CN108149006B - 辉钼精矿自热式旋流焙烧工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种辉钼精矿自热式旋流焙烧工艺及设备，利用带有炉体换热装置的旋流焙烧炉焙烧辉钼精矿以生产工业氧化钼，焙烧过程利用辉钼精矿焙烧反应放出的热量预热由下部炉体的夹层换热装置进入的空气，预热后的空气由炉底供入旋流焙烧炉内，旋流布风装置使辉钼精矿在旋转气流状态下发生焙烧反应，从旋流焙烧炉内出来的物料在负压作用下随焙烧气流进入旋转焙烧炉上部夹层换热装置，在夹层换热装置内旋转前进的过程中完成脱硫反应，反应后的气固混合物进入气固分离出料装置进行气固分离出固体焙砂和焙烧烟气。焙烧烟气进入换热器与空气换热后，在引风机的抽引作用下送SO2回收处理系统，经换热后的空气送闪蒸干燥机进行入炉辉钼精矿的干燥。

Description

辉钼精矿自热式旋流焙烧工艺及设备
技术领域
本发明属于辉钼精矿处理领域，尤其涉及一种辉钼精矿自热式旋流焙烧工艺及设备。
背景技术
辉钼精矿的焙烧是显著的放热反应过程，适当控制反应产生热能的耗散速度，则可节省大量工艺辅助热能，甚至焙烧过程不需要额外消耗热能，且可减少生成低溶性氧化钼和低浓度SO2烟气。但焙烧钼精矿的生产的焙烧过程中，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、甚至包括未实现工业应用的流态化焙烧、闪速炉焙烧及添加助剂焙烧等都需要采用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。
基于此，近几年出现几种利用钼精矿反应放出热量来完成焙烧过程的焙烧技术，实现钼精矿的自热式或无碳焙烧。专利“钼精矿自热式焙烧方法及其装置”(专利号：ZL201010237892.9)公开一种钼精矿自热式焙烧方法，利用带有窑体换热装置的回转窑焙烧钼精矿以生产工业氧化钼，但该方法主要应用于回转窑工艺，其物料容易烧结，窑体容易烧坏，且回转窑生产能力小、温度波动范围大，焙烧气氛难以控制。
专利“多膛炉无碳焙烧钼精矿工艺及装置”(专利号：ZL201210207434.X)公开一种多膛炉无碳焙烧钼精矿工艺及装置，但该方法主要应用于多膛炉工艺，其设备结构复杂，设备故障率高，维修工作量大，物料容易烧结，温度不好控制。
专利“适用于辉钼精矿的流态化焙烧炉”(专利号：ZL201320067082.2)公开一种适用于辉钼精矿的流态化焙烧炉，但该工艺焙烧反应放出热量利用不充分，焙砂中硫酸盐含量高，不适于直接炼钢。
专利“沸腾炉循环焙烧生产低硫可溶性氧化钼生产工艺及设备”(专利号：ZL201010252066.1)公开一种沸腾炉循环焙烧生产低硫可溶性氧化钼生产工艺及设备，但该工艺流程复杂，设备成本高。
专利“一种循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置及方法”(申请号：CN201210129459.2)公开循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置及使用该循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置的方法，但该方法中所述设备操作复杂、加热装置、硫磺燃烧与物料自身反应放热三者之间的热量匹配困难，炉温波动大，实际生产中难以稳定运行。
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旋流焙烧工艺及设备，克服回转窑、多膛炉等堆积态焙烧和沸腾炉等流态化焙烧的众多缺点，以解决现有钼精矿焙烧技术中工艺流程长、操作复杂、设备投资大、成本高，反应速率慢、炉温波动大、物料焙烧停留时间不易控制、热效率低、产品质量差，高溶性低硫氧化钼含量低，烟气中的SO2浓度低，回收利用困难的问题。
