CN102127634A - 辉钼精矿悬浮态焙烧工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明为辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，首先，通过气送喷料装置利用压缩空气将钼精粉送至悬浮焙烧炉系统，在换热区完成换热，换热区的温度为500℃～750℃，停留时间2～15s；其次，换热后在悬浮焙烧炉系统的反应区发生氧化脱硫反应，生成高硫焙砂，反应区的温度为550℃～780℃，风速为4～25m/s，最可几停留时间2～15s；最后，设置回转窑温度550℃～780℃，停留时间5min～60min，将高硫焙砂在回转窑中脱除残硫，即得到高溶性钼焙砂，本发明同时提供了辉钼精矿悬浮态焙烧的设备，克服了堆积态焙烧和流态化焙烧的众多缺点，热效率高、产品质量好、大大减短了焙烧时间，能够得到高溶性低硫氧化钼，烟气中的SO2浓度高，有利于回收制酸。

Description

辉钼精矿悬浮态焙烧工艺及设备
技术领域
本发明属于钼精矿处理领域，涉及一种辉钼精矿悬浮态焙烧工艺及设备。
背景技术
钼是一种十分重要的稀有金属元素，辉钼矿(MoS2)是钼的主要赋存状态。目前，钼的冶金提取主要采用焙烧——湿法浸取的方法，焙烧工艺是将钼的硫化物(MoS2)氧化脱硫得到氧化钼，在氧化反应不充分的情况下，该氧化钼是二氧化钼和三氧化钼的混合物，这种氧化钼的混合物工业应用面太窄，只能用来生产钼钢的原料——钼铁。在反应充分的情况下可以得到可溶性氧化钼(即三氧化钼)含量很高的氧化钼，可溶性氧化钼通过湿法浸取，与氨水反应，得到钼酸铵，通过焙烧法或者升华法又可得到高纯度的三氧化钼，继续用氢气还原，最终可以得到纯度99.98％的钼金属粉。
现有的辉钼精矿焙烧工艺主要有反射炉焙烧工艺、回转窑焙烧工艺、多膛炉焙烧工艺和流态化焙烧工艺。
反射炉焙烧工艺投资少、设备结构简单，但热利用率低、燃料消耗量高、劳动强度大、产能低，是一种落后的生产工艺。多膛炉生产能力较大，产品质量较好，但设备结构复杂，维修工作量大，物料容易烧结，温度不好控制，产品适合于炼钢，也适合于湿法处理制取钼化工产品。回转窑工艺物料容易烧结，窑体容易烧坏，回转窑使用寿命较短，热效率较低。流态化工艺产能高，产品中钼酸盐含量低，但是返混现象明显，焙砂中硫酸盐含量高，不适合于直接炼钢。目前国内只要采用多膛炉焙烧工艺和回转窑焙烧工艺，流态化焙烧工艺在国外有所应用，国内尚没有建设钼精矿的流态化焙烧生产线。
反射炉焙烧工艺、回转窑焙烧工艺和多膛炉焙烧工艺中物料处于堆积态或者半堆积态，这种情况下，气固两相接触面积小，传质换热速率低、且不均匀，反应速率低，这直接导致了物料焙烧的不均匀性和热效率低下等缺点。
钼精矿悬浮态焙烧技术继承了悬浮态焙烧反应速率快和回转窑堆积态焙烧停留时间方便控制的优势。悬浮态焙烧技术已经在水泥熟料煅烧、菱镁矿焙烧、磷石膏脱硫制硫酸、菱铁矿磁化焙烧等方面得到了应用。尤其在水泥工业，悬浮态预反应器(预热器、分解炉)和堆积态反应的回转窑相结合的新型干法水泥生产技术已成为水泥生产的成熟技术。
我国现有辉钼矿焙烧工业的工艺落后、热效率低、能耗高、焙烧质量差、烟气污染严重，不利于我国钼工业的健康发展，而悬浮态焙烧技术能够很好地解决这一系列问题，应用空间很大。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，克服了堆积态焙烧和流态化焙烧的众多缺点，热效率高、产品质量好、大大减短了焙烧时间，能够得到高溶性低硫氧化钼，烟气中的SO2浓度高，有利于回收制酸。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，包括以下步骤：
