一种用于石英矿的高效冷却方法及冷却系统与流程

1.本发明属于矿石加工领域，特别涉及一种用于石英矿的高效冷却系统及方法。


背景技术：

2.在高纯石英砂生产过程中，需要对石英矿进行焙烧，使石英矿石加热至1100-1400℃，再进行冷却等待。现有的石英矿冷却方法主要有以下几种：（1）采用敞开式室温自然冷却，增强空气对流。但是这种冷却方法的石英矿焙烧冷却等待时间较长，导致生产节拍与下游工序不一致。且随着制品增加，占用场地面积大，严重影响生产效率和单位投资费用。此外，敞开式冷却容易引入杂质，对后续产品提纯增加难度；（2）专利文献cn110145948a中通过增加冷源（冷凝器）以及增强空气对流次数（风机水气）降低冷却介质的温度来提高石英矿石的冷却效率。但是这种冷却方案虽然可以降低温度，但是冷却温度梯度过大，在冷却过程容易产生冷凝水，从而无法达到最高降温效率且会带来负面影响——水份残留，这导致粉碎后的石英粉结团，筛分困难，导致筛网破损，造成设备宕机，严重影响生产效率。
3.（3）专利文件cn218155195u中将矿石一边竖直翻转，一边通过冷气流除湿，使矿石的外表面各个位置都能充分除湿，实现了同时对矿石多个外表面除湿的效果，提高了矿石除湿效果。但是这种冷却方案中机构的转动，会造成矿石与金属面的摩擦，引起矿石的金属污染。同时机构装载量较少，生产效率低下，易引起碎料漏料和粉尘，降低产品收率。
4.发明目的为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于石英矿的高效冷却方法及冷却系统，采用吹扫空气对石英矿进行多阶段正压吹扫，实现梯度式降温，带走矿石缝隙中的游离水和热量，从而达到矿石冷却与水分去除的双重目标。
5.本发明的具体技术方案如下：一种用于石英矿的高效冷却方法，具体步骤包括：s1：阶段ⅰ，对焙烧水淬后的石英矿从下至上进行一次正压吹扫，当经除尘处理后的吹扫气体温度≤300℃时，进入阶段ⅱ，否则持续进行阶段ⅰ；s2：阶段ⅱ，对石英矿从下至上进行二次正压吹扫，当经除尘处理后的吹扫气体温度≤200℃时，进入阶段ⅲ，否则持续进行阶段ⅱ；s3：阶段ⅲ，对石英矿从下至上进行三次正压吹扫，持续吹扫直至石英矿温度低于40℃。
6.优选地，所述s1中，一次正压吹扫的吹扫气压力为0.3mpa，流速为10-15m/s。
7.优选地，所述s2中，二次正压吹扫的吹扫气压力为0.4mpa,流速为8-10m/s。
8.优选地，所述s3中，三次正压吹扫的吹扫气压力为0.05-0.6mpa，流速为5-8m/s，持续吹扫直至矿石温度低于40℃。
9.优选地，在阶段ⅰ和阶段ⅱ中，吹扫后的气体经除尘处理后通过排放阀全部排放，
在阶段ⅲ中，吹扫后的气体经除尘处理后部分回收循环供给至阶段ⅲ进行三次正压吹扫，实现回风预热。
10.优选地，在阶段ⅰ、阶段ⅱ和阶段ⅲ的正压吹扫过程中，持续周期性地关闭吹扫气的集气通道，形成吹扫压力震荡提高游离水脱离效率。
11.一种冷却系统，其特征在于，包括:包括冷却箱、集气装置、除尘器和空气过滤风机，所述冷却箱的底部设有透气孔板，吹扫气体从冷却箱的底部经透气孔板分流后向上均匀吹扫石英矿石；所述集气装置和除尘器通过管道连通，所述集气装置位于冷却箱上方，用于收集吹扫气体，收集后的吹扫气体经除尘器处理后进行排放或回收；所述空气过滤风机的出气口通过管道与冷却箱的底部连通，所述空气过滤风机的进气口分为两条支路，一条支路通过回风阀与除尘器的出气口连接，另一条支路用于连通空气。
12.优选地，还包括高点排放管，所述高点排放管通过排风阀与除尘器的出气口连接。
13.优选地，在阶段ⅲ中，回风余热利用过程中，排风阀的打开阀度控制由100%逐步调节至10%。
14.优选地，所述除尘器为脉冲除尘器，所述脉冲除尘器的阀板在吹扫冷却过程中周期性地进行开合，所述周期为每5-30min关闭一次，阀板关闭持续时间为5-30s。
15.有益效果：本发明公开了一种用于石英矿的高效冷却方法及冷却系统，具有如下优点：（1）本发明一方面采用梯度降温的方式，避免由于冷却温度梯度过大产生冷凝水，导致矿石内部水分残留；另一方面利用回风气体的残留余热蒸发残留的游离水，从而解决了冷凝水残留矿石问题以及石英砂团聚问题，降低破碎、筛分工序宕机率，提高生产效率。
