一种微波轻烧菱镁矿、白云石的装置和方法 [0002]菱镁矿和白云石是一种重要的非金属矿物原料，除80%以上用作耐火材料外，也是提取金属镁和生产其他镁盐的原料。加工菱镁矿、白云石的必要步骤是高温轻烧，700-1000 °C轻烧产出的产品称轻烧菱镁矿和轻烧白云石。根据目前的研究，轻烧菱镁矿的用途较广，主要用作促进根类农作物增产的肥料及动物饲料添加剂；用作高镁水泥(索列尔水泥)和熔融氧化镁的原料；用作塑料、油漆、粘结剂、橡胶的填料和添加剂；用作药物、防酸剂、杀虫剂、牙膏、软膏、氧化镁乳液的配合料；生产镁盐的原料。在环境保护方面，轻烧菱镁矿可用作锅炉燃料添加剂，及燃气脱硫、吸附重金属、中和酸、处理污水及废液、除去藻类、染料及其他有机物，过滤悬浮液、处理纸浆和造纸废液等。轻烧氧化镁在冶金工业中也有广泛应用。 [0003]菱镁矿、白云石是CaCO3与MgCO3的复合物(MgCO3.CaCO3)。当加热到某一温度时，白云石中的CaCO3与MgCO3按下式分解为CaO和MgO。 [0004]MgCO3.CaCO3 — Mg0.Ca0+2C02目前，轻烧菱镁矿、白云石通常采用竖窑或者是回转窑，利用煤气或天然气进行加热，该方法造成加热缓慢，热效率低，污染严重，能耗高，浪费大量能源，产品质量差。 [0005]微波热处理是利用微波将材料与微波场相互作用，微波被材料吸收并转化为热能，从材料内部对其整体进行加热的一种热处理方法。利用微波进行热处理，以其节能、加热快速无热滞、与物质相互作用等优点，因此微波在热处理领域得到了越来越广泛的应用。


[0006]本发明所要解决的技术问题:本发明针对现有技术的不足，提供一种能够大量处理菱镁矿、白云石的装置，该装置加热均匀，保温效果好，整个系统能耗低，同时对生产过程中产生的气体能进行回收，产品品质高，整个过程环保无污染，从而能有效解决现有技术中存在的问题。
[0007]本发明还提供一种利用上述装置处理菱镁矿、白云石的方法。
[0008]本发明的技术方案:
一种微波加热轻烧菱镁矿、白云石的装置，包括微波加热炉、控制电路与PLC,所述微波加热炉(1)包括炉体(1-1)、内腔(1-2)、炉盖(1-6)、排料管(2)和微波源(1-10);数个微波源(1-10)成圆周状均匀分布在炉体(1-1)的外侧；微波加热炉的内腔(1-2)为圆柱型腔体，腔体(1-2)内设有热电偶(1-9)，腔体周围包裹保温材料(1-3)，内腔(1-2)下方与排料管(2)连通，排料管(2)上设有出料阀门(2-1);炉盖(1-6)上设有排气管(1-4)，炉体(1-1)的底部设有排水管(1-5);微波热处理的产物经排料管(2)由出料口(3)排出；所述热电偶(1-9)和微波源(1-10)均通过控制电路与PLC连接。
[0009]所述微波加热炉(I)还包括密封装置(1-7)和微波屏蔽装置(1-8)，密封装置(1-7)和微波屏蔽装置(1-8)均位于炉体(1-1)与炉盖(1-6)之间，密封装置(1-7)采用橡胶密封圈制成，微波屏蔽装置(1-8)采用铜网带微波屏蔽圈制成，并且密封装置(1-7)位于微波屏蔽装置(1-8)的内侧。
[0010]由出料口(3)排出的产物进入轨道(5)上的物料输送车(4)中；产生的气体由上部的排气管(1-4)排出，产生的水由下部的排水管(1-5)排出。
[0011]所述微波加热炉为N个，N ^ 2，各微波加热炉之间相互并联，所述控制电路中含有触摸屏，触摸屏通过数据总线分别与N个微波加热炉的PLC控制电路连接；所述PLC控制电路含有与输入端相连的一定数量的手动开关和信号采集电路。
[0012]所述内腔(1-2)优选氧化铝材质。
[0013]利用上述装置轻烧菱镁矿、白云石的方法，包括以下步骤:
(1)将菱镁矿、白云石粉碎后加入微波加热炉的内腔中，盖上炉盖，密封好；
(2)开启微波加热炉，开始对物料进行加热；调节微波加热炉的输出功率，使物料以每分钟5-10°C的速率升温，检测微波加热炉内的温度，使物料温度升温至800~880°C，并在此温度下保温20~40分钟； (3)关闭微波加热炉，打开出料阀门，产物经排料管由出料口排出，进入在轨道上行走的物料输送车中运走；
(4)重复(I)-(3)的步骤，实现对菱镁矿、白云石的连续轻烧。
[0014]轻烧菱镁矿、白云石的方法中，粉碎后的菱镁矿、白云石的粒度小于20mm,每个微波加热炉的功率为30-40KW。
[0015]本发明的有益效果:
1、本发明的微波轻烧菱镁矿、白云石的装置中，将数个微波源成圆周状均匀排列在微波加热炉的外侧，加热炉内腔设有保温材料，微波源通过控制电路与PLC连接，该加热炉加热均匀，保温效果好，能大批量地处理菱镁矿、白云石，自动化程度高，工艺简单。
[0016]2、本发明利用微波热处理对菱镁矿、白云石进行轻烧。加热时材料自身整体同时升温，加热速度快、无污染，加热均匀，处理后矿石的分解率可达95%以上；同时微波加热可以精确控制，缩短轻烧时间，节约能源。
[0017]3、本发明在炉体和炉盖之间设置密封装置和微波屏蔽装置，密封和微波屏蔽效果好，能较好的防止微波辐射，有利于保护环境，安全节能。
[0018]4、本发明在加热时无需保护性气体参与，生产过程中产生的气体主要为CO2，能够进行回收利用，无大气污染，节能环保。
[0019]5、本发明的设备控制采用触摸屏和PLC集中控制，通过设置于微波加热炉中的热电偶采集炉内温度，PLC控制微波加热温度。一台触摸屏可以控制多台微波炉的PLC，人机交互操作直观简便，设备调试维护简单，调节工艺参数便捷，性能可靠。
[0020]6、本发明的方法能使微波加热炉的运行成本大大降低，操作步骤简单，控制精度高，抗干扰能力强，实现了智能化运行，节省大量人力财力，提高了整个设备的自动化程度和工艺精度，保证了产品品质，实现了产业化规模生产，提高了生产效率。
[0021]采用本发明的方法对郑州巩义地区的菱镁矿、白云石按照实施例二、三的方法进行轻烧处理，其产品成分如下表(质量％)，经计算表明，原料的分解率为95.8-96.9%。