采用悬浮预热回转窑一步法生产镁砂产品的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种采用悬浮预热回转窑一步法生产镁砂产品的设备及方法，是一种采用悬浮预热回转窑一步法直接煅烧、耐火重烧、中档氧化镁砂回转窑生产线,直接获得耐火级氧化镁砂产品的生产设备，通过悬浮预热一步法直接煅烧、耐火重烧、中档氧化镁砂回转窑生产线，解决了将镁砂竖窑不能煅烧20mm以下颗粒及粉状物料的难题，特别涉及一种采用悬浮预热回转窑一步法生产镁砂产品的设备及方法。

背景技术

目前，国内在现有技术中传统煅烧镁砂采用的设备为镁砂竖窑，镁砂竖窑包括普通竖窑、机械化竖窑两种类型。使用镁砂竖窑生产重烧镁砂，为了通风使原料颗粒度都限制在40mm-120mm之间，而生产中档镁砂，是以轻烧氧化镁为原料经粉磨、压球、烘干后掺加无烟煤直接煅烧，它们都存在着镁砂产品质量差、能耗高、环境污染严重等缺陷，对原料使用范围窄，大量20mm以下的小粒状物料被作为石渣低价售出，造成了矿产资源的极大浪费。

发明内容

本发明克服了上述存在的缺陷，目的是通过以天然菱镁矿为原料，采用悬浮预热回转窑一步法直接煅烧、耐火重烧、中档氧化镁砂生产线设备及生产方法，实现煅烧耐火氧化镁砂机械化程度高，煅烧温度可控，被煅烧物料均匀受热产品质量稳定，综合节能减排效果显著，提供一种采用悬浮预热回转窑一步法生产镁砂产品的设备及方法。

本发明采用悬浮预热回转窑一步法生产镁砂产品的设备，其特征在于：其特征在于：是由原料仓、电子皮带秤、提升机、旋风预热器系统、窑尾烟室、回转窑、燃烧器、回转冷却机、成品提升机和成品库组成生产线设备；原料仓通过物料调节阀与电子皮带秤头部相接，皮带秤尾部与提升机底部入口连接，上部出口通过管道三通至下料器和锁风阀与旋风预热器系统的二级预热器出风口连接，旋风预热器系统的物料出口通过窑尾烟室与回转窑尾部连接，回转窑头部通过窑头室与燃烧器连接，底部与回转冷却机连接，回转冷却机出料口与成品提升机入口连接，提升机出口与成品库连接；

所述的旋风预热器系统，是由：一级旋风预热器、二级旋风预热器、三级旋风预热器、四级旋风预热器、五级旋风预热器和六级旋风预热器采用管道及调节阀门依次连接组成。

本发明采用悬浮预热回转窑一步法生产氧化镁砂产品的方法，其特征在于：按下述工艺步骤：

（1）、将菱镁石破碎成≤5mm颗粒粉送入生料仓储存；

（2）、开启燃烧器7，对回转窑6及窑尾烟室和旋风预热器系统4进行预热，预热温度为500-800℃，预热6—12小时。同时悬浮预热器系统4保持在850-900℃，回转窑煅烧腔室的温度提高保持在1000℃，预热器系统内温度再升至850-900℃；

（3）、预热完成后开启生料提升机3，生料仓1的物料通过电子皮带秤2提升机3，以及三通下料器和锁风阀进入二级旋风预热器12的出风口管道，与二级预热器12的出风口热风混合，通过管道从一级旋风预热器11的进风口进入一级旋风预热器11内；

