一種低能耗環保式磁化焙燒尾礦冷卻處理系統的製作方法

2023-06-01 18:46:51

本發明涉及一種低能耗環保式磁化焙燒尾礦冷卻處理系統。

背景技術：

通常尾礦是選礦中產生最大的固體廢物之一，大部份的尾礦是進入尾礦庫或充填，也是選礦行業當中是最大汙染源，我國每年有幾十億噸的尾礦排放在尾礦庫或充填，在金屬礦選礦產生的尾礦中大部份含有三氧化二鐵及其他金屬原素沒有得到有效的回收利用直接排入尾礦庫或充填；而如果開發利用好長期累積的大量固體廢物尾礦，既可「變廢為寶」，又可有效緩解資源和環境壓力，並可以釋放被尾礦佔用的大量土地資源，我國尾礦大部份沒有得到充分利用，現有利用固體廢物尾礦的再生是通過對尾礦經濃縮、脫水、烘乾、磁化焙燒，冷卻，磨礦、磁選等工藝實現資源的綜合回收利用，然而，在上述工藝中，經磁化焙燒後的尾礦，通常具有較高的出爐溫度，從700度降到100度以下，為了防止尾礦在出磁化焙燒窯後高溫條件下接觸空氣二次氧化，需要對焙燒後的尾礦進行冷卻處理，但國內外並沒有磁化焙燒尾礦及細粒粉礦的案例，參照目前國內外對氧化礦磁化焙燒文獻見之於報端廣範是用原礦進行破碎到10mm到30mm左右的粒度，進入迴轉窯或豎窯的焙燒方式，焙燒後的產品為了不讓他接觸空氣只好採用進入水淬冷卻法，通過大量的水，使焙燒礦從700度直接進入水中快速降溫至50度左右，然後採用脫水後再進入磨礦。然而，如果是尾礦的冷卻過程中採用直接進入水中的這種方式根本是無法進行，申請人發現，水淬冷卻存在如下問題有待解決：

1、冷卻過程中，大量的水會成為氣霧，尾礦及細粒粉礦因為粒度太細會成為粉塵與氣霧混合向空中排放，由於氣霧含水份太大無法在密閉空間內進行有效的除塵處理，氣霧及大量的粉塵會造成了工作環境的惡劣；同時，這些氣霧混合粉塵是巨大的汙染空氣；

2、因為尾礦及細粒粉礦的粒度太細如果通過水直接冷卻還會造成，在冷卻後的物料存在脫水困難，汙水當中還會存在大量的浮物，另外冷卻一噸的磁化焙燒後的礦，通常需要大約7-12噸的水，而這部分水較難回收直接利用，造成了水資源的大量浪費，部分液態水同樣混雜重金屬，也需要進行處理後才能再次利用或排放，成本極高；

3、尾礦中本身攜帶的大量熱能直接進入水中，這部分熱能因為水中含有大量的泥漿及礦物而無法得到有效的回收利用，還要進行汙水處理並冷卻後排放，造成極大的浪費。

所以現有人設計出臥式尾礦冷卻處理裝置，通過揚礦輸送裝置將尾礦送入冷卻桶，冷卻桶壁將尾料和水隔開，冷卻桶外設有流動水，進行冷卻處理，該裝置存著以下幾個問題：

1、必須設有動力裝置（揚礦輸送裝置）將尾礦送入冷卻桶；

2、由於冷卻面積只限於桶內壁，而尾礦通過揚礦輸送裝置卷揚後跟冷卻桶壁接觸，在冷卻過程中間，由於冷卻桶壁與尾礦的接觸面積有限，導致冷卻不均勻，一部分尾礦冷卻不足，出窯後由於這部分高溫尾礦接觸空氣出現二次氧化的情況。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種低能耗環保式磁化焙燒尾礦冷卻處理系統。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種低能耗環保式磁化焙燒尾礦冷卻處理系統，包括密閉尾礦冷卻罐，其特徵在於：所述的密閉尾礦冷卻罐豎直放置，上部設置物料入口，下部設置物料出口，罐內豎直安裝有水循環螺旋輸送管道；所述水循環螺旋輸送管道包括水循環螺旋腔道和物料螺旋滑道，所述物料螺旋滑道位於所述水循環螺旋腔道上表面，且和所述水循環螺旋腔道螺旋向下；所述水循環螺旋腔道包括進水口和出水口。

