[其他]連續(xù)堿解法加工硼礦

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86107024
• 申請日: 1986-10-16
• 公開（公告）號: CN86107024B
• 公開（公告）日: 1988-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李國忠;孫美容;鄒本衡
• 申請（專利權(quán)）人: 化工部天津化工研究院
• 主分類號: C01B35/04
• 分類號: C01B35/04;C01B35/00
• 代理公司: 天津市化工研究院總工專利室
• 代理人: 史毅軍,潘中亮

本發(fā)明屬于硼礦加工的堿解工藝。

堿解法加工品位較低的硼礦，例如，加工品位為10～25%的硼鎂礦，采用加壓堿解法和碳堿法，分解反應(yīng)時間極長，甚至超過20小時，因此均采用間歇式生產(chǎn)工藝，即配料、堿解工序是一罐一罐的分步間歇進行。堿解法由于受分解反應(yīng)時間的限制，所以至今堿解法工藝中的配料、堿解工序還未能實現(xiàn)連續(xù)化操作。中國專利申請85102759，采取直接加熱料漿和充分利用化學熱、低液固比和高堿濃度等方法，極其顯著地縮短了分解反應(yīng)時間，將原來長達10小時的分解反應(yīng)時間縮短為幾十分鐘乃至幾分鐘。但該專利申請仍未實現(xiàn)配料、堿解工序的連續(xù)化操作。因此，對目前加工低品位硼礦所采用的堿解法工藝，特別是其中的堿解工序需進一步改進。

本發(fā)明為改變堿解法加工低品位硼礦的間歇式生產(chǎn)工藝，提出一種連續(xù)加工硼礦的堿解方法，使配料、堿解工序在一連續(xù)過程中完成，并為此工藝特別選用了一種雙螺桿螺旋連續(xù)反應(yīng)器。

本發(fā)明是將焙燒后的硼礦熟礦粉與燒堿和水連續(xù)投入帶有螺桿裝置的反應(yīng)器中，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)，混勻物料并推進物料，使物料從反應(yīng)器入口向出口“流動”，調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速控制物料在反應(yīng)器中的停留時間，使分解反應(yīng)后的物料連續(xù)“流出”反應(yīng)器。

例如，將品位為10～25%的硼鎂礦熟礦粉與燒堿和水按液固比0.4～1.2、過量堿20～140%的比例連續(xù)投入帶有螺桿裝置的反應(yīng)器中，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)，混勻并推進物料，使物料從反應(yīng)器入口向出口“流動”，調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速控制物料在反應(yīng)器中的停留時間最長不超過30分鐘，分解率可達到85%以上，分解反應(yīng)后的物料連續(xù)“流出”反應(yīng)器。

物料在本發(fā)明所使用的反應(yīng)器中混合應(yīng)均勻，分解反應(yīng)時，已反應(yīng)的物料和未反應(yīng)的物料之間，反應(yīng)深度不同的物料之間層次應(yīng)該清楚，盡可能避免出現(xiàn)相混現(xiàn)象。但在本發(fā)明所控制的液固比下，物料比較“粘稠”，要混勻這樣的物料，并使進料、輸料、分解反應(yīng)、出料實現(xiàn)連續(xù)化，使用目前加工硼礦的設(shè)備，難以完成，因此本發(fā)明使用了一種單螺紋的雙螺桿螺旋推進反應(yīng)器。本發(fā)明吸收了練泥機、造粒機、輸送機等裝置的特點，選擇適當?shù)穆菪恰⑿~高度和螺距，左旋與右旋兩個螺桿相互配合，完成了物料混勻、推進、分解反應(yīng)、出料等過程，從而實現(xiàn)了配料、堿解工序的連續(xù)化操作。

物料在本發(fā)明所使用的反應(yīng)器中主要進行著縱橫兩個方向上的運動。橫向運動，即物料在螺桿的周向分力和摩擦力的作用下，沿螺桿的螺旋溝槽作翻轉(zhuǎn)運動。這種運動起到使物料受剪切和攪拌的作用。螺旋葉越高，螺旋葉的線速度及不同直徑的螺旋升角差別越大，物料攪拌混合的程度越好。物料從加料口開始，在每個螺旋溝槽內(nèi)得到攪拌混合，多級串聯(lián)的溝槽使物料達到充分混合的程度。上述橫向運動完成物料的混勻任務(wù)。縱向運動即正向運動，是物料沿軸轂、螺旋葉和反應(yīng)器筒體圍成的螺旋槽作螺旋式前進運動。促使這種運動的是螺旋葉面作定軸轉(zhuǎn)動時作用于物料的軸向分力，其結(jié)果是使物料得到推進。采用左旋和右旋雙螺桿配合，在兩軸向分力的共同作用下，更易推進本發(fā)明的“粘稠”物料。正向運動是物料運動方向的主流，完成物料的推進輸送任務(wù)。沒有這一運動，反應(yīng)器就不可能實現(xiàn)連續(xù)化操作。

本發(fā)明所使用的反應(yīng)器，每個螺旋槽相當于一個小反應(yīng)器。在這個小“反應(yīng)器”內(nèi)，進行著物料的混合和分解反應(yīng)，而后又被“擠”到下一個小“反應(yīng)器”內(nèi)，繼續(xù)混合和反應(yīng)。數(shù)十個這樣的螺旋槽串聯(lián)為一個大反應(yīng)器，使物料連續(xù)進行著混合和反應(yīng)。選擇適當?shù)穆輻U長度和螺旋轉(zhuǎn)速，控制物料在整體反應(yīng)器中適當?shù)耐Ａ魰r間，可使分解率達到85%以上。本發(fā)明控制物料的停留時間最長不超過30分鐘即可使分解率達到85%以上，而最好控制在10～20分鐘。

從理論上計算，本發(fā)明在整個分解過程中是不需要額外補加熱量的，所需熱量完全依靠分解反應(yīng)過程中釋放的化學熱維持反應(yīng)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)這一點的主要原因在于本發(fā)明選用了適當?shù)囊汗瘫群陀脡A量。一般情況下，本發(fā)明控制液固比為0.4～1.2，而最好在0.5～0.9范圍內(nèi)，過量堿控制在20～140%，而最好在60～100%范圍內(nèi)。當使用片堿時，片堿可事先與礦粉混勻，再與一定比例的水一起投入反應(yīng)器，片堿的溶解熱和礦粉的消化熱可迅速把物料升溫至分解反應(yīng)所需溫度，繼之發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)熱又會把物料升溫并維持反應(yīng)進行。使用片堿的優(yōu)點在于可以充分利用燒堿的溶解熱。當使用事先預熱至100℃以上的堿液時，堿液與礦粉投入反應(yīng)器后，礦粉的消化熱加上堿液的熱量，可使物料溫度升至分解反應(yīng)所需溫度。使用堿液的優(yōu)點在于操作方便。