一種顆粒狀石墨連續高溫熱處理生產線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種顆粒狀石墨連續高溫熱處理生產線，特別是一種能實現對顆粒狀天然石墨連續提純工藝的一種顆粒狀石墨連續高溫熱處理生產線，以及能實現對包括鋰離子電池材料負極在內的顆粒狀石墨類材料進行連續石墨化、連續碳化工藝的顆粒狀石墨連續高溫熱處理生產線。
【背景技術】
[0002]天然石墨是我國的優勢礦產資源之一，要實現天然石墨的深加工應用，必須對顆粒狀天然石墨原礦浮選材料進行提純處理，目前天然石墨提純工藝大多是氫氟酸濕法工藝，存在工藝復雜、環境污染嚴重、回收率低、資源浪費較大的缺點。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服上述濕法工藝缺陷，提供一種采用火法工藝提純包括顆粒狀天然石墨在內的一種顆粒狀石墨連續高溫熱處理生產線，以及能實現對包括鋰離子電池材料負極在內的顆粒狀石墨類材料進行連續石墨化、連續碳化工藝的顆粒狀石墨連續高溫熱處理生產線。
[0004]本實用新型的技術方案:一種顆粒狀石墨連續高溫熱處理生產線，包括帶預熱進料裝置、中間料倉、立式連續感應加熱爐、出料裝置、廢氣廢渣收集裝置，所述帶預熱進料裝置為臥式結構，包括減速機構、輸料管、料斗、過濾裝置，臥式感應器、保溫層;其中，所述輸料管一端與中間料倉相連通，另一端與料斗和過濾裝置相連通，輸料管中間部位設置臥式感應器和保溫層，臥式感應器、保溫層和輸料管斷面均為圓形結構，且依次由外向里同軸心布置;所述輸料管內設有帶螺旋葉片的擠料軸，該擠料軸與減速機構相連接，減速機構驅動擠料軸繞自身中心軸線作旋轉運動;輸料管的軸心線與擠料軸的軸心線為上下平行結構，即物料在輸料管中的堆積平面上方設有一個貫通中間料倉至過濾裝置的排氣通道;即排氣通道的一端與過濾裝置相連通，另一端與中間料倉相連通，過濾裝置設置在臥式感應器與料斗之間；物料在輸料管內對應感應器部位的加熱區中產生的水份和揮發份通過排氣通道、過濾裝置排入生產線外指定位置;帶預熱進料裝置負責將物料輸送到中間料倉中，并將水份和揮發份經排氣通道和過濾裝置排出生產線；
[0005]所述中間料倉為立式結構，中間料倉包括進氣管、減速機構、攪拌軸、連接法蘭和外殼;其中，攪拌軸為縱向設置，攪拌軸上設有上下間隔、橫向布置的疏通齒，攪拌軸的下端部插入立式連續感應加熱爐中的加熱筒體的下料管中，并靠近或伸出下料管底平面，進氣管設置在中間料倉左側上，減速機構設置在中間料倉上方，該中間料倉側面與帶預熱進料裝置相連通，底部與立式連續感應加熱爐相連通；中間料倉中的減速機構驅動攪拌軸繞自身中心軸線作旋轉運動或旋轉擺動，攪拌軸將來自帶預熱進料裝置的物料順暢輸送到下方的立式連續感應加熱爐中；保護氣體從進氣管中進入，將物料在帶預熱進料裝置中產生的水份和揮發份經排氣通道、過濾裝置排放到生產線外指定位置；
[0006]所述立式連續感應加熱爐為立式結構，立式連續感應加熱爐包括中心攪拌軸、暫存空間、隔板、刮板、組合式爐管、進料管、排氣排渣管、感應器、外保溫層、內保溫層、加熱筒體、冷卻筒體和出料管，其中，加熱筒體與冷卻筒體上下疊置串聯連接；中心攪拌軸垂直貫穿加熱筒體和冷卻筒體，即中心攪拌軸上端面伸出加熱筒體的上端面、中心攪拌軸下端面伸出冷卻筒體的下端面，中心攪拌軸外周圓柱面設有上下間隔、橫向布置的刮板，中心攪拌軸上下相鄰刮板在圓周方位相互錯開，本實例錯開180°，中心攪拌軸繞自身中心軸線做旋轉運動或旋轉擺動，中心攪拌軸將來自中間料倉的物料順暢輸送到底部的出料裝置中；
[0007]所述組合式爐管由數個子爐管通過數個隔板的止口上下疊置而成，即兩個上下相鄰的子爐管之間設有隔板，該隔板上下端面分別有一個由外圓環平面和中間圓環平面組成的與子爐管內圓相配合的圓環形止口，子爐管通過該圓環形止口上下疊置成同心圓柱體；
[0008]所述隔板中心設有一個與中心攪拌軸外徑相配合的通孔，隔板在與刮板旋轉軌跡下方相對應的中間圓環平面上設有能確保刮板上下通過的通透槽，該通透槽不但用于配帶有刮板的中心攪拌軸部件裝配，還是物料的傳輸通道；
[0009]所述組合式爐管的子爐管與其上下隔板和中心攪拌軸組成一個暫存空間；上下相鄰隔板的通透槽避開同一垂直空間或同一圓周方位，確保從上面隔板流下來的物料落在相鄰的下隔板上，再由做旋轉運動的刮板將物料傳輸到相鄰的下方暫存空間，以此類推，直到把物料傳送到出料口 ；
