[发明专利]一种新型多功能螺旋输送反应装置

说明书

技术领域：本发明涉及一种将集成输送和反应两大功能的螺旋输送反应器内置于加热炉膛内以达到增强物料输送和反应焙烧效果、节省能源之目的的多功能反应装置。

技术背景：工业生产中经常需要对物料进行加热使其发生反应进而生成产品，故而需要对物料进行加热，其中又以焙烧反应最为常见。

焙烧-把物料(如矿石)加热而不使熔化，以改变其化学组成或物理性质(如氧化、还原、脱水、干燥等)。而我们通常指的焙烧工艺是指：固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程，可以有氧化、热解、还原、卤化等，通常用于无机化工和冶金工业。焙烧过程有加添加剂和不加添加剂两种类型。

不加添加剂的焙烧：也称煅烧，按用途可分为：①分解矿石，如石灰石化学加工制成氧化钙，同时制得二氧化碳气体；②活化矿石，目的在于改变矿石结构，使其易于分解，例如：将高岭土焙烧脱水，使其结构疏松多孔，易于进一步加工生产氧化铝；③脱除杂质，如脱硫、脱除有机物和吸附水等；④晶型转化，如焙烧二氧化钛使其改变晶型，改善其使用性质。

加添加剂的焙烧：添加剂可以是气体或固体，固体添加剂兼有助熔剂的作用，使物料熔点降低，以加快反应速度。按添加剂的不同有多种类型：

氧化焙烧：粉碎后的固体原料在氧气中焙烧，使其中的有用成分转变成氧化物，同时除去易挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。在硫酸工业中，硫铁矿焙烧制备二氧化硫是典型的氧化焙烧。冶金工业中氧化焙烧应用广泛，例如：硫化铜矿、硫化锌矿经氧化焙烧得氧化铜、氧化锌，同时得到二氧化硫。

还原焙烧：在矿石或盐类中添加还原剂进行高温处理，常用的还原剂是碳。在制取高纯度产品时，可用氢气、一氧化碳或甲烷作为焙烧还原剂。例如：贫氧化镍矿在加热下用水煤气还原，可使其中的三氧化二铁大部分还原为四氧化三铁，少量还原为氧化亚铁和金属铁；镍、钴的氧化物则还原为金属镍和钴。因为该过程中的三氧化二铁具有弱磁性，四氧化三铁具有强磁性，利用这种差别可以进行磁选，故此过程又称磁化焙烧。

氯化焙烧：在矿物或盐类中添加氯化剂进行高温处理，使物料中某些组分转变为气态或凝聚态的氧化物，从而同其他组分分离。氯化剂可用氯气或氯化物(如氯化钠、氯化钙等)。例如：金红石在流化床中加氯气进行氯化焙烧，生成四氯化钛，经进一步加工可得二氧化钛。又如在铝土矿化学加工中，加炭(高质煤)粉成型后氯化焙烧可制得三氯化铝。若在加氯化剂的同时加入炭粒，使矿物中难选的有价值金属矿物经氯化焙烧后，在炭粒上转变为金属，并附着在炭粒上，随后用选矿方法富集，制成精矿，其品位和回收率均可以提高，称为氯化离析焙烧。

硫酸化焙烧：以二氧化硫为反应剂的焙烧过程，通常用于硫化物矿的焙烧，使金属硫化物氧化为易溶于水的硫酸盐。若以Me表示金属，硫酸化焙烧主要包括下列过程：2MeS+3O₂-→2MeO+2SO₂例如：闪锌矿经硫酸化焙烧制得硫酸锌、硫化铜经硫酸化焙烧制得硫酸铜等。

碱性焙烧：以纯碱、烧碱或石灰石等碱性物质为反应剂，对固体原料进行高温处理的一种碱解过程。例如：软锰矿与苛性钾焙烧制取锰酸钾；铬铁矿与苛性钾焙烧制取铬酸钾。

钠化焙烧：在固体物料中加入适量的氯化钠、硫酸钠等钠化剂，焙烧后产物为易溶于水的钠盐。例如：湿法提钒过程中，细磨钒渣，经磁选除铁后，加钠化剂在回转窑中焙烧，渣中的三价钒氧化成五价钒。

焙烧过程所用设备，按固体物料运动特性，可分为固定床、移动床和流动床几类；按其所用加热炉的形式可分为反射炉、多膛炉、竖窑、回转窑、沸腾炉、施风炉等。

焙烧的前提是对物料的加热，这就涉及一个热利用效率的问题。当今社会，能源日渐成为稀缺资源，如何节能已成为社会与科技的前沿热点。本发明就是针对原有焙烧装置存在的诸如：焙烧时间长、物料输送效率低、连续化生产能力弱、热利用效率不够高等缺点，精心设计，将特殊的螺旋输送反应器内置于加热炉膛内，集成物料输送和反应两大功能于一体，达到增强输送和焙烧效果并节省能源之目的。本发明的技术方案是：

一、该新型多功能螺旋输送反应装置由料斗(1)、螺旋输送反应器(2)、加热炉(3)等部件组成，其中螺旋输送反应器又由若干个独立模块组成，模块主要结构包括：螺杆、电机、管壁和各相关零部件组成；

二、螺旋输送反应器中通过螺杆旋转带动物料运动并提供反应焙烧的发生场所；

三、将螺旋输送反应器内置于加热炉腔内，根据焙烧工艺的温度需要，由加热炉直接烘烤反应器提供反应所需温度条件，同时物料在反应器内螺旋输送动并发生反应，生成产品由反应器末端排出进入后续工艺步骤。