CN102653821A - 一种循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置及方法 - Google Patents

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辛海州
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许明臣
杨军方
谭春虎
刘银柱
魏志勇
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Abstract

本发明公开了循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置,包括沸腾炉、收尘系统及烟气回收利用系统;还包括给风系统、给料系统和连接于沸腾炉的出料口的出料包装自动化系统;收尘系统和给料系统均连接于沸腾炉进料口;所述给风系统连接于沸腾炉风室,由罗茨风机、加热装备、能够指示和控制风室内压力及空气流入量的装备构成;所述给料系统能够把粒度为20~200目的钼精矿按给定量均匀连续输入沸腾炉;本发明还公开了使用该循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置的方法,使钼精矿与足够的氧气充分接触,使钼精矿焙烧过程不需要外热源供热且能够高效生产可溶钼率大于98%的高溶性氧化钼,生产能力强,焙烧烟气中SO2浓度能达到4%。

Description

一种循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置及方法
技术领域
本发明涉及工业氧化钼生产技术领域,具体涉及焙烧钼精矿生产高溶性工业氧化钼的沸腾炉装置及其方法。 
背景技术
目前,国内外应用的所有硫化钼精矿约有96%首先要通过焙烧转化成工业氧化钼,才能进一步提取可溶性的钼盐,进而冶炼成为钼金属或其合金。钼精矿在充足的空气中的焙烧是显著的放热反应过程,焙烧过程不需要消耗热能且不该生成低溶性氧化钼和低浓度SO2烟气。但焙烧钼精矿的生产中,无论是早期简易的反射炉焙烧、还是目前广泛应用的回转窑焙烧、多膛炉焙烧,其氧化脱硫效率低,焙烧时间长,无法或不能高效生产高溶性氧化钼,且生产能力低,需要外热源提供焙烧热量以保证反应的顺利进行。焙烧热量一般由煤、油、各种煤气、天然气、电等外热源提供,不仅显著消耗燃料或其它能源,而且因以燃料燃烧产生的贫氧烟气代替空气向焙烧反应提供氧化剂,造成焙烧烟气体积膨胀,形成了稀释效应,使得焙烧烟气中SO2体积浓度大抵只有1%左右,这种浓度显然过低,使综合回收利用及制酸都变得非常困难且成本剧增。 
发明内容
针对以上问题,本发明提供一种循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置及其方法, 使钼精矿焙烧过程不需要外热源供热且能够高效生产可溶钼率大于98%的高溶性氧化钼,生产能力强,焙烧烟气中SO2浓度能达到4%。 
本发明是将广泛应用于煤等固体颗粒燃料燃烧的沸腾炉装置及技术移植到钼矿的焙烧生产工业氧化钼技术领域中,并在此基础上对整套装置及工艺进行适应性创新改进,使其适应钼矿的焙烧生产工业氧化钼及实现上述发明目的。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 
所述的循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置,包括沸腾炉、收尘系统及烟气回收利用系统,其中,沸腾炉为由耐腐耐高温材料做内衬的垂直竖立的密闭金属筒体,由筒体下部的风室、风室上端的空气分配装置、进料口、出料口、温控装置及筒体上端的烟尘出口构成;沸腾炉的烟气出口连接收尘系统,收尘系统进一步连接烟气回收利用系统;还包括给风系统、给料系统和出料包装自动化系统;收尘系统和给料系统均连接于沸腾炉进料口; 
其中,所述给风系统连接于沸腾炉风室,由能够源源不断地把自然空气输送入风室的罗茨风机、启炉时对来自罗茨风机的自然空气进行加热的加热装备、能够指示和控制风室内压力及空气流入量的装备构成; 
所述给料系统能够把粒度为20~200目的钼精矿按给定量均匀连续输入沸腾炉,由依次连接的提升机、干燥机和除尘器组成,所述除尘器通过输送机连接与沸腾炉进料口; 