16.（2）本发明利用透气孔板对吹扫空气进行分流，使其充分吹扫在携带游离水和热量的石英矿石上，经透气孔板分流后的吹扫气体均可从石英矿石之间的缝隙通过，增加了冷却介质接触面积，提高冷却效率，结构简单，操作方便，减少维护、检查的准备时间。
17.（3）本发明利用周期性开闭的除尘器阀板，引起吹扫压力震荡，提供轻微动能使得矿石细微震动，从而提高了游离水脱离效率。
附图说明
18.图1为实施例1的系统结构图；图中：石英矿中转箱1、集气装置2、脉冲除尘器3、空气过滤风机4、高点排放管5、排风阀6、回风阀7、透气孔板8、管道9。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明作若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
20.实施例1一种用于石英矿高效冷却的冷却系统，如图1所示，包括冷却箱1、集气装置2、脉冲除尘器3、空气过滤风机4和高点排放管5，其中，冷却箱1的底部设有透气孔板8，吹扫气体从冷却箱1的底部经透气孔板8分流后向上均匀吹扫石英矿石。
21.集气装置2和脉冲除尘器3通过管道9连通，集气装置2位于冷却箱1开口上方，用于收集吹扫气体，收集后的吹扫气体经脉冲除尘器3处理后进行排放或回收，脉冲除尘器3的阀板在整个吹扫冷却过程中周期性地进行开合；当阀板关闭时，管道9即被关闭，导致吹扫气体行进阻塞，使得吹扫气体产生吹扫压力震荡，提高游离水脱离效率。本发明中，集气装置2与冷却箱1开口之间存在位置间隙，具体间隙距离可由本领域技术人员根据实际需求进行调整。
22.空气过滤风机4的出气口通过管道9与冷却箱1的底部连通，空气过滤风机4的进气口分为两条支路，一条支路通过回风阀7与脉冲除尘器3的出气口连接，另一条支路用于连通空气；高点排放管5通过排风阀6与脉冲除尘器3的出气口连接。
23.一种用于石英矿的高效冷却方法，具体步骤包括：s1：阶段ⅰ，对焙烧水淬后的石英矿从下至上进行一次正压吹扫，当经除尘处理后的吹扫气体温度≤200℃时，进入阶段ⅱ，否则持续进行阶段ⅰ。在阶段ⅰ中，刚经过焙烧水淬的石英矿温度高且含水量大，因此，需要快速排走石英矿表面的大量游离水和含水的高温气体。其中，吹扫气体温度由设置在回风阀7处的温度传感器采集。
24.本实施例中，一次正压吹扫的吹扫气压力为0.3mpa，流速为10-15m/s。且由于此次吹扫后的气体中带有大量的水分且气体温度较高，因此不宜进行回风预热回收，经除尘处理后的吹扫气体直接经排风阀6从高点排放管5排出。当液体内部的压力越大，液体表面的分子就需要克服更大的压力才能进入气相。即液体内部压力越高，蒸发速率就越慢。因此，在阶段ⅰ过程中，冷却系统的回风阀7关闭，排风阀100%打开，通过增加气流动力（流速），使大量水蒸气随着空气脱除，并将其全部从高点排放管5排出。
25.s2：阶段ⅱ,对石英矿从下至上进行二次正压吹扫，当经除尘处理后的吹扫气体温度≤100℃时，进入阶段ⅲ，否则持续进行阶段ⅱ。
26.在阶段ⅱ过程中，二次正压吹扫的吹扫气压力为0.4mpa,流速为8-10m/s。阶段ⅱ过程中，回风内仍含有大量水分，通过直排可以提高去除效率，如果在现阶段进行回风余热回收，那么这部分水分会持续有一定比例依然在系统内无法排出，达不到预期效果。因此，阶段ⅱ中不进行回风余热回收，经除尘处理后的吹扫气体直接经排风阀6从高点排放管5排出。在阶段ⅱ过程中，通过改变压力，使得附着在石英矿上水分更容易进入气相。因此，在阶段ⅱ过程中，冷却系统的回风阀7关闭，排风阀100%打开。
27.s3：阶段ⅲ,对石英矿从下至上进行三次正压吹扫，持续吹扫直至石英矿温度低于40℃。本实施例中，三次正压吹扫的吹扫气压力为0.05-0.6mpa，流速为5-8m/s，持续吹扫直至矿石温度低于40℃。
28.在阶段ⅲ中，吹扫后的气体含水量已经很低，因此，可以控制排风阀的打开阀度逐步从100%调节至10%，减少吹扫气体的排出量，并打开回风阀，使其回收至空气过滤风机中，对石英矿石进行三次正压吹扫，充分利用回风的余热带走矿石缝隙中的游离水。在阶段ⅲ中，通过降低吹扫气压力，可以有效利用低温余热蒸发水分，从而起到余热利用且用于水分蒸发去除。
