CN109338097A - 一种钼精矿焙烧装置及焙烧工艺 - Google Patents

一种钼精矿焙烧装置及焙烧工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种钼精矿焙烧装置及焙烧工艺，其特征在于，在不改变现有回转窑设备的前提下，在回转加料端采用多层预热脱油加热炉替代闪蒸干燥机，在回转出料端增加末端反应保温炉。该工艺采用多层预热脱油加热炉使钼精矿加热干燥速度快产量高，采用末端反应保温炉使物料充分氧化，提高氧化钼产品产量、质量。采用该工艺，氧化钼产品产量可提高60~100%，MoO3含量大于98%。本发明还公开了多层预热脱油加热炉和末端反应保温炉装置。

Description

一种钼精矿焙烧装置及焙烧工艺
技术领域：本发明属于有色金属焙烧节能领域，尤其涉及带有多层预热脱油加热炉和末端反应保温炉的钼精矿焙烧工艺。
背景技术：
我国钼储量丰富，钼金属储量仅次于美国居世界第2位，资源储量占全球钼资源的25％左右。内燃式回转窑焙烧分解工艺不用消耗额外的氧气或氧化剂，且自身氧化放热即可达到分解温度，具有工艺简单、消耗小和成本低的特点，是当前处理标准钼精矿(Mo含量大于45％)的主要工艺。
钼精矿在焙烧前，经过浮选后含水含油，不利于钼精矿的分散，影响其氧化过程。因此，钼精矿在焙烧前脱水脱油是提高回转窑焙烧效率、保障设备正常运行的重要举措，是保证产品质量和产量的重要步骤。研究表明，将钼精矿中的烃油从4％降低至0.85％，在能耗相同的情况下可使回转窑产量提升25％。此外，分解燃烧钼精矿中的浮选油，使其烟气质量提高，为制酸系统创造有利条件。目前常用的干燥设备是闪蒸干燥机，可去除部分浮选油，但排放烟气中含油量较高，不利于制酸。有专利(CN201120258594.8)提出采用微波法实现钼精矿脱油，然而该方法仍在试验阶段，并没有工程应用。
钼精矿在焙烧后，由于回转窑内焙烧时间有限，MoS2并没有完全氧化为MoO3，依然含有一定量的MoO2。而MoO3在工业应用上要比MoO2更加广泛，钼精矿氧化成MoO3所获得的经济效益比氧化成MoO2所获得的经济效益要高。但是为了增加焙烧时间往往会破坏现有的生产制度，或增加回转窑长度，这样势必增加生产成本。因此，有必要在不改变现有回转窑生产制度的前提下，采取一定措施提高MoO3的产量。
发明内容：
发明目的：本发明的目的在于，在不改变现有回转窑生产制度的前提下，通过改进设备和工艺，提高MoO3的产量。
技术方案：
一种钼精矿焙烧装置，包括氧化焙烧回转窑及其加料端连接的多层预热脱油炉和出料端连接的反应保温炉；所述多层预热脱油炉顶部设有脱油燃烧室；所述脱油燃烧室连接其下部的多层干燥预热室；所述干燥预热室自上而下逐层设置有旋转式托盘；托盘上部设有固定的耙式翻动装置；所述氧化焙烧回转窑的烟气管道连接至多层预热脱油炉底部；
所述反应保温炉内设置有多个倾斜角度的旋转叶片，所述旋转叶片均设置在旋转机构上，焙烧工作时该旋转机构与氧化焙烧回转窑的旋转方向相同，排料时旋转方向相反。
所述旋转式托盘上带有细孔，每层托盘连接在主轴上，由多层炉下方的电动机带动旋转。
一种使用如上文所述钼精矿焙烧装置的焙烧方法，包括如下步骤：
预热：经过浮选后的钼精矿物料通过多层预热脱油炉顶部的加料口加入，经过脱油燃烧室预热后进入干燥预热室；
将氧化焙烧回转窑中的烟气从加料端引入多层预热脱油炉中，自下而上通过钼精矿料层；钼精矿摊铺与每层干燥预热室内带有细孔的托盘上；
托盘不断旋转，通过其上方的耙式翻动装置不停地翻动钼精矿料，使钼精矿受热均匀，加快水分蒸发速度；
焙烧：将钼精矿从多层预热脱油炉底部卸料口排出，通过螺旋给料机送入氧化焙烧回转窑进行氧化焙烧；将助燃空气从氧化焙烧回转窑尾部引入，将焙烧烟气引入多层预热脱油炉底部；
保温：氧化焙烧回转窑中未反应完全的钼精矿进入反应保温炉内与空气充分接触，使其反应完全并增加MoO3含量。
