ПЕЧЬ ДЛЯ ПРОКАЛКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области металлургического оборудования, в частности к печам для термообработки и прокалки различных сыпучих материалов и может быть использована в частности для термообработки и прокалки и разложения различных неорганических соединений металлов: оксигидратов, гидроксидов, фосфатов, оксалатов, ванадатов, ниобатов, танталатов, титанатов, молибдатов, вольфраматов и т.п.
Известен (см. "Начало металлургии" под ред. профессора, д.т.н. Коротича В.И.; Екатеринбург: УГТУ-УПИ 2000, С.129-143: "Металлургические печи"; см. также: С.С.Набойченко, Н.Г.Агеев, А.П.Дорошкович и др. Процессы и аппараты цветной металлургии. Екатеринбург: УГТУ-УПИ; 1997 с.129-248) различные конструкции металлургических печей, широко используемых в промышленности для плавки высокотемпературного рудного сырья: доменные, мартеновые, шахтные печи, печи кипящего слоя, индукционные, дуговые вакуумные печи, а также печи для электропереплавки ломов и т.п. Эти печи обеспечивают высокоэффективную переработку минерального сырья, концентратов, шлаков, промпродуктов и ломов с получением различных металлов. Однако особенности конструкции перечисленных печей не позволяют использовать их для термообработки, сушки, прокалки и разложения влажных сыпучих материалов - неорганических соединений металлов с исходной влажностью 10-50%.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является известное техническое решение - вращающаяся трубчатая печь (П.А.Донских, Обезвоживание и электролиз карналлита, г.Соликамск, 1999, с.32-35 "Обезвоживание во вращающихся печах") - принято за ПРОТОТИП.
Техническое решение по прототипу - "Вращающаяся печь для термообработки и обезвоживания карналлитов" - сыпучих неорганических
материалов включает в себя смесительную камеру, кожух печи с корпусом - барабаном печи, опору-фундамент, привод барабана, бункер с исходным материалом - с обогащенным карналлитом, питатель, пылевую камера, циклон, дымосос, орошаемый скруббер для очистки отходящих газов от твердых частиц и хлороводорода, скребковые транспортеры: внутренняя поверхность корпуса - барабана футерована огнеупорным кирпичом, наружная поверхность корпуса барабана покрыта слоем теплоизоляции. Внутри барабана установлены перегребающие полки. В комплекс вращающейся печи также входят: топка для сжигания мазута или природного газа и привод. Сушка и обезвоживание исходных материалов осуществляется за счет горячих топочных газов, движущихся по барабану печи противотоком по отношению к обрабатываемому материалу.
2
2
Конструкция печи по прототипу обеспечивает термообработку и 80-90% степень обезвоживания карналлита: MgCl*KCl*6HO. Кроме того, результаты испытаний и освоение показали, что подобная конструкция вращающейся печи, имеющий по всей длине корпуса электронагревательные элементы обеспечивает также весьма эффективную переработку, термообработку, сушку, разложение и прокалку различных сыпучих материалов - например неорганических соединений металлов, получаемых после их осаждения из водных растворов и выделенных, например, фильтрованием влажного осадка. В частности, вращающаяся печь с электрообогревательными вышеописанными конструкциями оказалась весьма эффективной для операции обезвоживания -сушки - разложения - прокалки метиванадата аммония.
Недостатком конструкции известной печи для термообработки, обезвоживания и сушки сыпучих материалов по прототипу является значительный пылеунос, достигающий 5-10% от общей массы загружаемых в печь материалов. Другим весьма существенным недостатком технического решения по прототипу является неудовлетворительная чистота получаемого продукта: содержание основного вещества после выгрузки из печи как правило
не превышает 98,5-99%, что обусловлено конструктивными особенностями печи и связано с загрязнением прокаливаемых материалов в связи с их контактом с внутренней поверхностью рабочей камеры печи.
Задачей предлагаемой полезной модели - "Печь для прокалки сыпучих материалов" является предотвращение загрязнения прокаливаемых материалов посторонним процессам. Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой полезной модели заключается в снижении содержания примесей в целевом продукте и уменьшение его потерь с пылегазовыми выбросами. Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой полезной моделью - ("Печь для термообработки и прокалки сыпучих материалов"), включающей кожух (1), корпус из термоизолирующего огнеупорного материала, электронагревательные элементы (2), рабочую камеру (3), снабженную полками (4), герметично-закрывающимся люком (крышкой, заглушкой, дверцей и т.п.
Новым в предлагаемой полезной модели является то, что через нагревательные элементы (2) печи проходит воздуховод (5), направленный в рабочую камеру (3) печи и имеющий соединение через входной патрубок (6) с устройством для предварительной осушки воздуха (7), в рабочей камере (3) имеется выходной патрубок (8), имеющий соединение с установкой (9) для принудительного удаления из свободного пространства рабочей камеры воздушно-газовой смеси.
Вышеперечисленная совокупность признаков заявленного технического решения обеспечивает решения поставленной задачи с достижением вышеуказанного технического результата. По предлагаемой полезной модели, в частности, существенно уменьшаются потери прокаленного продукта с пылегазовыми выбросами, и предотвращается контакт прокаливаемого материала со стенками корпуса, т.е. с внутренней поверхностью рабочей камеры. В связи с наличием в рабочей камере входного и выходного патрубков, соответственно для подвода в свободное пространство рабочей камеры
предварительно-осушенного воздуха и вывода отходящих газов - пылегазовой смеси по предлагаемой полезной модели обеспечивается, при прочих равных условиях, предотвращение испарения - при высоких температурах (более 900-1100°С) с внутренней поверхности рабочей камеры примесей посторонних металлов и, в конечном итоге, это приводит к снижению содержания примесей в получаемом товарном - прокаленном продукте.
РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предлагаемая полезная модель - "Печь для прокалки сыпучих материалов" работает и эксплуатируется следующим образом.
2
Исходные сыпучие материалы - неорганические соединения металлов с исходной влажностью 10-50%, например, оксиды и/или оксигидраты металлов, оксалаты, фосфаты, титанаты, ниобаты, танталаты и т.п. загружают в кюветы и помещают на полки (4), установленные в печи рабочей камеры (3), крышку (люк) печи закрывают и включают установку (9) принудительного удаления из свободного пространства рабочей камеры воздушно-газовой смеси, одновременно включают систему электрообогрева. По мере повышения температуры в рабочей камере (3) в термообрабатываемом влажном сыпучем материале в кюветах происходят процессы испарения избыточной влаги - маточного раствора, кристаллизационной воды, разложение исходных неорганических соединений и их кристаллизация, при этом из рабочей камеры через выходной патрубок с помощью установки (9) удаляются отходящие газы: пары воды, воздух, газы, выделяющиеся при разложении (СО, СO и др.); через входной патрубок в рабочую камеру поступают предварительно осушенный в устройстве (7) и нагретый в воздуховоде (5) воздух, что предотвращает создание большого разряжения в рабочей камере и ее вакууммирование, что в свою очередь предотвращает испарение посторонних примесей с поверхности рабочей камеры и их конденсацию на поверхности прокаливаемых материалов. После прокалки исходных материалов обогрев печи отключают, рабочую
камеру охлаждают, прокаленный продукт выгружают из кювета, затаривают в герметичные емкости и отгружают потребителям.