一种皮江法炼镁还原渣的处理装置及其处理工艺

摘要

本发明公开了一种皮江法炼镁还原渣的处理装置，包括：还原渣料筒、冷却机、一级筛筛筒、二级筛筛筒、过筛还原渣粉贮仓、管式球磨机和成品还原渣粉贮仓；处理工艺：(1)将还原渣通过还原渣料筒送入冷却机，然后通入冷风进行冷却；(2)依次通过一级筛筛筒和二级筛筛筒，然后送入过筛还原渣粉贮仓；(3)送入管式球磨机，研磨后送入成品还原渣粉贮仓，得到成品还原渣粉。本发明通过回收还原炉中排出的热还原渣的热能，并把还原渣在回收热量过程中进行分离，将含镁量低的还原渣进行细磨，同时加入水泥熟料或其他助剂后混合研磨成水泥；将含镁量高的还原渣加工成矿棉或轻质氧化镁成品，使镁还原渣资源得到科学、高值的资源循环回收再利用。

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业固体废弃物循环回收再利用技术领域，更具体的说是涉及一种皮江法炼镁还原渣的处理装置及其处理工艺。

背景技术

镁，是一种密度为1.738g/cm

目前，中国是全世界最大的金属镁生产国，中国的金属镁产量为85-100万吨，占全世界总产量的80％-85％左右。中国的金属镁生产全都采用皮江法热还原工艺，生产金属镁的原料为含碳酸镁和碳酸钙等的白云石，还原剂为含硅75％、含铁约25％的硅铁合金，经过熔烧后的白云石和硅铁按比例混合制成球团，在真空条件下焙烧还原，镁还原后收集，再进行精制得到镁产品。镁在还原过程中，白云石焙烧得到钙、镁的氧化物，由于镁的还原性大于钙，氧化镁还原后产生镁蒸汽，冷疑成为金属镁产品，还原过程中，硅铁还原剂中的硅夺取氧化镁中氧而转化成的二氧化硅和残余氧化钙形成类似水泥主要成分的硅酸二钙矿相，是水泥产品中不可缺少的重要组份。

但是在金属镁还原中，由于原料和硅铁的质量，还原反应过程中的温度、真空度、还原时间、还原原料质量等状况，以及还原原料在还原装置中的温度分布状态等，这些都决定着还原状况。

综合以上因素，现在国内皮江法金属镁各企业还由于所处地域、大气和原料质量，以及操作和管理人员的操作水平和理念的差异，各生产厂家目前所排出的还原渣质量差别很大。按国家水泥标准规定，水泥熟料中氧化镁的含量不得超过5％，实际生产中，一大部分厂家维持在5％左右，还有一大部分的氧化镁含量高达9％以上。在水泥产品中，氧化镁在水泥成分水化后也发生水化，但和氧化钙等成分不同不同的是，氧化镁水化后结晶会发生转化，转化过程发生膨胀溃散，使混凝土发生严重质量事故，除了其他原因，氧化镁含量是水泥质量最主要的因素。

因此，如何把皮江法炼镁还原渣循环回收利用好，如何把这个部分能够使水泥产品绿色、节能、环保、高效的皮江法炼镁还原渣得到循环回收再利用，降低还原渣中的氧化镁含量是关键中的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种皮江法炼镁还原渣的处理装置及其处理工艺，以降低皮江法炼镁还原渣中的氧化镁含量，并使其合理循环回收再利用，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种皮江法炼镁还原渣的处理装置，包括：还原渣料筒、冷却机、一级筛筛筒、二级筛筛筒、过筛还原渣粉贮仓、管式球磨机和成品还原渣粉贮仓；其中，还原渣料筒的出口端依次与冷却机、一级筛筛筒、二级筛筛筒、过筛还原渣粉贮仓、管式球磨机和成品还原渣粉贮仓连接。

本发明的有益效果在于，通过冷却机将温度高达1000℃以上的还原渣用冷风缓慢冷却，并吸收了还原渣中的大部分热量，在缓慢冷却过程中，含镁量高的还原渣保持原状态不粉化，含镁量低的还原渣颗粒被粉化成粉状，然后通过一级筛筛筒和二级筛筛筒进行过筛，通过管式球磨机进行研磨，得到镁含量较低且粒径较小的成品还原渣粉，用于制备高质量水泥。

进一步，上述处理装置还包括：熟料贮仓、粉煤灰贮仓、混合料皮带、大倾角皮带机、成品贮仓和包装机；其中，成品还原渣粉贮仓、熟料贮仓和粉煤灰贮仓依次设置于混合料皮带的上方；大倾角皮带机设置于混合料皮带的末端；成品贮仓和包装机依次设置于大倾角皮带机的末端。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明将成品还原渣粉、熟料和粉煤灰混合后通过大倾角皮带机和包装机进行成品包装，从而得到镁还原渣水泥产品或胶凝材料产品。

