本文以金屬硫化銅精礦為例,說明精礦的幹燥特性、幹(gàn)燥設備的造(zào)型及工業應用情況。
金屬硫化物礦石(硫鐵礦、黃銅礦(kuàng)、方鉛礦和閃鋅礦)是硫酸工業和冶金工業的重要原料,浮選後的精礦(硫精礦、銅精礦、鎳精礦、鉬精礦和鋅精礦等)需要進行幹燥才能進入後續的焙燒和熔煉(liàn)設(shè)備。在我國,隨著大型硫鐵礦焙(bèi)燒及有色金屬冶(yě)煉裝置(zhì)的建設,迫切要(yào)求提高(gāo)精礦幹燥設備的單台處理能力,並要求對精礦實施深度幹燥。
1、精礦的幹(gàn)燥特性及幹燥要求
潮濕的硫化銅精(jīng)礦一般為灰褐色,粒(lì)度約200目(74m)。由於金屬含量較高,堆密度(dù)較大,對(duì)設備的磨損性較強(qiáng)。經浮(fú)選法生產的精礦,其W(H20)一般為10%——15%。當W(H20)為10%左右時(shí),精礦比較鬆(sōng)散;當(dāng)W(H:O)更高時,精礦比較粘。此外,精礦中的硫化物(wù)在加熱過程中易造(zào)成酸性腐(fǔ)蝕。
入爐精礦的水含量對熔煉作業有很大的影響。一般的熔煉過程要求(qiú)入爐精礦(kuàng)W(H:O)為6%——8%,有(yǒu)的則要(yào)求更低,如閃速爐熔煉(liàn)要求入爐銅精礦W(H:O)低於(yú)0.3%。水含量過高會造成精礦流動性差,堵(dǔ)塞加料鬥L2],也(yě)不利於有色(sè)金屬(shǔ)的熔煉。另外,熔煉作業對幹燥後精礦的粒度也有一定的要求。
2、幹(gàn)燥方法及設備
金屬硫化物(wù)精礦的幹燥一般分直(zhí)接幹燥和間接幹燥兩種(zhǒng)方(fāng)式。
2.1直接幹燥
精礦的直接幹燥是指在幹燥(zào)過程中幹燥(zào)介(jiè)質與精礦發(fā)生接觸的幹燥過程,如圓筒幹燥和氣流(liú)幹燥。直接幹燥一般采用熱空氣或熱煙氣為加熱(rè)介質,根據工藝要求進行一級或二級幹燥。早期,冶煉廠一般采用圓筒幹(gàn)燥或氣流幹燥,其中氣流幹燥又分二段式(鼠籠打散機+幹燥管)和三段式(短圓(yuán)筒幹燥機+鼠籠打散(sàn)機+幹燥管)。這兩種方(fāng)法雖(suī)然精(jīng)礦處理能力較大且產品粒度均勻,但(dàn)都存在著熱效率低、占地麵積大和流程複雜的缺點。
此外,氣流幹燥機由於垂直輸送物料,回轉窯動力消耗很高;其中的鼠籠打散機由於調整旋轉(250——300r/rain),轉子易磨損,檢(jiǎn)修工作量大(dà),一般2—3星期即需補焊一次-3]。鑒(jiàn)於上述原(yuán)因,近些年部分廠家開始采用旋轉閃蒸幹(gàn)燥機(jī)來幹燥某些精(jīng)礦(如鉬精礦)。但旋轉閃蒸幹燥機同樣存在(zài)熱(rè)效率低和處理能力小的問題(tí)。特別需要指出的是,直接幹燥法(fǎ)普遍存在尾氣處理問題。其尾氣流(liú)量大,粉塵含量高,處理不當易造成環境汙染。
2.2間接幹燥