（4）、当预热器系统发生故障停止投料时，原料粉经过三通下料器的另一路排料管返回原料库1中。 在一级预热器11内被分离收集下来的物料，从出料口通过料管经锁风下料阀进入到三级旋风预热器13的出风口管道中，与三级旋风预热器13的出风口热风混合，通过管道从二级旋风预热器12的进风口进入二级旋风预热器12内，在二级旋风预热器12内被分离收集下来的物料，从出料口通过料管经锁风下料阀进入到下一级旋风预热器内，依此顺序直至五级旋风预热器15内，在五级旋风预热器15内被分离收集下来的物料，从出料口通过料管经锁风下料阀进入到窑尾烟室的出风口17，并与窑尾烟室的出风口17热风混合，通过管道进入到六级旋风预热器16内，在六级预热器16内被分离收集下来的物料，从出料口通过料管经锁风下料阀进入到进入窑尾烟室5中，从窑尾烟室5再进入到回转式煅烧窑6内煅烧，回转式煅烧窑6内煅烧所产生的高温烟气，从窑尾烟室出风口17通过管道依次经过六级旋风预热器16、五级旋风预热器15、四级旋风预热器14、三级旋风预热器13、二级旋风预热器12、一级旋风预热器11，通过一级旋风预热器11的出风口管道排出。一级旋风预热器的出风口管道分为两路，一路是在正常生产时，热烟气被用于烘干物料并经除尘器过滤收集后达标排放，另一路是在非正常生产时当出现系统点火升温和突发故障等情况时，烟气经过点火阀门排放。在一级旋风预热器11的出风口管道上设有冷风阀，用来调整一级旋风预热器11的出风口管道内的烟气温度；

（5）、在一至六级旋风预热器的集料斗上分别设有防堵清灰装置，用来清理预热器及料斗内的物料堆积堵塞，保证系统装置内物料畅通；

（6）、 来至六级旋风预热器16内被分离收集下料的物料，通过料管经锁风阀和窑尾烟室5的入料口，从窑尾烟室进入到回转式煅烧窑6内煅烧，在回转式煅烧窑6中，燃料装置中的燃料进入燃烧器7通过窑头罩在窑内燃烧，燃料燃烧温度升至1500-1800℃对物料进行充分煅烧，在煅烧过程中氧化镁晶体长大，体积收缩、密度增大，氧化镁的化学活性大为降底，即物料煅烧成为烧结镁砂。窑内的氧化镁砂随着窑体的转动从回转式煅烧窑6出料口通过窑头罩进入冷却机8入料口，在冷却机8中。自然空气从冷却机8的出料口进入冷却机内对物料进行冷却，冷却氧化镁砂所产生的热空气通过窑头罩进入回转式煅烧窑6内，作为入窑二次风，为回转式煅烧窑内6燃料燃烧提供助燃热空气；

（7）、冷却后的氧化镁砂从冷却机8的出口通过链式输送机和成品提升机9输送到氧化镁砂成品库10中；

（8）、成品提升机9和氧化镁成品库10在物料输送的过程中所产生的粉尘，被吸入到成品库除尘装置中，粉尘被过滤收集后进入氧化镁成品库10中；

（9）、在窑尾烟室和窑头罩的下料斜坡处，分别设有防堵清灰装置和收集清灰装置，用来清理窑尾烟室和窑头罩的下料斜坡处的物料堆积；

（10）、镁砂是采用0～20mm菱镁矿为原料，通过悬浮预热回转窑一步直接煅烧成中档、重烧镁砂、所产生的氧化镁砂。它的理化指标为：

MS-95：MgO%≥95、SiO2%≤2.0、CaO%≤1.6、Fe2O3%≤1.0、AI2O3%≤1.0、IgL%≤0.3、颗粒体积密度/(g/cm3) ≥3.2、颗粒组成10-60mm.

MS-94：MgO%≥94、SiO2%≤2.5、CaO%≤1.6、Fe2O3%≤1.0、AI2O3%≤1.1、IgL%≤0.3、颗粒体积密度/(g/cm3) ≥3.2、颗粒组成10mm-60mm。

本发明采用悬浮预热回转窑一步法生产氧化镁砂产品的设备及方法，其生产线设备具有原料利用率高、产品质量高、机械化程度高、操作控制易于掌握、单窑生产能力强、环保易于达标等特点，大量20mm以下的小粒状物料被收集利用，为国家节省了大量矿产资源。本发明采用菱镁矿山开采的过程中产生0～20mm以下颗粒及粉状物料，或采用菱镁矿浮选精矿粉、浮选尾矿粉，用回转窑余热通过悬浮预热器将物料预热后再至回转窑煅烧，生产氧化镁砂，提高了菱镁矿的综合利用率，通过实践证明各项指标均达到了设计要求，单窑产能大可复制、综合节能减排效果显著。本发明设备自动控制程度和性能可靠性高，为菱镁产业技术转型升级起到了示范作用。利用悬浮预热器、对煅烧窑尾余热进行充分回收利用，将0～5mm矿粉在悬浮预热器内充分预热后再进入回转窑内煅烧，大大节省了煅烧能耗和对环境的污染，机械化程度高，成品质量可控。

