一种实验型悬浮态矿相转化装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种实验型悬浮态矿相转化装置及使用方法，所述装置包括加料系统、反应系统、加热保温系统、加热炉、供气系统、气体成分分析仪、温度传感器和压力传感器等组成；所述加料系统置于反应系统上方，并通过法兰与反应系统连接，所述反应系统自上而下包括内腔相连通的颗粒沉降室、反应室及分压室，所述颗粒沉降室侧壁上设置有测温口、测压口和出气口，所述反应室及分压室之间设置有布风板，所述分压室侧壁上设置有分压室测压口，分压室底部设有进气口，所述进气口连接供气系统，所述反应室置于加热炉内。本发明专利技术可通过反应室内温度与压力的控制，精准调控物料在气固反应过程中的矿相转化过程，可开展矿物的矿相转化调控机制研究。究。究。

【技术实现步骤摘要】
一种实验型悬浮态矿相转化装置及使用方法


[0001]本专利技术属于矿物加工设备
，特别涉及一种实验型悬浮态矿相转化装置及使用方法。

技术介绍

[0002]我国铁矿资源储量丰富，但我国铁矿资源呈现贫细杂的特点，共生关系复杂结晶粒度细，其中鲕状赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿、微细粒矿等典型的复杂难选铁矿资源储量高达200亿吨，采用常规的选矿技术难以获得理想的经济技术指标，悬浮磁化焙烧工艺是处理此类矿石的有效方法。悬浮磁化焙烧技术符合国家钢铁工业发展目标，节能减排、技术改造、淘汰落后、自主创新。我国对于赤铁矿、褐铁矿等难选铁矿利用率很低。发展难选铁矿高效利用技术,可减少对国际铁矿市场的依赖。悬浮焙烧技术在氧化铝行业大量应用、可靠的理论、试验数据、科学的焙烧工艺条件、合理的工艺设计综合决定了该技术在铁矿行业成功应用。悬浮磁化焙烧技术解决了国内外难选铁矿石的磁化焙烧技术难题，是难选铁矿石选矿技术的一次重大突破。其低能耗、高效率、大处理量的特点决定了该技术竞争力强，应用前景广阔。
[0003]一种小型悬浮焙烧装置CN201910903016.6为国内首台小型悬浮连续焙烧装置，可极大程度上模拟工艺生产，对悬浮焙烧装置的工业调试提供了很好的技术参考，但在实验室的基础研究工作中，连续焙烧装置无法准确的判断试验条件节点的指标，现有的焙烧装置多以管式竖炉为主，炉管多采用石英管，与钢制炉腔的传质传热效率相差很大，难以对矿物矿相转化的临界点进行精准的把控，因此需要设计实验型悬浮态矿相转化装置用于研究悬浮态矿相的转化过程。
专利技术内容
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供了一种结构简单、易于调节、便于操作的实验型悬浮态矿相转化装置及使用方法，该装置自动化程度高，保护措施完善，安全性高，可作为实验型悬浮态矿相转化装置。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实验型悬浮态矿相转化装置，包括加料系统、反应系统、加热炉、供气系统；所述加料系统置于反应系统上方，并通过法兰与反应系统连接，所述反应系统自上而下包括内腔相连通的颗粒沉降室、反应室及分压室，所述颗粒沉降室侧壁上设置有测温口、测压口和出气口，所述反应室及分压室之间设置有布风板，所述分压室侧壁上设置有分压室测压口，分压室底部设有进气口，所述进气口连接供气系统，所述反应室置于加热炉内。
[0006]进一步地，所述加料系统包括加料漏斗、加料管，双球形阀门，所述漏斗底部连接有与反应系统连通的加料管，所述加料管上设置双球形阀门，所述双球形阀门包括阀门I、阀门II。
[0007]进一步地，所述加料系统还包括石英玻璃板，所述石英玻璃板设置在加料管的底
部，加料管穿过石英玻璃板连通反应系统，所述加料漏斗、加料管，双球形阀门，石英玻璃板一体化设计；石英玻璃板与反应系统通过法兰挤压密封。所述石英玻璃板作为观测窗，用于直接观察颗粒沉降室物料的沉降现象以及反应室中物料的涌动状态。
[0008]进一步地，部分颗粒沉降室、部分分压室也置于加热炉内。
[0009]进一步地，所述测温口、测压口和出气口设置在颗粒沉降室上部的侧壁上，所述测温口接入温度传感器，测压口接入第一压力传感器，所述出气口接入第一流量传感器和气体成分分析仪；所述分压室测压口设置在分压室下部的侧壁上，所述分压室测压口接入第二压力传感器；所述进气口与供气系统的连接管道上设有第二流量传感器。
[0010]进一步地，所述加热炉具有陶瓷纤维异型炉膛，加热炉炉体为可旋转炉体，旋转角度为0～180
°
，所述加热炉采用电加热方式，可调节范围为0～1700℃，精准度
±
1℃。
[0011]进一步地，所述颗粒沉降室的外壁自上而下逐渐内收，外壁与垂直方向的夹角为5～15
°
；所述反应室及分压室呈直筒形，所述布风板固定或者可拆卸的安装在反应室及分压室之间。
[0012]进一步地，所述布风板为多孔耐高温介质材料，孔径为0.15～1mm。
