的開口下沿分別與第一截流槽22和第二截流槽33的接口下沿對(duì)接，可使第一截流槽22和第二截流槽33內(nèi)收集的熔融態(tài)物質(zhì)及時(shí)被導(dǎo)出爐外。避免第一截流槽22和第二截流槽33內(nèi)堆積過多的熔融態(tài)物質(zhì)而影響了反應(yīng)器I內(nèi)的反應(yīng)效率。總之，第一截流引出管23和第二截流引出管34傾斜的設(shè)計(jì)方式更有利于將爐內(nèi)的熔融態(tài)物質(zhì)導(dǎo)出。
[0044]繼續(xù)參見圖1，燃燒室10底部沿中軸線方向設(shè)置有一燃?xì)膺M(jìn)口管15。通過燃?xì)膺M(jìn)口管15進(jìn)入的燃?xì)饪蔀槊簹?、天然氣、液化氣等燃料。在燃?xì)膺M(jìn)口管15的上端部設(shè)置有一燃燒頭14。燃燒頭14由高溫耐火材料制成。燃燒頭14呈拱形結(jié)構(gòu)。在拱形燃燒頭14的弧面上按經(jīng)、瑋線方向間隔布置。優(yōu)選地，噴孔141可平行等間距地布置。噴孔141的直徑為6?12mm。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，燃燒頭14為半球形結(jié)構(gòu)，如圖3所示。在半球形燃燒頭14上按經(jīng)、瑋線方向平行等間距的原則布置有多個(gè)直徑為6?12mm的噴孔141，如圖4所示。將燃燒頭14設(shè)計(jì)為拱形結(jié)構(gòu)，并且在燃燒頭14的弧面上布置多個(gè)噴孔141是為了使從燃?xì)膺M(jìn)口管15進(jìn)入的燃?xì)?，?jīng)噴孔141噴出后，與燃燒室10內(nèi)的助燃劑空氣混合均勻，使得燃?xì)獾娜紵浞?，解決了現(xiàn)有技術(shù)中燃料燃燒不充分的問題。另外，本發(fā)明僅有一個(gè)燃燒頭14，并且將其設(shè)置在燃燒室10底部，也避免了增加設(shè)備成本和燃料浪費(fèi)的問題。空氣管13設(shè)置在燃燒頭14的四周，也是為了使進(jìn)入的空氣與噴孔141噴出的燃?xì)饣旌暇鶆颍沟萌細(xì)獾娜紵浞?。空氣?3的數(shù)量至少為兩個(gè)，優(yōu)選為4個(gè)，更優(yōu)選為6個(gè)?？諝夤?3上方配有至少一個(gè)探測(cè)口 12，探測(cè)口 12用于監(jiān)測(cè)燃燒室10的燃燒狀態(tài)。探測(cè)口12可為溫度探測(cè)口，也可是微量氧探測(cè)口，其目的均是為了監(jiān)測(cè)燃燒室10內(nèi)燃?xì)獾娜紵隣?br>??τ O
[0045]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，反應(yīng)器I還包括組合耐火材料層50。組合耐火材料層50由耐火成型料和耐火澆注料組合而成。組合耐火材料層50內(nèi)襯于反應(yīng)器I的外殼40。組合耐火材料層50的厚度為500?700_。現(xiàn)有技術(shù)中使用的耐火材料多為不定型耐火材料。例如，莫來石澆注料、高鋁澆注料或是剛玉澆注料。將現(xiàn)有技術(shù)中的耐火材料層內(nèi)襯于反應(yīng)器I的外殼40，所需耐火材料層的厚度較厚，通常為1000?1400mm。在爐內(nèi)溫度為1350°C左右時(shí)，通過耐火材料層，使得爐外的溫度為80°C左右。雖然現(xiàn)有技術(shù)中采用的耐火材料層可有效地控制爐內(nèi)熱量的流失，但是耐火材料層的厚度較厚，極大地縮小了反應(yīng)器的可用空間。本發(fā)明將不定型耐火材料改為由耐火成型料與耐火澆注料組合而成的組合耐火材料，可充分利用耐火成型料和耐火澆注料的優(yōu)勢(shì)。組合耐火材料不僅可以將耐火材料層的厚度減小至500?700mm，而且在爐內(nèi)溫度為1350°C左右時(shí)，通過組合耐火材料層后，爐外的溫度可降低至50°C左右。
[0046]繼續(xù)參見圖1，第一反應(yīng)室20還包括至少一個(gè)進(jìn)料管21和至少一個(gè)排渣管24。進(jìn)料管21位于第二反應(yīng)室20的截流組件下部。進(jìn)料管21以其開口向下傾斜的方式設(shè)置于第一反應(yīng)室20的上部。進(jìn)料管21由一水平段和一傾斜段組成。該進(jìn)料管21的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，便于固體顆粒物料以合適的速度進(jìn)入第一反應(yīng)室20。進(jìn)入第一反應(yīng)室20的固體顆粒物料被噴射拱11的噴流通道111噴出的高溫高速氣流托起，懸浮于第一反應(yīng)室20，進(jìn)行第一步高溫反應(yīng)。