附图说明

图1是采用悬浮预热回转窑一步法煅烧氧化镁砂生产线设备结构示意图；

图2是旋风预热器结构示意图；

图中：1是原料仓、2是电子皮带秤、3是提升机、4是旋风预热器、5是窑尾烟室、6是回转窑、7是燃烧器、8是回转冷却机、9是成品提升机、10是成品库；11是一级旋风预热器，12是二级旋风预热器，13是三及旋风预热器，14是四级旋风预热器，15是五级旋风预热器, 16是六级旋风预热器，17是窑尾烟室出风口。

具体实施方式

见图1、图2，本发明采用悬浮预热回转窑一步法煅烧氧化镁砂生产线设备，由：原料仓1、电子皮带秤2、提升机3、旋风预热器4、窑尾烟室5、回转窑6、燃烧器7、回转冷却机8、成品提升机9和成品库10构成，采用悬浮预热回转窑一步法煅烧氧化镁砂生产线设备。

原料仓1通过管道与电子皮带秤2前端相接，皮带秤末端与提升机3入口连接，上部出口通过管道三通至下料器和锁风阀与旋风预热器系统4的二级预热器12出风口连接，旋风预热器系统4的物料出口通过窑尾烟室5与回转窑6尾部连接，回转窑6头部通过窑头室与燃烧器7连接，底部与回转冷却机8连接，回转冷却机8出料口与成品提升机9入口连接，提升机9出口与成品库10连接。

旋风预热器4是由：一级旋风预热器11、二级旋风预热器12、三级旋风预热器13、四级旋风预热器14、五级旋风预热器15和六级旋风预热器16采用管道依次连接组成。

本发明采用悬浮预热一步法生产氧化镁砂产品的方法，按下述工艺步骤：

（1）、将菱镁石破碎成≤5mm颗粒粉送入生料仓储存；

（2）、开启燃烧器7，对回转窑6及窑尾烟室和旋风预热器系统4进行预热，预热温度为500-800℃，预热6—12小时。同时悬浮预热器系统4保持在850-900℃，回转窑煅烧腔室的温度提高保持在1000℃，预热器系统内温度再升至850-900℃；

（3）、预热完成后开启生料提升机3，生料仓1的物料通过电子皮带秤2提升机3，以及三通下料器和锁风阀进入二级旋风预热器12的出风口管道，与二级预热器12的出风口热风混合，通过管道从一级旋风预热器11的进风口进入一级旋风预热器内；

（4）、当预热器系统发生故障停止投料时，原料粉经过三通下料器的另一路排料管返回原料库1中。 在一级预热器11内被分离收集下来的物料，从出料口通过料管经锁风下料阀进入到三级旋风预热器13的出风口管道中，与三级旋风预热器13的出风口热风混合，通过管道从二级旋风预热器12的进风口进入二级旋风预热器12内，在二级旋风预热器12内被分离收集下来的物料，从出料口通过料管经锁风下料阀进入到下一级旋风预热器内，依此顺序直至五级旋风预热器15内，在五级旋风预热器15内被分离收集下来的物料，从出料口通过料管经锁风下料阀进入到窑尾烟室的出风口17，并与窑尾烟室的出风口17热风混合，通过管道进入到六级旋风预热器16内，在六级预热器16内被分离收集下来的物料，从出料口通过料管经锁风下料阀进入到进入窑尾烟室5中，从窑尾烟室5再进入到回转式煅烧窑6内煅烧，回转式煅烧窑6内煅烧所产生的高温烟气，从窑尾烟室出风口17通过管道依次经过六级旋风预热器16、五级旋风预热器15、四级旋风预热器14、三级旋风预热器13、二级旋风预热器12、一级旋风预热器11，通过一级旋风预热器11的出风口管道排出。一级旋风预热器的出风口管道分为两路，一路是在正常生产时，热烟气被用于烘干物料并经除尘器过滤收集后达标排放，另一路是在非正常生产时当出现系统点火升温和突发故障等情况时，烟气经过点火阀门排放。在一级旋风预热器11的出风口管道上设有冷风阀，用来调整一级旋风预热器11的出风口管道内的烟气温度；

