提煉黃金用的直熱式活性炭再生爐的研究

馬軼群 王占英 張 河 張燦果 王 書(shū)

(1.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000；2.張家口市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，河北 張家口 075000)

提煉黃金用的直熱式活性炭再生爐的研究

馬軼群1王占英1張 河2張燦果1王 書(shū)2

(1.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000；2.張家口市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，河北 張家口 075000)

簡(jiǎn)紹了一種提煉黃金用的活性炭再生爐.利用活性炭的導(dǎo)電性和電阻特性，在活性炭粒之間通電，產(chǎn)生電阻熱來(lái)加熱活性炭，使活性炭產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到活性炭的再生.本再生爐機(jī)構(gòu)采用立式結(jié)構(gòu)，主要由進(jìn)料倉(cāng)、機(jī)架、耐高溫爐體、電極、中心石墨柱、連接套、輸送裝置等部分組成.

活性炭再生爐；電阻熱；再生爐結(jié)構(gòu)

黃金產(chǎn)業(yè)為國(guó)家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位.在黃金的提取過(guò)程中，需要大量的活性炭對(duì)黃金吸附提純，提純后產(chǎn)生大量的飽和活性炭.如果把這些活性炭能再生利用，重復(fù)使用，那么就會(huì)產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益.

直熱式活性炭再生爐的再生原理是利用活性炭自身具有的導(dǎo)電性和電阻特性，通過(guò)控制電能的輸入，在炭粒間形成電弧，弧隙及炭粒中產(chǎn)生大量的熱能，使炭的整體溫度迅速升高達(dá)到再生的溫度，使飽和活性炭再生.這種技術(shù)具有電耗低、效率高、炭耗少等優(yōu)點(diǎn)，是值得研究開(kāi)發(fā)的再生技術(shù).

1 活性炭再生爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

提煉黃金用直熱式活性炭再生爐主要結(jié)構(gòu)包括進(jìn)料倉(cāng)、機(jī)架、耐高溫爐體、電極、中心石墨柱、連接套，排料輸送裝置等七大部分.最上面是進(jìn)料倉(cāng)，進(jìn)料倉(cāng)焊接在機(jī)架上，下面連接腹板式連接套，連接套下面連接耐高溫爐體，在爐體中心有石墨柱，爐體壁有石墨套，爐體采用分體式，可以通過(guò)連接套逐個(gè)連接，最下面的爐體與支撐板相連，支撐板下面連接排料輸送裝置，各部分從上到下有機(jī)的銜接(整體總裝圖及布局見(jiàn)圖1).

1.1 進(jìn)料倉(cāng)

進(jìn)料倉(cāng)是再生活性炭進(jìn)入再生爐的入口，形狀呈漏斗形.需要再生的活性炭在漏斗形進(jìn)料倉(cāng)中依靠自身重力通過(guò)腹板式連接套的孔洞進(jìn)入到爐體內(nèi)部.進(jìn)料倉(cāng)的上部與機(jī)架頂部相連，下部與第一節(jié)連接套相連.

1.2 機(jī)架

機(jī)架是整個(gè)再生爐的固定支撐部分，整個(gè)機(jī)架由80805的角鋼焊接而成.機(jī)架上部和進(jìn)料倉(cāng)相連，進(jìn)料倉(cāng)上部與機(jī)架頂部齊平.機(jī)架中下部和支撐板相連，支撐板是厚30 mm的鋼板，主要支撐爐體和連接套的重量.下部和排料出料倉(cāng)相連.機(jī)架主要承受各構(gòu)件的重量和振動(dòng)載荷，同時(shí)又是固定各構(gòu)件的載體.

圖1 活性炭再生爐總體裝配圖

1.3 耐高溫爐體

爐體是活性炭再生的主要部分，本再生裝置爐體采用疊裝式結(jié)構(gòu)，由四節(jié)連接套與四節(jié)爐體疊裝，每層的爐體與連接套采用鑲嵌式疊裝，可以很好的定位安裝.疊裝的每層之間嚴(yán)密密封，整個(gè)爐膛的材料都采用耐熱材料.疊裝式結(jié)構(gòu)的爐體的優(yōu)點(diǎn)是：能非常方便的進(jìn)行局部更換、拆卸和組裝，維修與安裝簡(jiǎn)單方便，降低了維修的費(fèi)用，提高了安裝維修的效率和效益.

前三節(jié)爐體主要用于給活性炭加熱，爐體內(nèi)壁裝有一層石墨套，為了防止石墨套活動(dòng)，在石墨套與爐體之間還有一層金屬夾緊層.夾緊層通過(guò)爐體上的橫向螺紋孔內(nèi)的螺栓推動(dòng)鑲嵌在爐體內(nèi)壁凹槽內(nèi)的壓緊塊壓緊.在爐體中部的橫孔中還裝有溫度傳感器，以便于隨時(shí)監(jiān)控溫度，隨時(shí)調(diào)節(jié)溫度，讓活性炭在一個(gè)合適的溫度再生.活性炭的再生在前三節(jié)爐體內(nèi)完成，最后一節(jié)爐體用來(lái)給活性炭降溫，所以最后一節(jié)爐體內(nèi)壁不設(shè)石墨層，下部和支撐板相連.