精礦的間(jiān)接幹燥是指在幹燥介質不與精礦發生接觸的幹燥過程(chéng),其設備有多層蒸汽盤(pán)管幹燥機(jī)、盤式幹燥機、槳葉幹燥機和蒸汽(qì)管回轉幹燥(zào)機等。間接幹燥機一般采用飽(bǎo)和蒸汽為加熱介質,其熱效率遠高(gāo)於直接幹燥,且尾氣量小,粉塵含量低,因而流程相對(duì)簡單。多層蒸汽盤管幹燥(zào)機是早用來幹燥精礦的間接幹燥(zào)機。它由一個多盤管結構的(de)轉子和(hé)一個固定殼體構成,精礦隨著轉子的轉動(dòng)向前推進。由於精礦的磨損性較強,易發生盤管破損、護板及(jí)刮板磨損(sǔn)等,檢修工作十分頻繁。一般情況下,幹燥機每周(zhōu)停機檢查一次。盤(pán)式幹燥機曾用於幹(gàn)燥硫精砂,但(dàn)出現了很多生產故障(zhàng):上部幾層幹燥盤上的物料結(jié)疤,物料容易從幹燥盤外沿直接掉落到盤而(ér)短路,以及耙葉易磨損造成(chéng)耙杆斷(duàn)裂(liè)。這些問題(tí)直接影響了幹(gàn)燥效果和幹燥設備的正常運行,廠家(jiā)被迫對物料進行預幹(gàn)燥後再將其送(sòng)入盤式幹燥(zào)機幹燥,不但工藝流程加長(zhǎng),而且投資增加。另外,它的處理能力也(yě)較小。槳葉幹燥機特別適(shì)合於幹燥粘性及膏狀物料。根據試驗研究,槳葉幹(gàn)燥機對精核算的幹燥效果很好,由於槳葉的自清理作用,物料基本(běn)沒有粘結情(qíng)況,流(liú)動狀態良好,出口產品的含濕量和粒度均能滿(mǎn)足工業要求(qiú)。但由於物料的特性,槳葉易磨損(sǔn)且動力消耗較(jiào)大(dà),不適用於大型裝置(zhì)。蒸汽管回轉幹燥機由於其節能環保(bǎo),單台處理(lǐ)能力大和動(dòng)力消(xiāo)耗低等優點,已逐漸成為精(jīng)礦幹燥的設備。下麵(miàn)重點介紹蒸汽管回轉幹燥機。
3、蒸汽(qì)管回轉幹燥機
某幹燥技術有限公司從1992年開始進行高密度聚乙烯(HDPE)裝置蒸(zhēng)汽(qì)管回轉幹燥機的國產化攻關,經過(guò)不斷地改進和優化,形成了自己(jǐ)的專利技術。該公司(sī)先後完成了大型(xíng)HDPE和PTA(對精苯二甲酸)裝置蒸汽管回轉幹燥機的國產(chǎn)化,並將該技術成功地應用於冶金行業濕精礦的幹燥。
3.1結構和工作原理
如前所述,蒸汽管回轉幹(gàn)燥機是一種間接加熱型回轉(zhuǎn)幹燥機,其結構如(rú)圖1所示(shì)。蒸汽管回轉幹燥機主要由簡體、蒸(zhēng)汽管、進(jìn)料螺旋、進料端密封、出料端密封、蒸汽係統、傳(chuán)動係統(tǒng)和支(zhī)撐(chēng)件等組成。蒸汽換熱管以同心圓(yuán)方式排成若幹圈,布(bù)置在筒(tǒng)體內,貫(guàn)穿整個幹燥機。幹燥所需的熱量由通入換熱管內蒸汽提供(gòng)。另外,向簡體內通入少量載氣(空氣),將(jiāng)幹燥過程蒸(zhēng)發出來的水分攜帶到筒外。
3.2幹燥工藝流程
蒸汽管回轉幹燥機以中低壓飽和蒸汽(qì)作為加熱介質,幹燥溫度較低,因(yīn)此不(bú)會造成精礦中硫(liú)化物的分解和氧(yǎng)化。銅精礦回轉幹燥(zào)機的工藝流程如下(xià):濕精礦通過螺(luó)旋進料器進入幹燥機內部,幹燥機筒體具有一定的斜度,物料隨著筒體(tǐ)的轉動一(yī)邊翻滾向(xiàng)前移動,一邊與沿簡體四周布(bù)置的(de)蒸汽管進行換熱而被幹燥,幹燥後的精礦經過出料箱排出;少量載氣從出(chū)料端進入幹燥設備內部,攜帶幹燥過程(chéng)蒸(zhēng)發的水分從進料端(duān)排出;經過布袋除塵器分離除塵後,尾氣排空,收集的(de)粉塵(chén)返回進料螺旋。該工藝(yì)具有流程簡單、設備數量(liàng)少、投資低、熱效率高、粉塵及有害氣體排放量小、便於操作及維護(hù)管(guǎn)理等優(yōu)點。