（5）、在一至六级旋风预热器的集料斗上分别设有防堵清灰装置，用来清理预热器及料斗内的物料堆积堵塞，保证系统装置内物料畅通。在一至六级旋风预热器上设有温度检测器和压力检测器，用来检测系统装置内不同部位烟气的温度和压力；

（6）、 来至六级旋风预热器16内被分离收集下料的物料，通过料管经锁风阀和窑尾烟室5的入料口，从窑尾烟室进入到回转式煅烧窑6内煅烧，在回转式煅烧窑6中，燃料装置中的燃料进入燃烧器7通过窑头罩在窑内燃烧，燃料燃烧温度升至1500-1800℃对物料进行充分煅烧，在煅烧过程中氧化镁晶体长大，体积收缩、密度增大，氧化镁的化学活性大为降底，即物料煅烧成为烧结镁砂。窑内的氧化镁砂随着窑体的转动从回转式煅烧窑6出料口通过窑头罩进入冷却机8入料口，在冷却机8中。自然空气从冷却机8的出料口进入冷却机内对物料进行冷却，冷却氧化镁砂所产生的热空气通过窑头罩进入回转式煅烧窑6内，作为入窑二次风，为回转式煅烧窑内6燃料燃烧提供助燃热空气；

（7）、冷却后的氧化镁砂从冷却机8的出口通过链式输送机和成品提升机9输送到氧化镁砂成品库10中；

（8）、成品提升机9和氧化镁成品库10在物料输送的过程中所产生的粉尘，被吸入到成品库除尘装置中，粉尘被过滤收集后进入氧化镁成品库10中；

（9）、在窑尾烟室和窑头罩的下料斜坡处，分别设有防堵清灰装置和收集清灰装置，用来清理窑尾烟室和窑头罩的下料斜坡处的物料堆积；

（10）、镁砂是采用0～20mm菱镁矿为原料，通过悬浮预热回转窑一步直接煅烧成中档、重烧镁砂：所产生的氧化镁砂理化指标为：

MS-95：MgO%≥95、SiO2%≤2.0、CaO%≤1.6、Fe2O3%≤1.0、AI2O3%≤1.0、IgL%≤0.3、颗粒体积密度/(g/cm3) ≥3.2、颗粒组成10-60mm；

MS-94：MgO%≥94、SiO2%≤2.5、CaO%≤1.6、Fe2O3%≤1.0、AI2O3%≤1.1、IgL%≤0.3、颗粒体积密度/(g/cm3) ≥3.2、颗粒组成10mm-60mm。

本发明采用悬浮预热回转窑一步法生产氧化镁砂产品的设备及方法，其生产线设备具有原料利用率高、产品质量高、机械化程度高、操作控制易于掌握、单窑生产能力强、环保易于达标等特点，大量20mm 以下的小粒状物料被收集利用，为国家节省了大量矿产资源。本发明采用菱镁矿山开采的过程中产生0～20mm以下颗粒及粉状物料，或采用菱镁矿浮选精矿粉、浮选尾矿粉，用回转窑余热通过悬浮预热器将物料预热后再至回转窑煅烧，生产氧化镁砂，提高了菱镁矿的综合利用率，通过实践证明各项指标均达到了设计要求，单窑产能大可复制、综合节能减排效果显著。本发明设备自动控制程度和性能可靠性高，为菱镁产业技术转型升级起到了示范作用。利用悬浮预热器、对煅烧窑尾余热进行充分回收利用，将0～5mm矿粉在悬浮预热器内充分预热后再进入回转窑内煅烧，大大节省了煅烧能耗和对环境的污染，机械化程度高，成品质量可控。