为实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种辉钼精矿自热式旋流焙烧工艺，利用带有炉体换热装置的立式旋流焙烧炉焙烧辉钼精矿以生产工业氧化钼，炉内氛围预热至500℃以上，由炉体供料口供入50～300目、品位高于35％的辉钼精矿尘料，旋流布风装置使辉钼精矿在旋转气流作用下在炉体中随旋转气流飞扬，发生焙烧反应，利用辉钼精矿焙烧反应放出的热量预热炉体的夹层换热装置中空气，预热后的空气由炉底供入旋流焙烧炉内，炉顶出料口连接气固分离出料装置，出料口对炉内保持负压，使焙烧后的工业氧化钼随出料口气流进入气固分离出料装置，控制该负压值和进料速度，以维持炉内燃烧区域高于进料口，且燃烧区温度在550℃～800℃。
所述的辉钼精矿自热式旋流焙烧工艺，具体过程如下：
利用外热源对旋流焙烧炉内进行均匀预热，利用引风机的引风作用使旋流焙烧炉内保持负压，使炉内温度达到500℃以上，所述引风机通过换热器连接气固分离出料装置；
将粒度为50～300目、品位高于35％的辉钼精矿供入旋流焙烧炉内进行焙烧；协调控制流入旋流焙烧炉内的空气量以维持旋流焙烧炉内氧气浓度在6％～18％范围内，协调控制旋流焙烧炉内微负压状态；如果物料温度低于500℃，则加大外热源供热量，使物料温度回升，增大辉钼精矿输入量；
继续不断加大辉钼精矿原料输入旋流焙烧炉的量，开启与换热夹层连通的引风机、收尘出料装置和换热器，并协调控制流入旋流焙烧炉内的空气量和进入旋流焙烧炉的辉钼精矿原料量，使旋流焙烧炉内燃烧区温度维持在550℃～800℃；
焙烧好的焙砂进入收尘出料装置，进行气固分离后出料。
所述的辉钼精矿自热式旋流焙烧工艺，具体过程如下：
在生产前，利用引风机的引风作用使旋流焙烧炉内保持负压，利用外热源对旋流焙烧炉内进行均匀预热，直至旋流焙烧炉内温度达到500℃以上；
开启给料系统，将粒度为50～300目、品位高于35％的辉钼精矿由螺旋给料机输送至闪蒸干燥机进行辉钼精矿的干燥、粉碎，收尘器安置于给料仓的上部，闪蒸干燥机处理好的辉钼精矿经收尘器收尘实现气固分离后，囤入收尘器底部给料仓，给料仓内的辉钼精矿再经螺旋给料机输送至旋流焙烧炉内进行焙烧；协调控制流入旋流焙烧炉内的空气量以维持旋流焙烧炉内氧气浓度在6％～18％范围内，协调控制旋流焙烧炉内微负压状态；如果物料温度低于500℃，则加大外热源供热量，使物料温度回升，增大辉钼精矿输入量，以此循环，直至仅仅依靠辉钼精矿反应放出的热量使旋流焙烧炉内物料温度从500℃稳步上升；
继续不断加大辉钼精矿原料输入旋流焙烧炉的量，开启与焙烧段换热夹层连通的鼓风机、收尘出料装置和换热器，并协调控制流入旋流焙烧炉内的空气量以维持旋流焙烧炉内氧气浓度在6％～18％范围内，协调控制旋流焙烧炉内微负压状态，保持物料在旋流焙烧炉内和脱硫段换热夹层内良好的旋流状态；协调控制进入旋流焙烧炉的辉钼精矿原料量和焙烧风量，使旋流焙烧炉内温度维持在550℃～800℃，脱硫段换热夹层内温度维持在550℃～650℃，并停止外热源供热；
焙烧好的焙砂进入收尘出料装置，进行气固分离后经旋转卸料装置落入出料口，进入出料包装系统成为产品；分离后的热烟气进入换热器与空气进行换热后，在引风机的抽引作用下进入SO2处理和回收系统；换热后的热风进入闪蒸干燥机进行辉钼精矿的干燥。
所述工艺的辉钼精矿自热式旋流焙烧设备，采用辉钼精矿旋流焙烧炉，包括炉底气体分布室，炉底气体分布室内设有旋流布风装置、焙烧炉进料口和炉底气体入口，炉底气体入口分别与炉体下部的焙烧段换热夹层的预热气体出口和外热源的热气体出口连通，并由相应的阀门进行启闭控制；焙烧段换热夹层设有焙烧空气进口和预热空气出口，焙烧空气进口与鼓风机出口连通，预热空气出口与旋流焙烧炉炉体气体入口连通，炉体上部设有焙烧炉出料口。