第一步，通过气送喷料装置2利用压缩空气将钼精粉送至悬浮焙烧炉系统，在换热区完成换热，换热区的温度为500℃～750℃，停留时间2～15s；
第二步，换热后在悬浮焙烧炉系统的反应区发生氧化脱硫反应，生成高硫焙砂，反应区的温度为550℃～780℃，风速为4～25m/s，最可几停留时间2～15s；
第三步，设置回转窑1温度550℃～780℃，停留时间5min～60min，将高硫焙砂在回转窑1中脱除残硫，即得到高溶性钼焙砂。
本发明所述钼精粉的粒径为5～70μm，悬浮焙烧炉系统的换热区是指悬浮炉3，反应区是指与悬浮炉3连通的两级旋风筒的第一级。
所述高硫焙砂在旋风分离器5中完成气固分离，80％以上的粉体物料从气流中分离出来进入回转窑1，剩余的部分平均粒径大于30μm，回流至悬浮焙烧炉系统的换热区循环反应。
所述旋风分离器5为与悬浮炉3连通的两级旋风筒的第二级。
反应完成后，利用收尘装置和烟气脱硫装置分别回收返烧料和吸收二氧化硫。
本发明还提供了一种辉钼精矿悬浮态焙烧设备，气送喷料装置2与悬浮炉3入口连通，悬浮炉3出口与两级旋风筒连通，第一级旋风筒4的椎体出口与悬浮炉3的入口连通，第二级旋风筒即旋风分离器5的椎体出口与回转窑1连通，旋风分离器5的顶部与总风管6相连通，还包括热风炉，热风炉产生的热风通过回转窑1进入到悬浮炉3。所述热风炉中所用燃料为煤气、煤粉或油。
本发明的工艺和设备中，所用的气送喷料装置2是一种相对常见的物料输送装置，在粉末工艺领域常常用到，其利用压缩空气将粉体物料提升或输送到指定位置。与其它类型的物料输送装置，如提升机、螺旋输送机、空气斜槽等相比，该输送装置用于本工艺，可以使物料进入焙烧炉系统时就已经被气流分散开。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
一)不需要对钼精矿原料在焙烧前进行脱油水处理，钼精粉通过气送喷料装置直接进入悬浮焙烧炉中进行脱除油水、氧化脱硫反应，节省了现有钼精矿焙烧技术采用的闪蒸干燥等设备；
二)采用气送喷料装置，避免了物料进入悬浮焙烧炉时发生烧结；
三)通过气送喷料装置可以适当调节炉内温度、氧含量、固气比，能够实现快速调节；
四)物料在悬浮焙烧炉中处于稀相悬浮态，气固接触面积大，固相之间接触少，气相扩散速率大、化学反应速率快，低溶性氧化钼(MoO2)含量少，几乎没有物料烧结；
五)粗分离器保证了粗大颗粒在悬浮炉中的停留时间，反应更加完全。5.物料在回转窑只需要脱除残余的硫含量，因此可缩短回转窑的长度或者提高回转窑的转速，延长了回转窑的寿命；
六)焙烧时间短，生产能力大；
七)综合固气比相对较大，烟气中的SO2浓度高，利于吸收制酸；
八)脱硫效果好，一次合格率可达到99％。
附图说明
附图是本发明的设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，包括以下步骤：
第一步，通过气送喷料装置2利用压缩空气将钼精粉送至悬浮焙烧炉系统，在换热区完成换热，每小时加料800kg，换热区的温度为600℃，停留时间7s；
第二步，换热后在悬浮焙烧炉系统的反应区发生氧化脱硫反应，生成高硫焙砂，反应区的温度为720℃，风速为15m/s，最可几停留时间2～15s，含硫量从35％降至10％；
第三步，设置回转窑1温度650℃，停留时间40min，将高硫焙砂在回转窑1中脱除残硫，即得到高溶性钼焙砂，测定钼焙砂中的硫含量为0.06％。
反应完成后，利用收尘装置和烟气脱硫装置分别回收返烧料和吸收二氧化硫。
本发明所述钼精粉的粒径为5～70μm，悬浮焙烧炉系统的换热区是指悬浮炉3，反应区是指与悬浮炉3连通的两级旋风筒的第一级。
更进一步，高硫焙砂可以在旋风分离器5中完成气固分离，保证有80％以上的粉体物料从气流中分离出来进入回转窑1，剩余的部分平均粒径大于30μm，回流至悬浮焙烧炉系统的换热区循环反应。