1.4 電極

電極用耐高溫、導(dǎo)電性能好的材料制成.后三節(jié)連接套中橫向都有一個(gè)孔，電極通過(guò)連接套上的橫孔和中心石墨柱相連，為活性炭再生提供電力能源.

1.5 中心石墨柱

中心石墨柱能使活性炭受熱均勻，同時(shí)又不和活性炭粘連.石墨柱制成三段的階梯軸，兩端的軸頭要安裝在上下的連接套的中心孔中，軸向靠石墨柱的中間段的軸肩定位.石墨柱中間段要求要圓，并且安裝位置要居中，這樣才能使活性炭受熱均勻.

1.6 連接套

連接套要和爐體相間疊裝鑲嵌安裝，可以很方便的定位安裝.連接套設(shè)計(jì)成輪輻式結(jié)構(gòu)，活性炭可以通過(guò)輪輻的孔依次進(jìn)入下一節(jié)爐體.第一節(jié)連接套上部和進(jìn)料倉(cāng)連接，不需要安裝電極，結(jié)構(gòu)上不設(shè)橫孔；后三節(jié)上部和爐體連接，結(jié)構(gòu)上都設(shè)有通電極的橫孔.

1.7 排料輸送裝置

活性炭在爐腔內(nèi)再生完成后，需經(jīng)過(guò)排料機(jī)構(gòu)排出.由最后一節(jié)爐體冷卻的再生炭通過(guò)支撐板的中心孔進(jìn)入到出料倉(cāng).出料倉(cāng)是中空的倒漏斗形，中部通有冷卻循環(huán)水，對(duì)進(jìn)入出料倉(cāng)的再生炭進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻.出料倉(cāng)下部用法蘭和螺旋輸送機(jī)連接，從出料倉(cāng)出來(lái)的活性炭進(jìn)入螺旋輸送機(jī)，經(jīng)過(guò)螺旋的推送，從輸送機(jī)的出口排出.

2 技術(shù)性能指標(biāo)

1.采用脈沖電流控制，通過(guò)調(diào)節(jié)電流的各項(xiàng)參數(shù)，達(dá)到控制活性炭的加溫時(shí)間、升溫速度、活化時(shí)間等指標(biāo)，提高熱效率，降低能耗(再生電耗小于0.1 kwh/kg).

2.適應(yīng)性強(qiáng)，針對(duì)不同的飽和炭，可以設(shè)定不同的脈沖參數(shù)達(dá)到最佳的活化效果，通過(guò)不同電參數(shù)的組合使再生效率達(dá)到85%-100%.

3.活性炭受熱均勻，氧化率低，磨損率低.

3 結(jié) 論

黃金用直熱式活性炭再生爐具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)設(shè)備具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性；

2)再生過(guò)程操作簡(jiǎn)單方便；

3)再生活性炭吸附率高，能滿足黃金提煉過(guò)程的需求；

4)能耗少，炭損低，安裝維修方便.

[1]高清江.HR-400型活性炭再生爐在老柞山金礦的應(yīng)用[J].黃金，2000,2:48～50

[2]劉惠.WYS-25型活性炭再生爐在我礦的應(yīng)用[J].黃金，1993,4:50～51

AStudyonActivated-CarbonRegenerationFurnaceforRefiningGold

MAYi-qun1，WANGZhan-ying1，ZHANGHe2，ZHANGCan-guo1，WANGShu2

(1.Hebei Institute of Architecture and Civil Engineering,Zhangjiakou,Hebei 075000；2.Zhangjiakou Special Equipment Supervision and Inspection Institute)

The activated-carbon regeneration furnace for refining gold is mainly introduced in this paper.With electrical conductivity and resistance characteristic of the activated carbon,activated carbon granule is charged with electricity to produce heat resistance for heating activated carbon,making the activated carbon produce physical and chemical reaction so as to achieve the regeneration of activated carbon.The activated carbon is heated by resistance heat coming from the energization of activated carbon granules through its electrical conductivity and resistance characteristics,which produces physical and chemical reactions in activated carbon and achieves its regeneration.The regeneration furnace uses vertical structure and is mainly composed of storage material feed bin,rack,high temperature furnace body,electrode,central graphite column,connecting set,discharge conveyor,etc.

activated carbon;regeneration furnace;resistance heat;regeneration furnace structure

2016-12-29

河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(ZD2016165)；河北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃自籌項(xiàng)目(15213819)

馬軼群(1973-)，男，副教授.

10.3969/j.issn.1008-4185.2017.03.022

TH13

A