进一步，上述处理装置还包括：重力除尘室、余热锅炉、锅炉集灰收集室、布袋除尘器、引风机和排气筒；其中，冷却机的出口端依次与重力除尘室、余热锅炉、锅炉集灰收集室、布袋除尘器、引风机和排气筒连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明通过重力除尘室除去空气中的灰尘，通过余热锅炉吸收空气中的剩余热量，产生0.75-1.2MPa的中低压蒸汽用于生活，采用3.8MPa的中压锅炉产生的中压3.8MPa蒸汽用于发电，通过锅炉集灰收集室和布袋除尘器除去空气中的剩余灰尘，最后通过引风机和排气筒将合格尾气排至大气中。

进一步，上述冷却机的进口端设置有冷却机冷端，冷却机冷端的外部设置有冷却风进口管，冷却风进口管上设置有控制阀；具体的，冷风依次通过冷却风进口管和冷却机冷端进入冷却机。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明通过冷却风进口管及控制阀控制冷却风的进入量，通过冷却机冷端进行进一步制冷。

进一步，上述一级筛筛筒的外部设置有一级筛筒罩，二级筛筛筒的外部设置有二级筛筒罩。更进一步，上述一级筛筛筒的目数为5-8目，二级筛筛筒的目数为18-20目；一级筛筒罩和二级筛筒罩均为圆锥形。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明通过圆锥形的一级筛筒罩和二级筛筒罩，方便了冷却还原渣粉的过筛分离操作。

一种上述皮江法炼镁还原渣的处理装置的处理工艺，具体包括以下步骤：

(1)将从还原炉中取出的还原渣通过还原渣料筒送入冷却机，然后通入冷风进行冷却，得到冷却还原渣粉；

(2)将冷却还原渣粉依次通过一级筛筛筒和二级筛筛筒，然后送入过筛还原渣粉贮仓，得到过筛还原渣粉；

(3)将过筛还原渣粉送入管式球磨机，研磨至粒径为38-40μm后送入成品还原渣粉贮仓，得到成品还原渣粉。

进一步，上述处理工艺还包括步骤(4)：将成品还原渣粉贮仓、熟料贮仓和粉煤灰贮仓中的各物料计量放于混合料皮带上，由大倾角皮带机传送至成品贮仓，经过包装机装入成品袋，入库。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，由于还原渣中主要成分为硅酸钙，还需要熟料中游离氧化钙用作激发剂，故此处理工艺不需长时间大贮量均化陈化，简化了工艺，精简了设备，降低了投资。

进一步，上述处理工艺还包括步骤(5)：将冷却机中吸收了还原渣热量后的空气依次送入重力除尘室、余热锅炉、锅炉集灰收集室、布袋除尘器、引风机和排气筒，然后排入大气。

进一步，上述处理工艺还包括步骤(6)：将一级筛筛筒和二级筛筛筒筛出的未过筛还原渣粉加入电渣炉中升温至1480-1600℃后熔化，然后用压力为0.1-0.2MPa的空气吹制成纤维，再用圆筒筛抽气，得到矿棉；

或，将一级筛筛筒和二级筛筛筒筛出的未过筛还原渣粉加入研磨机研磨为粒径小于58μm的细粉，然后加入5-6倍质量的水混合打浆，过滤后得到浆渣和浆液；将浆液在压力为0.8-1.0MPa、反应温度为25-30℃的CO

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，向制得的矿棉中添加淀粉粘接加工成毡带或毡板，可用作保温、隔热，隔音材料；制得的水泥熟料可用作水泥的工业生产；制得的轻质氧化镁成品可用作橡胶、塑料、硅钢、耐火材料、医药和电子封装材料等。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、皮江法炼镁还原渣中主要成分为类似水泥产品中的硅酸二钙，但由于其中还有对水泥有害的氧化镁，所以本发明通过除去还原渣中残余的氧化镁，把镁还原渣制成合格水泥是资源循回收利用的极好措施。

2、本发明通过回收还原炉中排出的热还原渣的热能，并把含镁量高和含镁量低的还原渣在回收热量过程中进行分离，将含镁量低的还原渣进行细磨，提高其比表面积，同时加入水泥熟料或其他助剂(如早强剂或促凝剂)后混合研磨成水泥，将含镁量高的还原渣加工成矿棉或轻质氧化镁成品，使镁还原渣资源得到科学、高值的资源循环回收再利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的皮江法炼镁还原渣的处理装置的结构示意图。