所述工艺的辉钼精矿自热式旋流焙烧设备，包括螺旋给料机一、闪蒸干燥机、收尘器、给料仓、螺旋给料机二、旋流焙烧炉、鼓风机一、收尘出料装置、旋转卸料装置、换热器、鼓风机二、引风机，具体结构如下：
所述闪蒸干燥机的物料进口连接至螺旋给料机一的进料口，干燥气体进口连接至换热器的热风出口，物料出口连接至给料仓的物料进口；所述收尘器设于给料仓上部，收尘器上部设有气体出口并与收尘引风机连通，收尘器下部与给料仓连通；所述给料仓下部物料出口连接至螺旋给料机二进口，螺旋给料机二出口与旋流焙烧炉下部炉底气体分布室上的焙烧炉进料口连通；所述旋流焙烧炉底部设有炉底气体分布室，炉底气体分布室内设有旋流布风装置和炉底气体入口，炉底气体入口分别与焙烧段换热夹层的预热气体出口和外热源的热气体出口连通，并由相应的阀门进行启闭控制；旋流焙烧炉的炉体上部设有脱硫段换热夹层，与焙烧段换热夹层之间由隔板隔开；在旋流焙烧炉的上部设有焙烧炉出料口，连接物料输送装置，物料输送装置将旋流焙烧炉的内腔和脱硫段换热夹层进行连通；所述焙烧段换热夹层设有焙烧空气进口和预热空气出口，焙烧空气进口与鼓风机一出口连通，预热空气出口与炉底气体入口连通；所述脱硫段换热夹层设有夹层物料进口和夹层物料出口，物料输送装置的出口连接至脱硫段换热夹层的物料进口，脱硫段换热夹层的物料出口连接至收尘出料装置的物料进口；所述收尘出料装置下部的物料出口连接至旋转卸料装置的物料进口，收尘出料装置上部的热烟气出口连接至换热器的热烟气进口；所述换热器设有热烟气进口、换热后烟气出口、冷却空气入口和热风出口，热烟气进口与收尘出料装置的热烟气出口连通，换热后的烟气与引风机连通，冷却空气入口连接至鼓风机二空气出口，热风出口连接至闪蒸干燥机的干燥气体入口；所述外热源热气体出口与旋流焙烧炉的炉底气体入口连通，且仅在焙烧系统启动时进行旋流焙烧炉烘炉使用，以提供焙烧反应所需的初始温度条件。
由于采用上述技术方案，本发明具备如下优点和有益效果：
1)由于本发明使辉钼精矿尘料在旋流状态下呈分散状态，与炉内热空气中的氧气充分接触，焙烧氧化反应充分，脱硫彻底，产品含硫量低，可达0.08％以下。
2)本发明采用在旋流焙烧炉炉体上设置换热夹层的方法回收辉钼精矿在焙烧段反应放出的热量，并用于补充脱硫段反应所需热量，热量回收和使用符合辉钼精矿焙烧反应过程的析热规律，使辉钼精矿完全靠自身氧化反应放出的热量来维持焙烧过程的连续进行。
3)由于本发明采用空气而不是燃料的贫氧烟气作为辉钼精矿焙烧反应的氧化剂，有效减少烟气体积，从而增加焙烧烟气SO2浓度和烟气中含钼和铼的粉尘浓度。其中，烟气中的SO2可达3％～5％，易于回收利用，为焙烧烟气的综合利用提供有利条件。
4)本发明采用的旋流焙烧炉，炉型简单、设备投资小，炉内温度均匀，无局部高温，物料没有包裹和熔融现象，且炉温波动小、物料焙烧停留时间便于控制、热效率高、产品质量好，焙烧焙砂中高溶性氧化钼含量高，可达99％以上。
5)本发明采用的旋流焙烧炉使细小的辉钼精矿颗粒和焙烧氧化剂在旋流运动过程中充分反应，反应速度快，物料运动过程连续性好，且焙烧效率高，产品产量大。
6)本发明采用的工艺流程短、占地面积小，操作简单、人员少，大大改善工人的劳动环境，降低劳动强度。
附图说明
图1是本发明的一个辉钼精矿自热式旋流焙烧工艺实施例的工艺装备系统示意图。
图中：1、螺旋给料机一，2、闪蒸干燥机，3、收尘器，4、给料仓，5、收尘引风机，6、螺旋给料机二，7、旋流焙烧炉，8、隔板，9、炉底气体入口，10、炉底气体分布室，11、旋流布风装置，12、鼓风机一，13、脱硫段换热夹层，14、焙烧段换热夹层，15、阀门一，16、阀门二，17、外热源，18、物料输送装置，19、收尘出料装置，20、旋转卸料装置，21、换热器，22、鼓风机二，23、引风机，24、焙烧炉进料口，25、焙烧炉出料口。
具体实施方式：