排渣管24位于第一反應(yīng)室20的截流組件下部。排渣管24以其向上傾斜的開口下沿與噴射拱11的弧面對(duì)接的方式設(shè)置于第一反應(yīng)室20的下端。排渣管24采用傾斜的設(shè)計(jì)方式，主要是為了讓第一反應(yīng)室20反應(yīng)完后的尾渣和/或反應(yīng)生成的固體產(chǎn)物及時(shí)排出爐外。另外，排渣管24的開口下沿與噴射拱11的弧面端部剛好對(duì)接，也可使從噴射拱11中部向四周滑落的尾渣可及時(shí)排出爐外。排渣管24如此的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可使尾渣及時(shí)排出反應(yīng)器1，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。
[0047]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，燃燒室10和第一反應(yīng)室20的高溫為700?1350°C。第二反應(yīng)室30的高溫為700?1800°C。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，燃燒室10和第一反應(yīng)室20的高溫為900?1300°C，第二反應(yīng)室30的高溫為800?1700°C。更優(yōu)選的實(shí)施方式是，燃燒室10和第一反應(yīng)室20的高溫為1100?1200°C，第二反應(yīng)室30的高溫為900?1600°C。本發(fā)明的反應(yīng)器I適用于需要經(jīng)過高溫處理礦石的反應(yīng)過程。處理不同的礦石，所需的高溫優(yōu)選為使用現(xiàn)有技術(shù)中的溫度。
[0048]繼續(xù)參見圖1，第二反應(yīng)室30還包括至少一個(gè)出口管31和至少一個(gè)進(jìn)氣管32。出口管31設(shè)置于第二反應(yīng)室30頂部沿中軸線的方向上用以導(dǎo)出反應(yīng)的氣體產(chǎn)物和/或排除尾氣。進(jìn)氣管32設(shè)置于第二反應(yīng)室30的下部并且高于第二反應(yīng)室30的截流組件的位置。進(jìn)氣管32用以導(dǎo)入原料氣體并與第一反應(yīng)室20上升至第二反應(yīng)室30的中間產(chǎn)物繼續(xù)參加反應(yīng)。通過將進(jìn)氣管32設(shè)置于第二反應(yīng)室30，可使第一反應(yīng)室20與第二反應(yīng)室30的反應(yīng)相對(duì)獨(dú)立的進(jìn)行，解決了現(xiàn)有技術(shù)中將二次空氣進(jìn)口管布置在氧化區(qū)下方，使得富氧空氣難以和中間產(chǎn)物充分混合的問題。
[0049]一種利用本發(fā)明的反應(yīng)器I處理礦石的方法，該方法包括如下步驟:
[0050]造煉，將礦石破碎后過篩至10?100目。再加入第一步反應(yīng)所需原料物質(zhì)與過篩后的礦石混合造煉。形成直徑為3?4_的固體顆粒作為原料備用。第一步反應(yīng)所需的物質(zhì)可以是還原劑、氧化劑、催化劑、分散劑或其他第一步反應(yīng)所需的物質(zhì)。將礦石和還原劑制成3?4_的固體顆粒主要是根據(jù)反應(yīng)爐的要求。該步驟有助于原料顆粒在反應(yīng)器內(nèi)被噴出的高溫氣體托起而流化，使得反應(yīng)更容易進(jìn)行。
[0051]加熱，反應(yīng)開始前，從燃?xì)膺M(jìn)口管15引入燃?xì)?。引入的燃?xì)馔ㄟ^燃燒頭14上的噴孔141噴出后進(jìn)入燃燒室10。同時(shí)，從空氣進(jìn)口管13引入助燃劑。經(jīng)噴孔141噴出后的燃?xì)馀c助燃劑空氣混合均勻，使得燃?xì)獾娜紵浞?，解決了現(xiàn)有技術(shù)中燃料燃燒不充分的問題。
[0052]反應(yīng)，固體顆粒從進(jìn)料管21進(jìn)入第一反應(yīng)室20。固體顆粒被從噴射拱11上的噴流通道111向上噴出的高溫氣體托起。使得固體顆?？梢詰腋∮诘谝环磻?yīng)室20發(fā)生第一步反應(yīng)。第一反應(yīng)室20的高溫為700?1350°C。燃燒反應(yīng)和第一步反應(yīng)通過設(shè)置在燃燒室10頂部的噴射拱11彼此分隔開。該反應(yīng)器也適用于需要兩步完成的反應(yīng)。第一反應(yīng)室20生成的中間產(chǎn)物通過上升氣流進(jìn)入第二反應(yīng)室30。進(jìn)入第二反應(yīng)室30的中間產(chǎn)物與從進(jìn)氣管32進(jìn)入的原料氣體在高溫下發(fā)生第二步反應(yīng)。第二反應(yīng)室30的高溫為700?18000C。第一步反應(yīng)和第二步反應(yīng)通過第一反應(yīng)室20上升的氣流與第二反應(yīng)室30的進(jìn)氣管32進(jìn)入的原料氣體形成穩(wěn)定的氣流界面彼此分隔開。