所述出料包装自动化系统连接于沸腾炉的出料口,包括将沸腾炉出料口排出来的物料输送到风送装置的出料装置,利用负压把出料装置送来的物料通过管道输送入收尘设备的风送装置,以及接收收尘设备收集的物料的自动混料包装装置。 
进一步,所述给风系统的加热装备与罗茨风机之间设置放空调节阀。 
进一步,所述能够指示和控制风室内压力的装备为压力变送器,能够指示和控制风室内空气流入量的装备为孔板流量计。 
为更好的实施本发明创造,所述沸腾炉进料口与炉体连接位置高于出料口。 
进一步,所述风室为将自然空气均匀供给空气分配装置的倒锥形密闭装置,风室下部具有能够开闭的排尘口。 
进一步,所述空气分配装置为使沸腾炉内腔贯通,承载焙烧钼精矿物料,并将风室供来的空气均匀分布在炉膛横截面上,平均分配给压在其上的焙烧钼精矿物料的装置。 
进一步,所述进料口是给料系统输送钼精矿进入沸腾炉和收尘系统将回收的焙烧烟气中的粉尘输入沸腾炉的密闭通道,设有能够开闭的观察孔。 
进一步,所述出料口是焙烧钼精矿产品排出沸腾炉的密闭通道,亦是进入出料包装自动化系统出料装置的通道,其与沸腾炉体连接口位于空气分配装置上1~2米处。 
进一步,所述温控装置是对钼精矿炉料焙烧过程的温度具有指示、调节功能的技术装备。 
进一步,所述烟尘出口是焙烧钼精矿形成的烟尘排出沸腾炉的密闭通道,亦是进入收尘系统的通道,具有能够开闭的放空装置。 
为更好的实施本发明创造,所述收尘系统是利用收尘设备对来自沸腾炉内的粉尘进行回收,并通过输送装置将回收的粉尘输入沸腾炉进料口的装置,由依次连接的除尘器和收尘器构成,其中,除尘器通过输送机连接沸腾炉进料口。 
为更好的实施本发明创造,所述烟气回收利用系统是通过引风机作用控制沸腾炉内具有一定的负压,并把沸腾炉内形成的经过收尘系统收尘的焙烧钼精矿烟气进行回收利用的装置。 
本发明的利用循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置循环焙烧钼精矿的方法,包括如下工艺步骤: 
1、开启烟尘出口的放空装置,开启给风系统的罗茨风机和加热装置,将经过加热的自然空气吹送到风室,透过空气分配装置,对沸腾炉体进行烘干; 
2、停止给风系统,给料系统将一定量的工业氧化钼装填到沸腾炉的空气分配装置上; 
3、停止给料系统,开启给风系统的罗茨风机,使得到均匀分配的自然空气吹动空气分配装置上的物料,调节放空调节阀大小,直至工业氧化钼物料呈固体颗粒缓慢膨胀运动的微沸腾状态; 
4、关闭烟尘出口的放空装置,开启烟气回收利用系统,保持沸腾炉内微负压状态;开启给风系统的加热装置,使加热的空气不断地与沸腾炉内的物料进行热交换,稳步提升物料温度,直至物料温度达到250℃; 
5、经进料口观察孔向物料上定时定量添加硫磺,通过硫磺燃烧放出大量热快速提升物料温度,直至物料温度达到560℃; 
6、停止给风系统的加热装置,停止添加硫磺,开启给料系统,将少量钼精矿原料连续输入沸腾炉,协调控制沸腾炉风室压力在9KPa~20KPa范围内、协调控制流入风室空气量以维持沸腾炉内氧气量浓度在6%~16%范围内、协调控制沸腾炉内为微负压状态,促使物料呈固体颗粒剧烈运动的沸腾状态;观察物料温度,如果物料温度持续下降,适量添加硫磺,使物料温度回升到560℃,停止加硫磺,增大钼精矿输入量,以此循环,直至仅仅依靠钼精矿反应放出的热量使沸腾炉内物料温度从560℃稳步上升; 
7、继续不断加大钼精矿原料输入沸腾炉的量,开启出料包装自动化系统和收尘系统的输送装置,并协调控制沸腾炉风室压力在9KPa~20KPa范围内、协 调控制空气流量以维持沸腾炉内氧气量浓度在6%~16%范围内、协调控制沸腾炉内的物料温度在560℃~660℃范围内、协调控制沸腾炉内为微负压状态,保持物料良好的沸腾状态,使沸腾起来的部分物料不断落入出料口,进入出料包装自动化系统成为产品,并使收尘系统回收的沸腾炉内形成的粉尘不断返回沸腾炉内重新焙烧,以及沸腾炉内不断产生的烟气被烟气回收利用系统回收利用;直至达到产品产量最大、品质最好的连续生产状态。 
进一步,步骤3实施时,工业氧化钼物料呈微沸腾状态后,要求在此时停止给风系统后物料上表面平整。 
由于采用上述技术方案,本发明创造具备如下有益效果: 
因为本发明工艺使钼精矿与足够的氧气充分接触,焙烧氧化反应充分,产热量大,能够生成可溶钼率大于98%的高溶性氧化钼和完全靠自身氧化反应释放出大量热维持焙烧过程连续进行,且焙烧效率高、产量高达1.4t/(m2·d)以上。 