其中，1-还原渣料筒，2-冷却机，3-一级筛筛筒，4-二级筛筛筒，5-过筛还原渣粉贮仓，6-管式球磨机，7-成品还原渣粉贮仓，8-熟料贮仓，9-粉煤灰贮仓，10-混合料皮带，11-大倾角皮带机，12-成品贮仓，13-包装机，14-重力除尘室，15-余热锅炉，16-锅炉集灰收集室，17-布袋除尘器，18-引风机，19-排气筒，20-冷却风进口管，21-冷却机冷端，22-一级筛筒罩，23-二级筛筒罩。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明实施例公开了一种皮江法炼镁还原渣的处理装置，如图1所示，包括：还原渣料筒1、冷却机2、一级筛筛筒3、二级筛筛筒4、过筛还原渣粉贮仓5、管式球磨机6和成品还原渣粉贮仓7；其中，还原渣料筒1的出口端依次与冷却机2、一级筛筛筒3、二级筛筛筒4、过筛还原渣粉贮仓5、管式球磨机6和成品还原渣粉贮仓7连接。本发明通过冷却机2将温度高达1000℃以上的还原渣用冷风缓慢冷却，并吸收了还原渣中的大部分热量，在缓慢冷却过程中，含镁量高的还原渣保持原状态不粉化，含镁量低的还原渣颗粒被粉化成粉状，然后通过一级筛筛筒3和二级筛筛筒4进行过筛，通过管式球磨机6进行研磨，得到镁含量较低且粒径较小的成品还原渣粉，用于制备高质量水泥。

在一个实施例中，皮江法炼镁还原渣的处理装置还包括：熟料贮仓8、粉煤灰贮仓9、混合料皮带10、大倾角皮带机11、成品贮仓12和包装机13；其中，成品还原渣粉贮仓7、熟料贮仓8和粉煤灰贮仓9依次设置于混合料皮带10的上方；大倾角皮带机11设置于混合料皮带10的末端；成品贮仓12和包装机13依次设置于大倾角皮带机11的末端。本发明将成品还原渣粉、熟料和粉煤灰混合后通过大倾角皮带机11和包装机13进行成品包装，从而得到镁还原渣水泥产品或胶凝材料产品。

在一个实施例中，皮江法炼镁还原渣的处理装置还包括：重力除尘室14、余热锅炉15、锅炉集灰收集室16、布袋除尘器17、引风机18和排气筒19；其中，冷却机2的出口端依次与重力除尘室14、余热锅炉15、锅炉集灰收集室16、布袋除尘器17、引风机18和排气筒19连接。本发明通过重力除尘室14除去空气中的灰尘，通过余热锅炉15吸收空气中的剩余热量，产生0.75-1.2MPa的中低压蒸汽用于生活，采用3.8MPa的中压锅炉产生的中压3.8MPa蒸汽用于发电，通过锅炉集灰收集室16和布袋除尘器17除去空气中的剩余灰尘，最后通过引风机18和排气筒19将合格尾气排至大气中。

在一个实施例中，冷却机2的进口端设置有冷却机冷端21，冷却机冷端21的外部设置有冷却风进口管20，冷却风进口管20上设置有控制阀；具体的，冷风依次通过冷却风进口管20和冷却机冷端21进入冷却机2。本发明通过冷却风进口管20及控制阀控制冷却风的进入量，通过冷却机冷端21进行进一步制冷。

在一个实施例中，一级筛筛筒3的外部设置有圆锥形的一级筛筒罩22，二级筛筛筒4的外部设置有圆锥形的的二级筛筒罩23；具体的，一级筛筛筒3的目数为5目，二级筛筛筒4的目数为18目；在另一个实施例中，一级筛筛筒3的目数为8目，二级筛筛筒4的目数为20目。本发明通过圆锥形的一级筛筒罩22和二级筛筒罩23，方便了冷却还原渣粉的过筛分离操作。

实施例1

皮江法炼镁还原渣的处理装置的处理工艺，具体包括以下步骤：

(1)将从还原炉中取出的还原渣通过还原渣料筒1送入冷却机2，然后通入冷风进行冷却，得到冷却还原渣粉；其中，冷却机2的进口端设置有冷却机冷端21，冷却机冷端21的外部设置有冷却风进口管20，冷却风进口管20上设置有控制阀，冷风依次通过冷却风进口管20和冷却机冷端21进入冷却机2；

(2)将冷却还原渣粉依次通过目数为5目的一级筛筛筒3、圆锥形的一级筛筒罩22、目数为18目的二级筛筛筒4和圆锥形的的二级筛筒罩23，然后送入过筛还原渣粉贮仓5，得到过筛还原渣粉；

