[发明专利]一种太阳能熔融还原铁装置及工艺

权利要求书

1.一种太阳能熔融还原铁装置，其特征在于：包括熔融还原铁反应机构和菲涅尔透镜机构，通过菲涅尔透镜机构将太阳能转换为热能用于熔融还原铁反应，该熔融还原铁反应机构包括密闭还原箱（2），该密闭还原箱内设置有还原容器（3）和收集容器（4）；

所述还原容器设置有多个阵列分布的物料容腔（11），该还原容器可转动；在物料融化后，其金属液体与渣滓进行分层，由于金属更重，其液体会沉到下方，完成后，还原容器转动，切换另一物料容腔，依次类推，直到物料容腔位于最下方时，在其重力的作用下自然下落并进入到收集容器中；

所述物料包括金属矿石和还原剂；

所述金属矿石为赤铁矿、红土矿、钒钛磁铁矿、高磷铁矿、褐铁矿、含铁海砂、赤泥、钢铁厂除尘灰、焊渣、割渣、氧化铁皮或硫酸渣；

所述还原剂为无烟煤、烟煤、褐煤、石油焦、焦炭沫、兰炭沫、木炭其中的一种或多种混合。

2.如权利要求1所述的一种太阳能熔融还原铁装置，特征在于：还包括底座（1），该密闭还原箱（2）可转动的设置于底座上，该还原容器的下方设置用于收集物料的收集容器（4），密闭还原箱（2）的外侧设置有料斗（5），该料斗通过传送装置与还原容器连通，该密闭还原箱还设置有排气口（6），该密闭还原箱（2）的顶部设置菲涅尔透镜机构以及太阳追踪器（12），通过菲涅尔透镜机构将太阳能聚焦至还原容器以实现还原工艺。

3.如权利要求1或2所述的一种太阳能熔融还原铁装置，其特征在于：所述菲涅尔透镜机构包括设置于密闭还原箱的支架（9）以及设置于支架上的菲涅尔透镜（10）。

4.如权利要求3所述的一种太阳能熔融还原铁装置，其特征在于：所述菲涅尔透镜为整块结构，或者多块拼装为整体结构，或者为多块独立菲涅尔透镜结构拼装而成。

5.如权利要求4所述的一种太阳能熔融还原铁装置，其特征在于：所述菲涅尔透镜为多块独立菲涅尔透镜结构拼装而成，每个独立菲涅尔透镜结构通过耦合后由光纤输送至还原容器处用于熔融还原铁。

6.如权利要求2所述的一种太阳能熔融还原铁装置，其特征在于：所述密闭还原箱通过滚动轴承装配于底座上，并通过驱动装置驱动密闭还原箱。

7.如权利要求2所述的一种太阳能熔融还原铁装置，其特征在于：所述传送装置包括设置于密闭还原箱外侧的螺旋传送装置（7）以及设置于密闭还原箱内的输送管（8），该螺旋传送装置（7）的进料口段连通料斗，出料口连通输送管（8），该输送管的另一端位于还原容器的上方。

8.如权利要求1或2所述的一种太阳能熔融还原铁装置，其特征在于：所述还原容器为圆盘式结构，该圆盘的圆周侧壁上设置有多个阵列分布的物料容腔（11），该还原容器可转动。

9.如权利要求2所述的一种太阳能熔融还原铁装置，其特征在于：还包括用于检测还原容器的温度测试仪（13），以及作为控制的控制系统，以实现系统的智能化；

还包括一氧化碳检测仪，以便于检测周围环境的一氧化碳的浓度；

还包括设置于料斗的料位传感器，以便于检测料位的情况。

10.一种太阳能熔融还原铁工艺，采用权利要求1-9任一项所述的一种太阳能熔融还原铁装置，其特征在于：包括以下步骤：

a、将物料放置进料斗中，开启还原装置，使料斗内的物料输送至还原容器内；所述物料包括金属矿石和还原剂；

所述金属矿石为赤铁矿、红土矿、钒钛磁铁矿、高磷铁矿、褐铁矿、含铁海砂、赤泥、钢铁厂除尘灰、焊渣、割渣、氧化铁皮或硫酸渣；

所述还原剂为无烟煤、烟煤、褐煤、石油焦、焦炭沫、兰炭沫、木炭其中的一种或多种混合；

b、通过太阳追踪器识别阳光的强度，并通过调整密闭还原箱转动调整至阳光最佳的位置，太阳光通过菲涅尔透镜后聚焦至还原容器处，以此对还原容器内的物料进行加热，先对密闭还原箱内的气体进行放空，实现密闭还原箱内的气体为一氧化碳，再实现熔融还原反应；

c、在物料融化后，其金属液体与渣滓进行分层，由于金属更重，其液体会沉到下方，完成后，还原容器转动，切换另一物料容腔，依次类推，直到物料容腔位于最下方时，在其重力的作用下自然下落并进入到收集容器中。