在具体实施过程中，本发明利用带有炉体换热装置的旋流焙烧炉焙烧辉钼精矿，以生产工业氧化钼，焙烧过程利用辉钼精矿焙烧反应放出的热量预热由下部炉体的夹层换热装置进入的空气，预热后的空气由炉底供入旋流焙烧炉内，旋流布风装置使辉钼精矿在旋转气流状态下发生焙烧反应，从旋流焙烧炉内出来的物料在负压作用下随焙烧气流进入旋转焙烧炉上部夹层换热装置，在夹层换热装置内旋转前进的过程中完成脱硫反应，反应后的气固混合物进入气固分离出料装置进行气固分离，分离出焙烧好的固体焙砂。分离后的焙烧烟气进入换热器与空气换热后，在引风机的抽引作用下送SO2回收处理系统，经换热后的空气送闪蒸干燥机进行入炉辉钼精矿的干燥。
下面，结合具体实施例和附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本发明辉钼精矿自热式旋流焙烧工艺，其工艺步骤是：
1)在生产前，利用引风机23的引风作用使旋流焙烧炉7内保持一定的负压，利用外热源17对旋流焙烧炉7内进行均匀预热，直至旋流焙烧炉7内温度达到500℃以上；
2)开启给料系统，将少量粒度为50～300目、品位高于35％的辉钼精矿(含Mo高于35wt％，优选含Mo在45wt％～47wt％)由螺旋给料机一1输送至闪蒸干燥机2进行辉钼精矿的干燥、粉碎，收尘器3安置于给料仓4的上部，闪蒸干燥机2处理好的辉钼精矿经收尘器3收尘实现气固分离后，囤入收尘器3底部给料仓4，给料仓4内的辉钼精矿再经螺旋给料机二6输送至旋流焙烧炉7内进行焙烧。协调控制流入旋流焙烧炉7内的空气量以维持旋流焙烧炉7内氧气体积浓度在6％～18％范围内，协调控制旋流焙烧炉7内微负压状态；如果物料温度低于500℃，适量加大外热源17供热量，使物料温度回升，增大辉钼精矿输入量，以此循环，直至仅仅依靠辉钼精矿反应放出的热量使旋流焙烧炉7内物料温度从500℃稳步上升；
3)继续不断加大辉钼精矿原料输入旋流焙烧炉7的量，开启与焙烧段换热夹层14连通的鼓风机一12、收尘出料装置19和换热器21，并协调控制流入旋流焙烧炉7内的空气量以维持旋流焙烧炉7内氧气体积浓度在6％～18％范围内，协调控制旋流焙烧炉7内微负压状态，保持物料在旋流焙烧炉7内和脱硫段换热夹层13内良好的旋流状态；协调控制进入旋流焙烧炉7的辉钼精矿原料量和焙烧风量，使旋流焙烧炉7内温度维持在550℃～800℃，脱硫段换热夹层13内温度维持在550℃～650℃，并停止外热源17供热；
4)焙烧好的焙砂进入收尘出料装置19，进行气固分离后经旋转卸料装置20落入出料口，进入出料包装系统成为产品；分离后的热烟气进入换热器21与空气进行换热后，在引风机23的抽引作用下进入SO2处理和回收系统；换热后的热风进入闪蒸干燥机2进行辉钼精矿的干燥。
如图1所示，本发明辉钼精矿自热式旋流焙烧的生产设备，主要包括：螺旋给料机一1、闪蒸干燥机2、收尘器3、给料仓4、螺旋给料机二6、旋流焙烧炉7、鼓风机一12、收尘出料装置19、旋转卸料装置20、换热器21、鼓风机二22、引风机23等，具体结构如下：
所述闪蒸干燥机2的物料进口连接至螺旋给料机一1的进料口，干燥气体进口连接至换热器21的热风出口，物料出口连接至给料仓4的物料进口；所述收尘器3设于给料仓4上部，收尘器3上部设有气体出口并与收尘引风机5连通，收尘器3下部与给料仓4连通；所述给料仓4下部物料出口连接至螺旋给料机二6进口，螺旋给料机二6出口与旋流焙烧炉7下部炉底气体分布室10上的焙烧炉进料口24连通；所述旋流焙烧炉7底部设有炉底气体分布室10，炉底气体分布室10内设有旋流布风装置11和炉底气体入口9，炉底气体入口9分别与焙烧段换热夹层14的预热气体出口和外热源17的热气体出口连通，并由相应的阀门一15和阀门二16进行启闭控制；旋流焙烧炉7的炉体上部设有脱硫段换热夹层13，与焙烧段换热夹层14之间由隔板8隔开；在旋流焙烧炉7的上部设有焙烧炉出料口25，连接物料输送装置18，物料输送装置18将旋流焙烧炉7的内腔和脱硫