(3)将过筛还原渣粉送入管式球磨机6，研磨至粒径为38μm后送入成品还原渣粉贮仓7，得到成品还原渣粉；

(4)将成品还原渣粉贮仓7、熟料贮仓8和粉煤灰贮仓9中的各物料计量放于混合料皮带10上，由大倾角皮带机11传送至成品贮仓12，经过包装机13装入成品袋，入库；

(5)将冷却机2中吸收了还原渣热量后的空气依次送入重力除尘室14、余热锅炉15、锅炉集灰收集室16、布袋除尘器17、引风机18和排气筒19，然后排入大气；

(6)将一级筛筛筒3和二级筛筛筒4筛出的未过筛还原渣粉加入电渣炉中升温至1480℃后熔化，然后用压力为0.1MPa的空气吹制成纤维，再用圆筒筛抽气，得到矿棉。

实施例2

皮江法炼镁还原渣的处理装置的处理工艺，具体包括以下步骤：

(1)将从还原炉中取出的还原渣通过还原渣料筒1送入冷却机2，然后通入冷风进行冷却，得到冷却还原渣粉；其中，冷却机2的进口端设置有冷却机冷端21，冷却机冷端21的外部设置有冷却风进口管20，冷却风进口管20上设置有控制阀，冷风依次通过冷却风进口管20和冷却机冷端21进入冷却机2；

(2)将冷却还原渣粉依次通过目数为5目的一级筛筛筒3、圆锥形的一级筛筒罩22、目数为18目的二级筛筛筒4和圆锥形的的二级筛筒罩23，然后送入过筛还原渣粉贮仓5，得到过筛还原渣粉；

(3)将过筛还原渣粉送入管式球磨机6，研磨至粒径为40μm后送入成品还原渣粉贮仓7，得到成品还原渣粉；

(4)将成品还原渣粉贮仓7、熟料贮仓8和粉煤灰贮仓9中的各物料计量放于混合料皮带10上，由大倾角皮带机11传送至成品贮仓12，经过包装机13装入成品袋，入库；

(5)将冷却机2中吸收了还原渣热量后的空气依次送入重力除尘室14、余热锅炉15、锅炉集灰收集室16、布袋除尘器17、引风机18和排气筒19，然后排入大气；

(6)将一级筛筛筒3和二级筛筛筒4筛出的未过筛还原渣粉加入研磨机研磨为粒径小于58μm的细粉，然后加入6倍质量的水混合打浆，过滤后得到浆渣和浆液；将浆液在压力为1.0MPa、反应温度为30℃的CO

实施例3

皮江法炼镁还原渣的处理装置的处理工艺，具体包括以下步骤：

(1)将从还原炉中取出的还原渣通过还原渣料筒1送入冷却机2，然后通入冷风进行冷却，得到冷却还原渣粉；冷却机2的进口端设置有冷却机冷端21，冷却机冷端21的外部设置有冷却风进口管20，冷却风进口管20上设置有控制阀，冷风依次通过冷却风进口管20和冷却机冷端21进入冷却机2；

(2)将冷却还原渣粉依次通过目数为8目的一级筛筛筒3、圆锥形的一级筛筒罩22、目数为20目的二级筛筛筒4和圆锥形的的二级筛筒罩23，然后送入过筛还原渣粉贮仓5，得到过筛还原渣粉；

(3)将过筛还原渣粉送入管式球磨机6，研磨至粒径为40μm后送入成品还原渣粉贮仓7，得到成品还原渣粉；

(4)将成品还原渣粉贮仓7、熟料贮仓8和粉煤灰贮仓9中的各物料计量放于混合料皮带10上，由大倾角皮带机11传送至成品贮仓12，经过包装机13装入成品袋，入库；

(5)将冷却机2中吸收了还原渣热量后的空气依次送入重力除尘室14、余热锅炉15、锅炉集灰收集室16、布袋除尘器17、引风机18和排气筒19，然后排入大气；

(6)将一级筛筛筒3和二级筛筛筒4筛出的未过筛还原渣粉加入电渣炉中升温至1600℃后熔化，然后用压力为0.2MPa的空气吹制成纤维，再用圆筒筛抽气，得到矿棉。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、皮江法炼镁还原渣中主要成分为类似水泥产品中的硅酸二钙，但由于其中还有对水泥有害的氧化镁，所以本发明通过除去还原渣中残余的氧化镁，把镁还原渣制成合格水泥是资源循回收利用的极好措施。

2、本发明通过回收还原炉中排出的热还原渣的热能，并把含镁量高和含镁量低的还原渣在回收热量过程中进行分离，将含镁量低的还原渣进行细磨，提高其比表面积，同时加入水泥熟料或其他助剂(如早强剂或促凝剂)后混合研磨成水泥，将含镁量高的还原渣加工成矿棉或轻质氧化镁成品，使镁还原渣资源得到科学、高值的资源循环回收再利用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。