優選的，所述的密閉尾礦冷卻罐罐體的罐壁為內外層雙層結構，內外層之間為水循環冷卻腔，所述水循環冷卻腔包括水循環冷卻腔進水口和水循環冷卻腔出水口。

優選的，所述的密閉尾礦冷卻罐罐體的罐體外纏繞水循環冷卻管。

優選的，所述的水循環螺旋輸送管道環繞截面為凹字形或月牙形。

優選的，所述的密閉尾礦冷卻罐安裝有中軸，所述水循環螺旋輸送管道環繞罐體中軸安裝，所述物料螺旋滑道螺旋向下時所述物料螺旋滑道螺旋的內邊緣與所述中軸保持相連。

優選的，所述的物料螺旋滑道螺旋向下時所述的物料螺旋滑道螺旋的外邊緣與所述的密閉尾礦冷卻罐的罐壁保持相連。

採用上述方案後，一方面，由於密閉尾礦冷卻罐的水冷循環自成系統，水不與高溫焙燒後的尾礦及細粒粉礦直接接觸不會產生大量氣霧，僅是利用水循環完成熱交換，不產生氣霧及混合粉塵，不會造成空氣汙染，也避免了與空氣直接接觸後的氧化，有利於下級回收系統的工作；可以避免細粒的尾礦及細粒粉礦冷卻後脫水困難，原料進入氣霧中讓空氣帶走無法回收造成礦資源二次浪費的局面，減少大量的脫水及除塵成本，脫水後物料無法進入高位礦倉儲存，給磨礦造成無法控制在生產帶來困難。另一方面，水循環冷卻交換出來的熱能可以得到二三次綜合利用，水在管道內循環也沒有資源的浪費與回收難度的問題；

另一方面，本發明中的尾礦及細粒粉礦經磁化焙燒後，通過磁化焙燒窯物料出口處落入密閉尾礦冷卻罐的物料入口，無需動力裝置，物料在自身重力作用下沿著水循環螺旋輸送管道的物料螺旋滑道向下滑動，最終由物料出口輸出；另外，在物料通過物料螺旋滑道向下滑動過程中，物料不斷受到水循環螺旋腔道流動水和水循環冷卻腔的流動水冷卻，物料冷卻程度均勻，避免了傳統裝置在出窯後存在部分高溫尾礦接觸空氣出現二次氧化的情況。

因此，本發明的方案同時兼顧了環保與能效的綜合利用。

以下結合附圖及具體實施例對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的較佳結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，是本發明的一個較佳實施例。

一種低能耗環保式磁化焙燒尾礦冷卻處理系統，包括密閉尾礦冷卻罐1，密閉尾礦冷卻罐1豎直放置，上部設置物料入口2，下部設置物料出口3，罐內豎直安裝有水循環螺旋輸送管道4；水循環螺旋輸送管道4包括水循環螺旋腔道41和物料螺旋滑道42，物料螺旋滑道42位於水循環螺旋腔道41上表面，且和水循環螺旋腔道41螺旋向下；所述水循環螺旋腔道41包括進水口411和出水口412。

物料螺旋滑道42的頂面正投影面積越大，物料螺旋滑道42跟物料接觸的面積就越大，物料冷卻效率越高；另外水循環螺旋輸送管道4螺層的螺層越多，螺距越小，物料通過的時間就越長，同時物料冷卻的時間也越長，可以通過設置物料螺旋滑道42的頂面正投影面積大小，同時設置水循環螺旋輸送管道4的螺層數量和螺距來控制物料的滑動下落的時間，使尾礦通過低能耗環保式磁化焙燒尾礦冷卻處理系統後的溫度，符合後續處理的溫度。

尾礦經磁化焙燒後通過磁化焙燒窯物料出口處落入密閉尾礦冷卻罐1的物料入口2，物料受到重力作用沿著水循環螺旋輸送管道4的物料螺旋滑道42向下滑動，在物料向下滑動過程中，水流從進水口11流入水循環螺旋腔道41，從出水口12流出；物料不斷受到水循環螺旋腔道流動水的冷卻，最終由物料出口輸出。

為進一步加強冷卻效率，本實施例中，密閉尾礦冷卻罐1罐體的罐壁為內外層雙層結構，內外層之間為水循環冷卻腔13，水循環冷卻腔13包括水循環冷卻腔進水口131和水循環冷卻腔出水口132，該水循環冷卻腔13可同時通過接觸吸收和輻射吸收對物料進行冷卻，當然在密閉尾礦冷卻罐1的罐體外纏繞水循環冷卻管也是實施選擇之一。

優選的，水循環螺旋輸送管道4環繞截面為凹字形或月牙形，使得物料在物料螺旋滑道42向下滑動中，除了底部降溫冷卻外，增加了通過物料兩邊的冷卻面積。

優選的，為了使用中更加牢靠安全，密閉尾礦冷卻罐1安裝有中軸5，水循環螺旋輸送管道4環繞罐體的中軸5安裝，物料螺旋滑道42螺旋向下時物料螺旋滑道42螺旋的內邊緣與中軸5保持相連。

優選的，物料螺旋滑道42螺旋向下時物料螺旋滑道螺旋42的外邊緣與密閉尾礦冷卻罐1的罐壁保持相連，由於物料螺旋滑道42外邊緣和密閉尾礦冷卻罐1的罐壁相連接，避免物料從物料螺旋滑道42的邊緣處落下。

以上所述，僅是本發明較佳實施例而已，並非對本發明的技術範圍作任何限制，故凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，仍屬於本發明的保護範圍。