在本工艺中，换热区、反应区以及回转窑1中的温度和停留时间都可根据不同种类的钼精粉的焙烧温度来做相应调整，本发明所限定的参数范围仅仅是根据目前国内外常见钼精粉的情况得出的，并非对本发明工艺流程的限制。
本发明还提供了一种辉钼精矿悬浮态焙烧设备，如附图所示，气送喷料装置2与悬浮炉3入口连通，悬浮炉3出口与两级旋风筒连通，第一级旋风筒4的椎体出口与悬浮炉3的入口连通，第二级旋风筒即旋风分离器5的椎体出口与回转窑1连通，旋风分离器5的顶部与总风管6相连通，还包括热风炉，热风炉产生的热风通过回转窑1进入到悬浮炉3。所述热风炉中所用燃料为煤气、煤粉或油。
本发明的工艺和设备中，所用的气送喷料装置2是一种相对常见的物料输送装置，在粉末工艺领域常常用到，其利用压缩空气将粉体物料提升或输送到指定位置。与其它类型的物料输送装置，如提升机、螺旋输送机、空气斜槽等相比，该输送装置用于本工艺，可以使物料进入焙烧炉系统时就已经被气流分散开。

Claims (10)

1.辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，通过气送喷料装置(2)利用压缩空气将钼精粉送至悬浮焙烧炉系统，在换热区完成换热，换热区的温度为500℃～750℃，停留时间2～15s；
第二步，换热后在悬浮焙烧炉系统的反应区发生氧化脱硫反应，生成高硫焙砂，反应区的温度为550℃～780℃，风速为4～25m/s，最可几停留时间2～15s；
第三步，设置回转窑(1)温度550℃～780℃，停留时间5min～60min，将高硫焙砂在回转窑(1)中脱除残硫，即得到高溶性钼焙砂。
2.根据权利要求1所述的辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，其特征在于，所述钼精粉的粒径为5～70μm。
3.根据权利要求1或2所述的辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，其特征在于，所述高硫焙砂中，平均粒径大于30μm的钼精矿颗粒回流至悬浮焙烧炉系统的换热区循环反应。
4.根据权利要求1所述的辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，其特征在于，所述悬浮焙烧炉系统的换热区是指悬浮炉(3)。
5.根据权利要求4所述的辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，其特征在于，所述悬浮焙烧炉系统的反应区是指与悬浮炉(3)连通的两级旋风筒的第一级。
6.根据权利要求1所述的辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，其特征在于，所述高硫焙砂在旋风分离器(5)中完成气固分离后进入回转窑(1)。
7.根据权利要求6所述的辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，其特征在于，所述旋风分离器(5)为与悬浮炉(3)连通的两级旋风筒的第二级。
8.根据权利要求1所述的辉钼精矿悬浮态焙烧工艺，其特征在于，利用收尘装置和烟气脱硫装置分别回收返烧料和吸收二氧化硫。
9.辉钼精矿悬浮态焙烧设备，其特征在于，气送喷料装置(2)与悬浮炉(3)入口连通，悬浮炉(3)出口与两级旋风筒连通，第一级旋风筒(4)的椎体出口与悬浮炉(3)的入口连通，第二级旋风筒即旋风分离器(5)的椎体出口与回转窑(1)连通，旋风分离器(5)的顶部与总风管(6)相连通，还包括热风炉，热风炉产生的热风通过回转窑(1)进入到悬浮炉(3)。
10.根据权利要求9所述的辉钼精矿悬浮态焙烧设备，其特征在于，所述热风炉中所用燃料为煤气、煤粉或油。
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