[0013]进一步地，所述供气系统，用于提供单一气体，或者将2～3种气体按任意比例进行配比，通入反应系统。
[0014]进一步地，所述矿相转化装置适用于铁矿物、稀土、氰化尾渣、铁铝共生资源、石煤钒等矿物的矿相转化实验研究。
[0015]基于上述实验型悬浮态矿相转化装置的使用方法，包括以下步骤：
[0016]步骤1：将反应系统升温到预设温度，通过进气口向反应系统中通入安全气体(N2)排出空气；
[0017]步骤2：将物料加入加料漏斗，打开阀门I，待物料完全通过阀门I，关闭阀门I，打开阀门II，待物料完全进入反应系统，关闭阀门II；
[0018]步骤3：保证加料系统的阀门I、阀门II处于关闭状态，向反应系统中通入还原性气体，并开始计时；
[0019]步骤4：达到反应时间后，停止通入还原性气体，并通入安全气体排空还原性气体；
[0020]步骤5：打开加料系统与反应系统之间的连接法兰，并取下加料系统，旋转加热炉炉体将物料取出；
[0021]步骤6：将加料系统复位。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是：
[0023](1)本专利技术装置具有自动化程度高、超温报警等多重保护措施，控制精度高，安全可靠，操作简单，单次处理能力达30～200g；
[0024](2)本专利技术装置中的加料系统采用双球形阀门控制，实现了在对向气流中加入反应物料，避免对向气流对物料的反吹作用；
[0025](3)本专利技术装置的温度可调节范围广，其温度调节范围最高可达1700℃，反应系统整体采用310S不锈钢材质，导热速率快；
[0026](4)本专利技术所述悬浮态矿相转化装置，是基于磁化焙烧基础上，可通过反应室内温度与压力的控制，精准调控物料在气固反应过程中的矿相转化过程，可广泛应用于物料的还原气氛矿相转化、氧化气氛矿相转化、中性气氛矿相转化。本专利技术所述矿相转化装置温度
空间大(0～1700℃)，适用范围更广泛，可开展复杂难选铁矿物、稀土、氰化尾渣、铁铝共生资源、石煤钒等矿物的矿相转化调控机制研究。
[0027](5)本专利技术装置可按照试验需求配置各种传感器，便于实时观察焙烧反应的进行程度，如温度传感器、压力传感器、流量传感器及气体成分分析传感器等。
附图说明
[0028]图1为实施例1的实验型悬浮态矿相转化装置结构图；
[0029]图2为实施例1的实验型悬浮态矿相转化装置俯视图；
[0030]图3为实施例1的装置布风板结构图；
[0031]图4为实施例2的赤铁矿原矿物表面微观结构图；
[0032]图5为实施例3的试样XRD分析图；
[0033]图6为实施例3的原矿及悬浮磁化焙烧
‑
磁选过程各阶段产品XRD分析图；
[0034]1、加料漏斗，2、阀门Ⅰ，3、阀门Ⅱ，4、测压口，5、测温口，6、出气口，7、颗粒沉降室，8、反应室，9、加热炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实验型悬浮态矿相转化装置，其特征在于：包括加料系统、反应系统、加热炉、供气系统；所述加料系统置于反应系统上方，并通过法兰与反应系统连接，所述反应系统自上而下包括内腔相连通的颗粒沉降室、反应室及分压室，所述颗粒沉降室侧壁上设置有测温口、测压口和出气口，所述反应室及分压室之间设置有布风板，所述分压室侧壁上设置有分压室测压口，分压室底部设有进气口，所述进气口连接供气系统，所述反应室置于加热炉内。2.根据权利要求1所述的一种实验型悬浮态矿相转化装置，其特征在于：所述加料系统包括加料漏斗、加料管，双球形阀门，所述漏斗底部连接有与反应系统连通的加料管，所述加料管上设置双球形阀门，所述双球形阀门包括阀门I、阀门II。3.根据权利要求2所述的一种实验型悬浮态矿相转化装置，其特征在于：所述加料系统还包括石英玻璃板，所述石英玻璃板设置在加料管的底部，加料管穿过石英玻璃板连通反应系统，所述加料漏斗、加料管，双球形阀门，石英玻璃板一体化设计；石英玻璃板与反应系统通过法兰挤压密封。4.根据权利要求1所述的一种实验型悬浮态矿相转化装置，其特征在于：所述测温口、测压口和出气口设置在颗粒沉降室上部的侧壁上，所述测温口接入温度传感器，测压口接入第一压力传感器，所述出气口接入第一流量传感器和气体成分分析传感器；所述分压室测压口设置在分压室下部的侧壁上，所述分压室测压口接入第二压力传感器；所述进气口与供气系统的连接管道上设有第二流量传感器。5.根据权利要求1所述的一种实验型悬浮态矿相转化装置，其特征在于：所述加热炉具有陶瓷纤维异型炉膛，加热炉炉体为可旋转炉体，旋转角度为0～180
°
，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，安亚雄，余建文，韩跃新，袁帅，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：