[0053]產(chǎn)物收集和排渣，反應(yīng)完后的氣體產(chǎn)物和/或尾氣通過出口管31導(dǎo)出爐外。反應(yīng)完后的固體產(chǎn)物和/或尾渣通過排渣管24排出爐外。
[0054]本發(fā)明提供的利用反應(yīng)器I處理礦石的方法，還包括如下步驟:
[0055]熔融物收集，第一步反應(yīng)和/或第二步反應(yīng)產(chǎn)生的熔融態(tài)物質(zhì)經(jīng)第一截流槽22和/或第二截流槽33收集。收集至截流槽的熔融態(tài)物質(zhì)由第一截流引出管23和/或第二截流引出管34導(dǎo)出爐外。解決了熔融態(tài)物質(zhì)對(duì)排渣口造成堵塞，使得反應(yīng)不能連續(xù)進(jìn)行的問題。
[0056]使用本發(fā)明的反應(yīng)器處理礦石的方法適用于中、低品位礦石的綜合利用，克服了現(xiàn)有技術(shù)反應(yīng)設(shè)備落后造成的高能耗和環(huán)境污染的問題；本發(fā)明尤其對(duì)中、低品位礦石的反應(yīng)狀態(tài)及反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行控制，解決了物料出現(xiàn)熔融、結(jié)焦和堵塞的問題，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)式生產(chǎn)。
[0057]實(shí)施例1
[0058]以使用本發(fā)明的反應(yīng)器I處理中低品位磷礦制取五氧化二磷為例。
[0059]由磷礦制取五氧化二磷需要經(jīng)過兩步反應(yīng)，如下所示:
[0060]Ca3 (PO4) 2+A - P4 ? + 其他化學(xué)成分 Λ H>0
[0061]P4+502= 2P 205Δ H<0
[0062]其中A為能使磷還原的還原劑，可以是炭、硅石、石灰石等。
[0063]進(jìn)入反應(yīng)器的原料需要經(jīng)過造煉。造煉的具體步驟為:將采集的中低品位磷礦石(含磷17?22% )破碎后過篩，使磷礦石的顆粒直徑小于20目。再將還原劑與過篩后的磷礦一起放入造煉爐造煉，形成直徑為3?4mm的小顆粒，作為原料備用。將磷礦和還原劑制成小顆粒主要是根據(jù)反應(yīng)爐的要求，該步驟有助于還原反應(yīng)過程原料顆粒的流化。
[0064]反應(yīng)開始前，需要從燃?xì)膺M(jìn)口管15引入燃?xì)?、從空氣?3引入助燃劑空氣。燃?xì)饨?jīng)燃燒頭14上的噴孔141噴出后，可與助燃劑空氣混合均勻，使燃?xì)膺M(jìn)行充分燃燒。同時(shí)，通過空氣管上方的探測(cè)口 12監(jiān)測(cè)燃燒室10內(nèi)燃?xì)獾娜紵隣顟B(tài)。當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到1200°C左右時(shí)，開始投料。經(jīng)過造煉后的原料顆粒從進(jìn)料管21進(jìn)入反應(yīng)器的第一反應(yīng)室20，進(jìn)入的原料顆粒由從噴射拱11上的噴流通道111噴出的高溫高速氣體托起，懸浮于第一反應(yīng)室20，同時(shí)在1200°C的高溫下進(jìn)行還原反應(yīng)。反應(yīng)完后的尾渣通過第一反應(yīng)室20下方的排渣管24排出爐外。反應(yīng)生成的中間產(chǎn)物磷單質(zhì)隨向上流動(dòng)的氣流進(jìn)入第二反應(yīng)室30，同時(shí)與從第二反應(yīng)室30的進(jìn)氣管32進(jìn)入的富氧空氣在1650°C的高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)，生成五氧化二磷。生成的五氧化二磷可從第二反應(yīng)室30頂端的出口管31導(dǎo)出爐外。第二反應(yīng)室30內(nèi)進(jìn)行的氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此無需再設(shè)置燃燒頭也可使第二反應(yīng)室30的溫度達(dá)到反應(yīng)所需的高溫。另外，在反應(yīng)過程中生成的熔融態(tài)物