段换热夹层13进行连通；所述焙烧段换热夹层14设有焙烧空气进口和预热空气出口，焙烧空气进口与鼓风机一12出口连通，预热空气出口与炉底气体入口9连通；所述脱硫段换热夹层13设有夹层物料进口和夹层物料出口，物料输送装置18的出口连接至脱硫段换热夹层13的物料进口，脱硫段换热夹层13的物料出口连接至收尘出料装置19的物料进口；所述收尘出料装置19下部的物料出口连接至旋转卸料装置20的物料进口，收尘出料装置19上部的热烟气出口连接至换热器21的热烟气进口；所述换热器21设有热烟气进口、换热后烟气出口、冷却空气入口和热风出口，热烟气进口与收尘出料装置19的热烟气出口连通，换热后的烟气与引风机23连通，冷却空气入口连接至鼓风机二22空气出口，热风出口连接至闪蒸干燥机2的干燥气体入口；所述外热源17热气体出口与旋流焙烧炉7的炉底气体入口9连通，且仅在焙烧系统启动时进行旋流焙烧炉7烘炉使用，以提供焙烧反应所需的初始温度条件。
实施例结果表明，本发明工艺流程短、操作简单、设备投资小、成本低，产品产量大，反应速率快、炉温波动小、物料焙烧停留时间便于控制、热效率高、产品质量好，高溶性低硫氧化钼含量高，可达99％以上，烟气中的SO2体积浓度高，可达3％～5％，易于回收利用。

Claims (1)

1.一种辉钼精矿自热式旋流焙烧设备，其特征在于，包括螺旋给料机一(1)、闪蒸干燥机(2)、收尘器(3)、给料仓(4)、螺旋给料机二(6)、旋流焙烧炉(7)、鼓风机一(12)、收尘出料装置(19)、旋转卸料装置(20)、换热器(21)、鼓风机二(22)、引风机(23)，具体结构如下：
所述闪蒸干燥机(2)的物料进口连接至螺旋给料机一(1)的进料口，干燥气体进口连接至换热器(21)的热风出口，物料出口连接至给料仓(4)的物料进口；所述收尘器(3)设于给料仓(4)上部，收尘器(3)上部设有气体出口并与收尘引风机(5)连通，收尘器(3)下部与给料仓(4)连通；所述给料仓(4)下部物料出口连接至螺旋给料机二(6)进口，螺旋给料机二(6)出口与旋流焙烧炉(7)下部炉底气体分布室(10)上的焙烧炉进料口(24)连通；所述旋流焙烧炉(7)底部设有炉底气体分布室(10)，炉底气体分布室(10)内设有旋流布风装置(11)和炉底气体入口(9)，炉底气体入口(9)分别与焙烧段换热夹层(14)的预热气体出口和外热源(17)的热气体出口连通，并由相应的阀门进行启闭控制；旋流焙烧炉(7)的炉体上部设有脱硫段换热夹层(13)，与焙烧段换热夹层(14)之间由隔板(8)隔开；在旋流焙烧炉(7)的上部设有焙烧炉出料口(25)，连接物料输送装置(18)，物料输送装置(18)将旋流焙烧炉(7)的内腔和脱硫段换热夹层(13)进行连通；所述焙烧段换热夹层(14)设有焙烧空气进口和预热空气出口，焙烧空气进口与鼓风机一(12)出口连通，预热空气出口与炉底气体入口(9)连通；所述脱硫段换热夹层(13)设有夹层物料进口和夹层物料出口，物料输送装置(18)的出口连接至脱硫段换热夹层(13)的物料进口，脱硫段换热夹层(13)的物料出口连接至收尘出料装置(19)的物料进口；所述收尘出料装置(19)下部的物料出口连接至旋转卸料装置(20)的物料进口，收尘出料装置(19)上部的热烟气出口连接至换热器(21)的热烟气进口；所述换热器(21)设有热烟气进口、换热后烟气出口、冷却空气入口和热风出口，热烟气进口与收尘出料装置(19)的热烟气出口连通，换热后的烟气与引风机(23)连通，冷却空气入口连接至鼓风机二(22)空气出口，热风出口连接至闪蒸干燥机(2)的干燥气体入口； 所述外热源(17)热气体出口与旋流焙烧炉(7)的炉底气体入口(9)连通，且仅在焙烧系统启动时进行旋流焙烧炉烘炉使用，以提供焙烧反应所需的初始温度条件。
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