由于本发明采用空气而不是燃料燃烧的贫氧烟气为钼精矿焙烧反应提供氧化剂,有效较少了烟气体积,从而使焙烧烟气SO2浓度能够达到4%。 
本发明装备系统密闭性好,有效减少了“跑、冒、滴、漏”现象,致使大大改善工人劳动环境、提高钼回收率。 
本发明装备占地面积小,操作简单,人员少,自动化程度高,极大降低工人劳动强度。 
由于不需要外热源供热、焙烧效率高、操作人员少等,所以本发明的生产成本比目前广泛应用的焙烧方法低。 
附图说明
图1是本发明工艺的一个实施例的工艺装备系统示意图。 
图2是图1的给料系统示意图。 
图3是图1的给风系统示意图。 
图4是图1的出料包装自动化系统示意图。 
图中:1、旋风除尘器,2、布袋收尘器,3、引风机,4、烟气回收利用系统,5、螺旋输送机,6、斗式提升机,7、旋转闪蒸干燥机,8、旋风袋式除尘器,9、螺旋输送机,10、进料口,11、压力变送器,12、孔板流量计,13、电阻加热炉,14、放空调节阀,15、罗茨风机,16、放空阀;17、烟尘出口,18、沸腾炉,19、自动包装机,20、混料机,21、螺旋输送机,22、袋式除尘器,23、引风机,24、螺旋输送机,25、出料口,26、降温循环水管,27、热电偶,28、空气分配装置,29、人孔,30、风室。 
具体实施方式
结合图1,该循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置的沸腾炉18为由耐火砖等耐腐耐高温材料做内衬的垂直竖立的密闭金属筒体,具有高17米、沸腾层面积4.5m2、扩大部炉膛面积11.3m2、炉膛有效容积88.4m3的炉体。由筒体下部的风室30、风室上端的空气分配装置28、进料口10、出料口25、温控装置及筒体上端的烟尘出口17构成;沸腾炉的烟气出口连接收尘系统,收尘系统进一步连接烟气回收利用系统4;收尘系统和给料系统均连接于沸腾炉进料口10,出料包装自动化系统连接于沸腾炉的出料口25。 
结合图2,给料系统能够把粒度为20~200目的钼精矿按给定量均匀连续输入沸腾炉,由依次连接的斗式提升机6、旋转闪蒸干燥机7和旋风袋式除尘器8组成,旋风袋式除尘器8通过螺旋输送机9连接与沸腾炉进料口10。 
结合图3,给风系统连接于沸腾炉风室30,由能够源源不断地把自然空气输送入风室的罗茨风机15、启炉时对来自罗茨风机的自然空气进行加热的电阻加热炉13、指示和控制风室内空气流入量的孔板流量计12、指示和控制风室内压力的压力变送器11组成;其中,电阻加热炉13与罗茨风机15之间设置放空调节阀14。 
结合图4,出料包装自动化系统包括依次相连的螺旋输送机24、引风机23、袋式除尘器22、螺旋输送机21、混料机20和自动包装机19。其中,与出料口25连接的螺旋输送机24能够对沸腾炉出料口起密封、保温的作用。引风机23能够产生负压把螺旋输送机24送来的物料通过管道输送入袋式除尘器22。 
其中,沸腾炉的风室30为将自然空气均匀供给空气分配装置28的倒锥形密闭装置,风室下部具有能够开闭的排尘口。其空气分配装置28为使沸腾炉内腔贯通,承载焙烧钼精矿物料,并将风室30供来的空气均匀分布在炉膛横截面上,平均分配给压在其上的焙烧钼精矿物料的装置。其进料口10是给料系统输送钼精矿进入沸腾炉和收尘系统将回收的焙烧烟气中的粉尘输入沸腾炉的密闭通道,设有能够开闭的观察孔。其出料口25是焙烧钼精矿产品排出沸腾炉的密闭通道,亦是进入出料包装自动化系统出料装置的通道,其与沸腾炉体连接口位于空气分配装置28上1~2米处;且沸腾炉进料口与炉体连接位置高于出料口。其温控装置是对钼精矿炉料焙烧过程的温度具有指示、调节功能的技术装备,具体由设在空气分配装置上部的降温循环水管26和热电偶27组成。其烟尘出口17是焙烧钼精矿形成的烟尘排出沸腾炉的密闭通道,亦是进入收尘系统的通道,具有能够开闭的放空阀16。 
另外,收尘系统是利用收尘设备对来自沸腾炉内的粉尘进行回收,并通过输送装置将回收的粉尘输入沸腾炉进料口的装置,由依次连接的旋风除尘器1 和布袋收尘器2构成,其中,旋风除尘器1通过螺旋输送机5连接沸腾炉进料口10。烟气回收利用系统4是通过引风机3作用控制沸腾炉内具有一定的负压,并把沸腾炉内形成的经过收尘系统收尘的焙烧钼精矿烟气进行回收利用的装置。 
该循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置实施生产时,具备包括如下工艺步骤: 