通过多层预热脱油炉，使钼精矿含油量小于0.2％，含水量小于1％，同时温度预热到350℃±10℃。
所述焙烧步骤中回转窑预热段温度500℃±10℃，反应段温度700℃±10℃。
所述保温步骤中反应保温炉炉内温度600℃±10℃。
在预热步骤中，焙烧烟气与钼精矿料层换热，使料层中的水分和浮选油蒸发，蒸发气体进入多层预热脱油炉顶部的脱油燃烧室，在天然气的作用下燃烧使油分热解，天然气用量30±5m3/h。
优点及效果：
回转窑排出的烟气有充足的热量，在多层预热脱油炉中烟气流速较大，与物料接触充分，对流换热效果好，加快了物料预热速度，缩短物料预热时间，增大产量。钼精矿在末端反应保温炉中氧化更为充分，提高产品质量。采用该工艺，可使现有氧化钼回转窑的产量可提高60～100％，MoO3含量大于98％。系统装机容量小(与沸腾焙烧炉比较)，节省电能。系统全密封，自动化程度高，回收率高，环境好。
附图说明：
图1为设备结构示意图；
图2为图1的俯视图。
图中标注：
1-反应保温炉；2-氧化焙烧回转窑；3-多层预热脱油炉；
31-脱油燃烧室；32-干燥预热室。
具体实施方式：
本发明的技术思想是，以多层预热脱油加热炉取代闪蒸干燥机。多层预热脱油加热炉取代原有闪蒸干燥系统，其作用是对物料钼精矿进行干燥、预热、脱油。回转窑烟气从加料端进入多层炉，自下而上通过钼精矿料层。钼精矿均匀铺满每层干燥预热室内带有细孔的托盘上。每层托盘连接在主轴上，由多层炉下方的电动机带动旋转。托盘上方设有耙式翻动装置，保证钼精矿受热均匀，加快水分蒸发速度。多层炉顶部设有脱油燃烧室，其目的利用烟气中的油分燃烧热解的热量余热矿料，同时提高了烟气中SO2的浓度，有利于后续制酸工艺。该余热脱油设备结构系统简单，充分利用了自热焙烧回转窑内的大量余热，提高了钼精矿的干燥温度，同时对焙烧尾气进行末端加热，消除浮选油对制酸的影响，提高成品硫酸的洁净度。
另一方面，在回转出料端增加末端反应保温炉。增加末端反应保温炉的目的是将自热焙烧回转窑内未反应完全的钼精矿在末端反应保温炉内与空气充分接触，使其反应完全并增加MoO3含量(大于98％)。从而为钼铁冶炼及钼化工生产提供最佳冶炼条件，提高冶炼回收率，降低生产成本。保温炉可额外补充热量，以天然气为原料。其内部设有若干个具有倾斜角度的旋转叶片，搅拌方向与回转窑旋转方向同向，反向旋转时排料。
具体实施方法如下：
经过浮选后的钼精矿物料通过多层预热脱油炉顶部的加料口加入，经过脱油燃烧室初步预热后进入干燥预热室。经过多层干燥预热之后，钼精矿含油量小于0.2％，含水量小于1％，同时温度预热到约350℃。之后钼精矿从多层预热脱油炉底部卸料口排出，通过螺旋给料机送入自热回转窑进行氧化焙烧。
自热焙烧回转窑为原有设备，结构尺寸为Ф2.0×30.0m，产量：G1＝0.785×1.52×0.06×30/4×1.2×24≈24t/d。回转窑预热段温度500℃，反应段温度700℃。经过氧化焙烧后的钼精矿从出料端排出进入末端反应保温炉，保温炉内温度约为600℃。末端反应保温炉结构尺寸为Ф2.5×11.0m，产量：G2＝0.785×2.02×0.05×11/2×1.2×24≈24t/d。G1≈G2≈24t/d，两者匹配合适。
钼精矿在保温炉内持续氧化，增加了MoO3含量，可达到98％以上。末端反应保温炉为保证反应温度，需要补充热量约60kg标煤/h。
助燃空气从回转出料端部引入，空气中的O2与MoS2反应，生成SO2。由于该反应为放热反应，因此钼精矿在回转窑中的氧化焙烧过程无需额外补充热量。在回转窑的反应段烟气温度可达700℃，在预热段为500℃左右。之后焙烧烟气从加料端引出进入多层预热脱油炉底部，自下而上穿过每层钼精矿料层。烟气与料层换热，在预热钼精矿的同时使料层中的水分和浮选油蒸发。含有水蒸气和浮选油蒸气的烟气在多层预热脱油炉底部进入脱油燃烧室，通过燃烧将油分热解，从而达到脱油净化烟气的目的。脱油燃烧室需要额外消耗天然气约30m3/h。

