。
5.如權(quán)利要求1所述的一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,其特征是,所述攪拌器(7)的下部距反應(yīng)釜底部10 20cm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種菱鎂礦除鈣反應(yīng)釜,它包括釜體、攪拌器、攪拌軸、液相物料進(jìn)口、固相物料進(jìn)口、漿液出口、傳動(dòng)電機(jī)和減速機(jī),所述釜體的頂部正上方設(shè)有減速機(jī),所述減速機(jī)的上方與傳動(dòng)電機(jī)相連,減速機(jī)的下方與攪拌軸連接,所述攪拌軸進(jìn)入釜體,所述攪拌軸的下端連接攪拌器,所述攪拌器位于釜體內(nèi)底部的上方,本實(shí)用新型具有攪拌能耗低、攪拌均勻、液-固相懸浮充分、傳熱快、反應(yīng)控制平穩(wěn)、易于清洗等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J19/18GK202070336SQ20112002351
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者劉寶樹, 盧赤杰, 胡慶福, 董波, 趙曉康, 雷輝征 申請(qǐng)人:遼寧新發(fā)展耐火材料集團(tuán)有限公司