[发明专利]一种强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置

说明书

本发明涉及一种强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置。其技术方案是：顶板波源(8)、左侧板波源(2)、底板波源(4)和右侧板波源(6)与各自对应的顶板(1)的右边线、左侧板(3)的后边线、底板(5)的左边线和右侧板(7)的前边线的距离为a/4，顶板波源(8)、左侧板波源(2)、底板波源(4)和右侧板波源(6)位于各自对应的边线的垂直平分线；顶板波源(8)的矩形长边与顶板(1)的右边线垂直，左侧板波源(2)的矩形长边与左侧板(3)的后边线夹角为θ为0～45°，底板波源(4)的矩形长边与底板(5)的左边线平行，右侧板波源(6)的矩形长边与右侧板(7)的前边线夹角为90°‑θ。本发明处理周期短、能耗低、无碳排放和钒页岩可磨性与钒浸出率强化效果好。

技术领域

本发明属于钒页岩磨矿的箱体式微波处理装置技术领域。具体涉及一种强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置。

背景技术

钒页岩(石煤钒矿)是我国特有的一类重要优势含钒资源，其钒储量超过其他国家钒储量之和，页岩提钒(页岩钒)已成为我国钒资源开发利用的重要途径和需求保障。微波作为一种清洁能源，在矿冶领域尤其是矿产资源高效提取方面得到了广泛关注，相应地，微波处理装置则为关注的重点之一。

Yuan Yizhong等人(Yuan,Y.Z.,Zhang,Y.M.,Liu,T.,et al.Optimization ofmicrowave roasting-acid leaching process for vanadium extraction from shalevia response surface methodology[J].Journal ofCleanerProduction,2019,234:494-502.)采用微波高温反应器对钒页岩进行微波焙烧处理，以强化页岩钒的浸出效率，发现最优的工艺参数为微波功率1500W，微波焙烧温度785℃，微波焙烧时间28min，与常规焙烧-酸浸工艺相比，焙烧温度降低115℃，焙烧时间缩短32min。该方法与常规焙烧-酸浸方法相比，虽在一定程度上降低焙烧温度和缩短焙烧时间，但785℃下焙烧28min的焙烧制度仍然存在处理温度高和处理周期长的问题；另外，根据碳的反应可知，在该焙烧制度下，钒页岩中碳几乎可以完全燃烧，这将带来严重的碳排放问题。说明采用微波高温反应器对钒页岩焙烧处理的技术存在处理周期长、能耗高和碳排放高的缺点。

汪劲鹏(汪劲鹏.微波介入页岩钒浸出反应体系的过程强化机理研究[D].武汉科技大学,2018.)采用微波溶液化学反应器对钒页岩进行微波强化浸出研究。发现在其他相同的浸出条件下，微波辐照浸出时间90min后，钒浸出率较常规浸出方式提高了9.75％。该方法尽管无需对钒页岩进行高温焙烧，能够避免碳的排放问题，但该过程微波辐照时间长达90min，微波处理能耗仍然较高；并且在最佳条件下，钒浸出率仅提升9.75％，提升效果并不理想。说明采用微波溶液化学反应器对钒页岩进行微波强化浸出的技术，存在处理周期长、能耗高和钒浸出率提升程度小的缺点。

王俊鹏等人(王俊鹏,姜涛,刘亚静,薛向欣.微波预处理对钒钛磁铁矿磨矿动力学的影响[J].东北大学学报(自然科学版),2019,40(5):663-667)采用顶部单波导类型的微波工作站对钒钛磁铁矿进行处理，在微波功率为4kW，处理时间为2min的情况下，钒钛磁铁矿的破碎速率最高提升约90％。依托该类设备强化钒矿物可磨性，虽然处理时间较短，但由于是单管顶部的形式，需要较高的微波功率，这也将带来较大的处理能耗；并且钒矿物可磨性提升程度不大，仅约为90％。说明采用此类微波装置处理钒矿物存在微波功率大，能耗高和钒矿物可磨性提升程度小的缺点。

综上所述，现有的钒页岩微波处理装置存在处理周期长、能耗高、碳排放高和钒页岩可磨性与钒浸出效率提升程度小的技术缺陷。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种处理周期短、能耗低、无碳排放、钒页岩可磨性好和钒浸出率强化效果优异的强化钒页岩磨矿与浸出效率的箱体式微波处理装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：