1、在生产前,开启放空阀16,开启罗茨风机15和电阻加热炉13,把经过加热的自然空气吹送到风室30,透过空气分配装置28,对沸腾炉18体进行烘干; 
2、沸腾炉18体内烘干后,停止罗茨风机15和电阻加热炉13,斗式提升机6把准备好的一定量的工业氧化钼输送到旋转闪蒸干燥机7,通过风机的吸送作用,再把工业氧化钼输送到旋风袋式除尘器8,工业氧化钼在重力作用下进入由变频电机驱动的螺旋输送机9,螺旋输送机9再把工业氧化钼输送到进料口10,下落到沸腾炉18的空气分配装置28上; 
3、停止斗式提升机6、旋转闪蒸干燥机7、旋风布袋除尘器8、螺旋输送机9,开启罗茨风机15,使得到均匀分配的自然空气吹动空气分配装置28上的工业氧化钼,调节放空调节阀14大小,直至装好的工业氧化钼物料呈微沸腾状态,在此时停止罗茨风机15进行检查,必须达到物料上表面平整;此次指的微沸腾状态为固体颗粒缓慢膨胀运动,像液体轻微沸腾一样的状态; 
4、关闭放空阀16,开启烟气回收利用系统4,调节引风机3引风大小,保持沸腾炉18内微负压状态,开启罗茨风机15和电阻加热炉13,使热空气不断地与沸腾炉18内的物料进行热交换,稳步提升物料温度,直至物料温度达到250℃; 
5、经进料口10观察孔向物料上定时定量添加硫磺,通过硫磺燃烧放出大 量热快速提升物料温度,当物料温度达到540℃,逐渐减少硫磺添加量,直至物料温度达到560℃; 
6、停止电阻加热炉13供热,停止添加硫磺,开启斗式提升机6、旋转闪蒸干燥机7、旋风布袋除尘器8、螺旋输送机9,把少量钼精矿原料连续输入沸腾炉18内,调节放空调节阀14,控制风室30压力在9KPa~20KPa范围内,并调节引风机3的引风大小,控制沸腾炉18内氧气量浓度在6%~16%范围内,且保证沸腾炉18内为微负压状态,促使焙烧钼精矿物料呈沸腾状态,观察物料温度,如果物料温度持续下降,适量添加硫磺,使物料温度回升到560℃,停止加硫磺,增大螺旋输送机9给料量,以此循环,直至仅仅依靠钼精矿反应放出的热量使沸腾炉18内物料温度从560℃稳步上升; 
7、继续不断加大螺旋输送机9给料量,开启出料口25下的螺旋输送机24和旋风除尘器1下的螺旋输送机5,调节放空调节阀14,控制风室30压力在9KPa~20KPa范围内,并协调调节引风机3的引风大小和控制螺旋输送机9给料量,控制沸腾炉18内氧气量浓度在6%~16%范围内和沸腾炉18内的物料温度在560℃~660℃范围内,且保持沸腾炉18内为微负压状态和焙烧钼精矿物料的沸腾状态良好,使沸腾起来的部分物料不断落入出料口25,进入螺旋输送机24,在引风机23的作用下送入袋式除尘器22,进入螺旋输送机21,进入混料机20,再经自动包装机19包装成为产品,并使旋风除尘器1回收的沸腾炉18内形成的粉尘不断输送回沸腾炉18内重新焙烧,还使沸腾炉18内不断产生的烟气被烟气回收利用系统4回收利用,直至达到产品产量最大、品质最好的连续生产状态。 

Claims (9)

1.循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置,包括沸腾炉(18)、收尘系统及烟气回收利用系统(4),其中,沸腾炉为由耐腐耐高温材料做内衬的垂直竖立的密闭金属筒体,由筒体下部的风室(30)、风室上端的空气分配装置(28)、进料口(10)、出料口(25)、温控装置及筒体上端的烟尘出口(17)构成;沸腾炉的烟气出口连接收尘系统,收尘系统进一步连接烟气回收利用系统(4);其特征在于:还包括给风系统、给料系统和出料包装自动化系统;收尘系统和给料系统均连接于沸腾炉进料口;
其中,所述给风系统连接于沸腾炉风室(30),由能够源源不断地把自然空气输送入风室的罗茨风机(15)、启炉时对来自罗茨风机的自然空气进行加热的加热装备、能够指示和控制风室内压力及空气流入量的装备构成;
所述给料系统能够把粒度为20~200目的钼精矿按给定量均匀连续输入沸腾炉,由依次连接的提升机、干燥机和除尘器组成,所述除尘器通过输送机连接与沸腾炉进料口(10);
所述出料包装自动化系统连接于沸腾炉的出料口(25),包括将沸腾炉出料口排出来的物料输送到风送装置的出料装置,利用负压把出料装置送来的物料通过管道输送入收尘设备的风送装置,以及接收收尘设备收集的物料的自动混料包装装置。