[0010]所述感應器、外保溫層、內保溫層、組合式爐管和中心攪拌軸的斷面均為圓形結構，且依次由外向里同軸心設置;組合式爐管不但是物料容器和用于物料傳輸的通道部件，還是發熱體；
[0011]所述排氣排渣管設置在加熱筒體側面高于進料管底平面位置，排氣排渣管一端與立式連續感應加熱爐的爐膛連通，另一端與廢氣廢渣收集裝置連通；
[0012]所述出料管設置在冷卻筒體下端沿中心攪拌軸外圓周平面位置，出料管上端與冷卻筒體內的物料通道連通，下端與出料裝置連通；
[0013]所述出料裝置為臥式結構，出料裝置包括螺旋輸料機構、出料裝置進料管、出料裝置出料管和法蘭，其中，出料裝置進料管沒置在出料裝置上方且開口朝上與立式連續感應加熱爐下方的出料管連通，出料裝置出料管沒置在出料裝置下方且開口朝下與出料閥門相連;螺旋輸料機構將來自出料管的物料可控、連續輸送至生產線外的物料容器中；
[0014]所述廢氣廢渣收集裝置包括疏通機構、閥門、凈化收集裝置、水平管道、垂直管道和法蘭，水平管道一端與設置在加熱筒體側面的排氣排渣管相通、另一端設有疏通機構;垂直管道與凈化收集裝置相通，垂直管道中設有閥門；
[0015]所述疏通機構將殘留在水平管道中的廢渣清除到凈化收集裝置中。
[0016]所述帶預熱進料裝置、中間料倉、立式連續感應加熱爐、出料裝置按順序依次串聯連接，連接方式為法蘭連接，或其它方式連接;物料從料斗進入生產線，順序經過帶預熱進料裝置、中間料倉、立式連續感應加熱爐、出料裝置、出料閥門送出生產線，完成連續熱處理全過程。
[0017]所述組合式爐管由數個帶平底的直桶狀結構的帶底子爐管疊置而成，該直桶狀結構帶底子爐管底面為平底結構，帶底子爐管的平底底面上設有與下方相鄰子爐管頂部內側圓面相配合的圓環形止口；上下子帶底爐管通過該圓環形止口上下疊置成同心圓柱體;帶底子爐管平底兼作隔板，平底設有中心通孔和通透槽，即暫存空間由上下相鄰帶底子爐管和中心攪拌軸組成。采用由直桶狀結構帶底子爐管的平底替代立式連續感應加熱爐中的隔板。
[0018]所述內保溫層與組合式爐管之間設置一個同軸心布置的管狀發熱體，感應器對該管狀發熱體實施感應加熱，發熱體將熱量傳遞給組合式爐管。
[0019]所述帶預熱進料裝置中的輸料管、臥式感應器和保溫層的斷面均為一個頂部封口的U形結構，所述中心攪拌軸為棒狀實心攪拌軸，或管狀空心攪拌軸。
[0020]本實用新型是由帶預熱進料裝置和立式連續感應加熱爐兩大部分組成，生產工作制為連續工作方式。其中，帶預熱進料裝置為臥式結構，加熱方式為感應加熱，該帶預熱進料裝置負責蒸發物料中的水份和揮發份，起到干燥物料的作用;立式連續感應加熱爐為立式結構，加熱方式為感應加熱，最高使用溫度為2700 °C以上，立式連續感應加熱爐負責實現高溫純化、石墨化、碳化等高溫熱處理工藝。熱處理對象為包括天然石墨顆粒和人造石墨顆粒在內的顆粒狀石墨，或整形包覆改性后的顆粒狀電池石墨類負極材料，或其它碳材料、非碳材料及其混合物材料。本顆粒狀石墨連續高溫熱處理生產線和火法連續生產工藝對顆粒狀石墨材料進行提純，彌補了氫氟酸濕法提純的不足，具有高效率、低能耗、綠色環保的特點。
[0021]本生產線物料在進料系統和出料系統協調作用下，順序進入帶預熱進料裝置和立式連續感應加熱爐，以均勻、可控速度通過兩個連續爐爐膛，物料中的灰份和灰發份在爐膛溫度作用、純化氣體作用、物料流動作用等多種因素下，變成揮發物質并與物料分離，在高溫反應所產生的氣壓作用下，以及從進氣管進入爐膛的清掃氣體作用下，該揮發物質從排放管排到生產線外，實現了顆粒狀石墨連續提純、或連續石墨化、或連續碳化工藝。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0023]圖2為本實用新型的另一種結構示意圖(設有發熱體)；
[0024]圖3為本實用新型的另一種結構示意圖(設有帶底子爐管)；
[0025]圖4為為本實用新型的A-A剖視結構示意圖；
[0026]圖5為本實用新型的A-A剖視處另一種結構示意圖(設有封口U型出料管)；
[0027]圖中:1-帶預熱進料裝置，101-減速機構，102-輸料管，103-料斗，104-過濾裝置，105-擠料軸，106-排氣通道，107-臥式感應器，108-保溫層;2-中間料倉，201-進氣管，202-減速機構，203-攪拌軸，3-立式連續感應加熱爐，301-中心攪拌軸，30