29.在本实施例中，在阶段ⅰ、阶段ⅱ和阶段ⅲ的正压吹扫过程中，持续周期性地关闭脉冲除尘器阀板，一般周期为每5-30min关闭一次，阀板关闭持续时间为5-30s，形成吹扫压力震荡提高游离水脱离效率。
30.以上所述仅是本发明说明，为本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来脱离本发明的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于石英矿的高效冷却方法，其特征在于，具体步骤包括：s1：阶段ⅰ，对焙烧水淬后的石英矿从下至上进行一次正压吹扫，当经除尘处理后的吹扫气体温度≤300℃时，进入阶段ⅱ，否则持续进行阶段ⅰ；s2：阶段ⅱ，对石英矿从下至上进行二次正压吹扫，当经除尘处理后的吹扫气体温度≤200℃时，进入阶段ⅲ，否则持续进行阶段ⅱ；s3：阶段ⅲ，对石英矿从下至上进行三次正压吹扫，持续吹扫直至石英矿温度低于40℃。2.根据权利要求1所述的用于石英矿的高效冷却方法，其特征在于，所述s1中，一次正压吹扫的吹扫气压力为0.3mpa，流速为10-15m/s。3.根据权利要求1所述的用于石英矿的高效冷却方法，其特征在于，所述s2中，二次正压吹扫的吹扫气压力为0.4mpa,流速为8-10m/s。4.根据权利要求1所述的用于石英矿的高效冷却方法，其特征在于，所述s3中，三次正压吹扫的吹扫气压力为0.05-0.6mpa，流速为5-8m/s，持续吹扫直至矿石温度低于40℃。5.根据权利要求1-4任一所述的用于石英矿的高效冷却方法，其特征在于，在阶段ⅰ和阶段ⅱ中，吹扫后的气体经除尘处理后通过排放阀全部排放，在阶段ⅲ中，吹扫后的气体经除尘处理后部分回收循环供给至阶段ⅲ进行三次正压吹扫，实现回风预热。6.根据权利要求1-4任一所述的用于石英矿的高效冷却方法，其特征在于，在阶段ⅰ、阶段ⅱ和阶段ⅲ的正压吹扫过程中，持续周期性地关闭吹扫气的集气通道，形成吹扫压力震荡提高游离水脱离效率。7.一种用于实施权利要求1-6任一所述方法的冷却系统，其特征在于，包括:包括冷却箱、集气装置、除尘器和空气过滤风机，所述冷却箱的底部设有透气孔板，吹扫气体从冷却箱的底部经透气孔板分流后向上均匀吹扫石英矿石；所述集气装置和除尘器通过管道连通，所述集气装置位于冷却箱上方，用于收集吹扫气体，收集后的吹扫气体经除尘器处理后进行排放或回收；所述空气过滤风机的出气口通过管道与冷却箱的底部连通，所述空气过滤风机的进气口分为两条支路，一条支路通过回风阀与除尘器的出气口连接，另一条支路用于连通空气。8.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，还包括高点排放管，所述高点排放管通过排风阀与除尘器的出气口连接。9.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，在阶段ⅲ中，回风余热利用过程中，排风阀的打开阀度控制由100%逐步调节至10%。10.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，所述除尘器为脉冲除尘器，所述脉冲除尘器的阀板在吹扫冷却过程中周期性地进行开合，所述周期为每5-30min关闭一次，阀板关闭持续时间为5-30s。

技术总结
本发明公开了一种用于石英矿的高效冷却方法及冷却系统，具体步骤包括：S1：阶段Ⅰ，对焙烧水淬后的石英矿从下至上进行一次正压吹扫，当经除尘处理后的吹扫气体温度≤300℃时，进入阶段Ⅱ，否则持续进行阶段Ⅰ；S2：阶段Ⅱ，对石英矿从下至上进行二次正压吹扫，当经除尘处理后的吹扫气体温度≤200℃时，进入阶段Ⅲ，否则持续进行阶段Ⅱ；S3：阶段Ⅲ，对石英矿从下至上进行三次正压吹扫，持续吹扫直至石英矿温度低于40℃。本发明采用吹扫空气对石英矿进行正压吹扫，实现梯度式降温，带走矿石缝隙中的游离水和热量，从而达到矿石冷却与水分去除的双重目标。目标。目标。


技术研发人员：沈棽 齐兰兰 江宏富 黄绍文
受保护的技术使用者：江苏鑫华半导体科技股份有限公司
技术研发日：2023.08.22
技术公布日：2023/10/20