Claims (7)

1.一种钼精矿焙烧装置，其特征在于：包括氧化焙烧回转窑(2)及其加料端连接的多层预热脱油炉(3)和出料端连接的反应保温炉(1)；所述多层预热脱油炉(3)顶部设有脱油燃烧室；所述脱油燃烧室连接其下部的多层干燥预热室；所述干燥预热室自上而下逐层设置有旋转式托盘；托盘上部设有固定的耙式翻动装置；所述氧化焙烧回转窑(2)的烟气管道连接至多层预热脱油炉(3)底部；
所述反应保温炉(1)内设置有多个倾斜角度的旋转叶片，所述旋转叶片均设置在旋转机构上，焙烧工作时该旋转机构与氧化焙烧回转窑(2)的旋转方向相同，排料时旋转方向相反。
2.根据权利要求1所述钼精矿焙烧装置，其特征在于：所述旋转式托盘上带有细孔，每层托盘连接在主轴上，由多层炉下方的电动机带动旋转。
3.一种使用如权利要求1所述钼精矿焙烧装置的焙烧方法，其特征在于：
包括如下步骤：
预热：经过浮选后的钼精矿物料通过多层预热脱油炉(3)顶部的加料口加入，经过脱油燃烧室预热后进入干燥预热室；
将氧化焙烧回转窑(2)中的烟气从加料端引入多层预热脱油炉(3)中，自下而上通过钼精矿料层；钼精矿摊铺与每层干燥预热室内带有细孔的托盘上；
托盘不断旋转，通过其上方的耙式翻动装置不停地翻动钼精矿料，使钼精矿受热均匀，加快水分蒸发速度；
焙烧：将钼精矿从多层预热脱油炉(3)底部卸料口排出，通过螺旋给料机送入氧化焙烧回转窑(2)进行氧化焙烧；将助燃空气从氧化焙烧回转窑(2)尾部引入，将焙烧烟气引入多层预热脱油炉(3)底部；
保温：氧化焙烧回转窑(2)中未反应完全的钼精矿进入反应保温炉(1)内与空气充分接触，使其反应完全并增加MoO3含量。
4.根据权利要求3所述焙烧方法，其特征在于：通过多层预热脱油炉(3)，使钼精矿含油量小于0.2％，含水量小于1％，同时温度预热到350℃±10℃。
5.根据权利要求3所述焙烧方法，其特征在于：所述焙烧步骤中回转窑预热段温度500℃±10℃，反应段温度700℃±10℃。
6.根据权利要求3所述焙烧方法，其特征在于：所述保温步骤中反应保温炉(1)炉内温度600℃±10℃。
7.根据权利要求3所述焙烧方法，其特征在于：在预热步骤中，焙烧烟气与钼精矿料层换热，使料层中的水分和浮选油蒸发，蒸发气体进入多层预热脱油炉(3)顶部的脱油燃烧室，在天然气的作用下燃烧使油分热解，天然气用量30±5m3/h。
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Denomination of invention: A molybdenum concentrate roasting device and roasting process

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