[发明专利]煤矸石酸化反应窑

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矸石酸化反应窑，属于煤矸石提炼设备技术领域。

背景技术

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。一般情况下其主要成分是Al₂O₃、SiO₂等，因此煤矸石是一种可以利用的资源和能源。煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料，此外还可用于回收煤炭，煤与矸石混烧发电，制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属，也可作肥料。

在现有煤矸石的综合利用过程中，具体在酸化反应中，受现有设备的限制，煤矸石中和渣只能与较低浓度的硫酸溶液反应，使得产物三氧化二铝、二氧化钛等有氧化物的溶出率较低，从而限制了生产效率，不利于产业化和规模化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种煤矸石酸化反应窑，可使煤矸石中和渣（煤矸石提炼有氧化物的原料）能与98%硫酸充分反应，并得到较高溶出率的有氧化物，同时能减少硫酸对设备的腐蚀程度，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种煤矸石酸化反应窑，包括酸化反应窑，在酸化反应窑的顶端设有粒料进口和酸雾出口，在酸化反应窑腔体的中上部设有喷酸口，在喷酸口的下方设有翻转反应装置，位于翻转反应装置下方的酸化反应窑腔体通过加热口与供热风装置连通，在酸化反应窑底部卸料口上方设有粉碎装置。

作为优选，所述酸雾出口通过连通管、引风机与排湿管连通，在连通管内设有阀门。该种结构能将反应过程中产生的废气酸雾尽快的排出去，同时在反应时也可关闭阀门使腔体内的酸雾不致逸出去。

作为优选，所述翻转反应装置包括气缸、连接杆、转动轴和表面带有孔的翻板，其中气缸的伸缩杆与连接杆一端铰接，连接杆的另一端与转动轴连接，转动轴通过轴承安装在酸化反应窑内，翻板固定在转动轴上，气缸上下限设有行程开关，当气缸伸缩杆由下限位置向上限位置伸出时，转动轴带动翻板由处于竖直方向向水平方向转动。在需要进行酸化反应时，可将翻板转动到水平位置与酸化反应窑的中上部腔体组成一个反应腔，以便充分进行反应；在卸出产物时，只需将翻板转动到竖直位置即可。

作为优选，所述供热风装置包括热风炉、烟囱和鼓风机，鼓风机与热风炉腔体连通，热风炉通过热风出口及管道与酸化反应窑的加热口连通。

作为优选，所述粉碎装置包括电机、搅拌轴和搅拌块，其中搅拌块布置在搅拌轴上，搅拌轴通过轴承安装在酸化反应窑内，且搅拌轴通过联轴器、减速器与电机连接。该种结构能够将酸化反应后的产物破碎，以便卸料及后续工序处理。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明通过在酸化反应窑腔体内布置翻转反应装置，酸化反应时从粒料进口进入的中和渣落到翻板上，在翻转反应装置上方设置喷酸口，可定量喷出雾化的硫酸，因此反应时可通过称量中和渣，以及精确控制喷酸口喷出的硫酸，不浪费原材料，并且由于翻板上设有多个孔，可使得反应充分完全，进而提高三氧化二铝、二氧化钛等有氧化物的溶出率。

本发明中的翻转反应装置，在需要进行酸化反应时，可将翻板转动到水平位置与酸化反应窑的中上部腔体组成一个反应腔，以便充分进行反应；在卸出产物时，只需将翻板转动到竖直位置即可。供热风装置可提供酸化反应所需要的热量，粉碎装置可将产物破碎，便于卸料。

总之，本发明借由喷酸口、翻转反应装置、供热风装置、粉碎装置等组成一个巧妙的结构，能够有效的提高三氧化二铝、二氧化钛等有氧化物的溶出率，提高有氧化物的生产效率，同时减少硫酸对设备的腐蚀程度，具有结构巧妙，实用性较强，便于规模化生产的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是酸化反应窑的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

结合图1和图2，本发明煤矸石酸化反应窑包括酸化反应窑1，在酸化反应窑1的顶端设有粒料进口3和酸雾出口17，酸雾出口17通过连通管4、引风机7与排湿管5连通，在连通管4内安装有阀门6，用以控制连通管4的开闭；在酸化反应窑1腔体的中上部设有喷酸口2，在喷酸口2的下方安装有翻转反应装置，翻转反应装置包括气缸18、连接杆19、转动轴20和表面带有孔的翻板21，其中气缸18的伸缩杆与连接杆19一端铰接，连接杆19的另一端与转动轴20连接，转动轴20通过轴承安装在酸化反应窑1内，翻板21固定在转动轴20上，气缸18上下限安装有行程开关，用于控制气缸18的行程，当气缸18伸缩杆由下限位置向上限位置伸出时，转动轴20带动翻板21由竖直方向向水平方向转动；位于翻转反应装置下方的酸化反应窑1腔体通过加热口16与供热风装置连通，其中供热风装置包括热风炉10、烟囱9和鼓风机8，鼓风机8与热风炉10腔体连通，热风炉10通过热风出口11及管道与酸化反应窑1的加热口16连通；在酸化反应窑1底部卸料口13上方设有粉碎装置，粉碎装置包括电机12、搅拌轴14和搅拌块15，其中搅拌块15布置在搅拌轴14上，搅拌轴14通过轴承安装在酸化反应窑1内，且搅拌轴14通过联轴器、减速器与电机12连接。