2.根据权利要求1所述的循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置,其特征是:所述给风系统的加热装备与罗茨风机之间设置放空调节阀(14);所述能够指示和控制风室内压力的装备为压力变送器(11),能够指示和控制风室内空气流入量的装备为孔板流量计(12)。
3.根据权利要求1所述的循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置,其特征是:所述出料口(25)与沸腾炉体连接口位于空气分配装置(28)上1~2米处。
4.根据权利要求1或3所述的循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置,其特征是:所述进料口(10)上设有能够开闭的观察孔,且进料口与炉体连接位置高于出料口。
5.根据权利要求1所述的循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置,其特征是:所述收尘系统由依次连接的除尘器和收尘器构成,其中,除尘器通过输送机连接沸腾炉进料口(10)。
6.根据权利要求1所述的循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置,其特征是:所述烟气回收利用系统(4)通过引风机(3)作用控制沸腾炉内具有一定的负压。
7.根据权利要求1所述的循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置,其特征是:所述风室(30)为将自然空气均匀供给空气分配装置的倒锥形密闭装置,风室下部具有能够开闭的排尘口。
8.利用权利要求1-7任一权限所述的循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置循环焙烧钼精矿的方法,其特征是:包括如下工艺步骤:
1)、开启烟尘出口(17)的放空装置,开启给风系统的罗茨风机(15)和加热装置,将经过加热的自然空气吹送到风室(30),透过空气分配装置(28),对沸腾炉(18)体进行烘干;
2)、停止给风系统,给料系统将一定量的工业氧化钼装填到沸腾炉的空气分配装置(28)上;
3)、停止给料系统,开启给风系统的罗茨风机(15),使得到均匀分配的自然空气吹动空气分配装置(28)上的物料,调节放空调节阀(14)大小,直至工业氧化钼物料呈固体颗粒缓慢膨胀运动的微沸腾状态;
4)、关闭烟尘出口的放空装置,开启烟气回收利用系统(4),保持沸腾炉内微负压状态;开启给风系统的加热装置,使加热的空气不断地与沸腾炉内的物料进行热交换,稳步提升物料温度,直至物料温度达到250℃;
5)、经进料口(10)观察孔向物料上定时定量添加硫磺,通过硫磺燃烧放出大量热快速提升物料温度,直至物料温度达到560℃;
6)、停止给风系统的加热装置,停止添加硫磺,开启给料系统,将少量钼精矿原料连续输入沸腾炉(18),协调控制沸腾炉风室(30)压力在9KPa~20KPa范围内、协调控制流入风室空气量以维持沸腾炉内氧气量浓度在6%~16%范围内、协调控制沸腾炉内为微负压状态,促使物料呈固体颗粒剧烈运动的沸腾状态;观察物料温度,如果物料温度持续下降,适量添加硫磺,使物料温度回升到560℃,停止加硫磺,增大钼精矿输入量,以此循环,直至仅仅依靠钼精矿反应放出的热量使沸腾炉内物料温度从560℃稳步上升;
7)、继续不断加大钼精矿原料输入沸腾炉的量,开启出料包装自动化系统和收尘系统的输送装置,并协调控制沸腾炉风室压力在9KPa~20KPa范围内、协调控制空气流量以维持沸腾炉内氧气量浓度在6%~16%范围内、协调控制沸腾炉内的物料温度在560℃~660℃范围内、协调控制沸腾炉内为微负压状态,保持物料良好的沸腾状态,使沸腾起来的部分物料不断落入出料口,进入出料包装自动化系统成为产品,并使收尘系统回收的沸腾炉内形成的粉尘不断返回沸腾炉内重新焙烧,以及沸腾炉内不断产生的烟气被烟气回收利用系统回收利用;直至达到产品产量最大、品质最好的连续生产状态。
9.根据权利要求8所述的循环焙烧钼精矿的方法,其特征是:步骤3)实施时,工业氧化钼物料呈微沸腾状态后,要求在此时停止给风系统后物料上表面平整。
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Application publication date: 20120905