CN114538516B - 一种抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的方法 - Google Patents

一种抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的方法；属于钼化工品与钼冶金炉料生产制备技术领域。本发明以辉钼精矿为主要原料，添加适量高岭土、水、固体燃料后混合制粒，布料至多孔承烧板上，经点火、抽风自热焙烧、收尘，得到钼含量大于60wt％的优质工业氧化钼。本方法具有能耗低、效率高、产能大、产品质量好等优势，适宜工业化应用。

Description

一种抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的方法
技术领域
本发明涉及一种抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的方法；属于钼化工品与钼冶金炉料生产制备技术领域。
背景技术
工业氧化钼是钼工业的初级炉料，可用于制备钼铁、钼酸铵、纯三氧化钼等多种主流钼产品。在工业生产中，钼精矿被装入回转窑或多膛炉，加热至550-700℃，持续氧化2-5h，得到的焙砂即为工业氧化钼。该方法虽然工艺设备简单，但常因为物料烧结和杂质残留的固有问题，导致焙烧时间长、能耗高、产品钼含量低。
从反应热力学角度看，钼精矿的氧化为剧烈放热反应，一些研究者据此开发设计了钼精矿自热焙烧的方法与装置(CN201010237892.9、CN201020272435.9、CN201711424126.1)，这类方法能有效降低能耗，但非常依赖于复杂的气热循环与交换系统，且不能从根源上解决氧化时间长、产品钼含量低的问题。在其他焙烧方式中，流态化焙烧能显著提高硫化矿氧化速率(CN201320067082.2、CN201110067950.2)，但存在设备与操作复杂、钼易挥发损失等问题；添加塑形剂造块焙烧(CN201710203567.2、CN201810008746.5)也能提高钼精矿氧化效率，同时能得到高纯的三氧化钼产品，但是该技术不能直接处理中低品位钼精矿，且完全依靠外部供热，能耗偏高。
综上可知，开发出一种简便、高效、低能耗生产优质工业氧化钼的方法仍具有挑战。
发明内容
结合已有研究，围绕辉钼矿和三氧化钼高温转变特性，本发明提出了钼精矿配燃料、抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的新方法，其实施方案为：向钼精矿中配入一定量的水、高岭土和固体燃料，经混合、制粒得块体混合料，在耐高温容器内先后布置铺底料和混合料，在一定抽风负压下点火、自热焙烧，经收尘得到工业氧化钼产品，焙烧产生的废气用于制酸。
作为优选方案；所述的配料质量比例要求为：4-10％水、10-30％高岭土、0.5-2％固体燃料，进一步优选为：水6-8％、高岭土25-30％、固体燃料0.8-1.5％、余量为钼精矿。其中，水和高岭土共同起到增大粘结性的作用，高岭土还可以高温烧结为莫来石和方石英，抑制料层堵塞。另外，本方法的焙烧温度比铁矿烧结低，且钼精矿氧化放热剧烈，因此不需要添加大量的燃料。
作为优选方案；所述的固体燃料为煤粉、焦粉、木屑中的一种或多种。其中，煤粉具有成本低、燃烧性好的优势，因此燃料应以煤粉为主。而且本发明可以利用煤矿采出的散煤甚至未脱硫处理的煤；当其采用未脱硫的煤时，所产生的气体，正好用于制备硫酸。
作为优选方案；所述的混合制粒是采用圆筒混合机，装料量15-50％，转速10-30r/min，时间5-30min，得到混合料中3-10mm块体占75％以上。一般，粒度为3-10mm的物料占比越高，混合料料层透气性越好，焙烧效率越高。
作为优选方案；所述的铺底料为粒度10-20mm的焙烧渣，其厚度为10-50mm；所述的混合料，其厚度为100-800mm；所述的耐高温容器，其底部为氧化铝质或莫来石质多孔承烧板，承烧板的孔隙率大于50％，平均孔径为5-15mm。其中铺底料的作用是防止混合料直接落入承烧板的孔隙中，造成气流不顺。另外，由于莫来石具有更好的抗热震性能，因此应优先采用莫来石质多孔承烧板，以延长容器寿命。
作为优选方案；所述的点火温度为700-1000℃，点火时间为30-120s，点火负压为0.5-3KPa，点火气氛为空气或富氧空气。当以煤粉为主要燃料时，点火温度可进一步优选为700-800℃。
作为优选方案；所述的自热焙烧过程在外部不供热时，燃烧带温度可达1150-1300℃，因此无需外部供热。对于单批次原料只需焙烧时间为15-40min，抽风负压为1.5-5KPa，焙烧气氛为空气或富氧空气。受益于钼精矿放热效应，只需少量燃料，燃烧带的温度便能高于三氧化钼的沸点，从而实现钼精矿同步氧化挥发。另外，在强制抽风的负压条件下，氧化挥发产物快速分离，氧化分离效率特别高。本发明中，自热焙烧过程中，每平方米的承烧板，每分钟可产出3-10KgMoO3。
所述的产品为焙烧产生的烟尘，其中钼含量大于60wt％，主要成分MoO3占90wt％以上，优化后可以达到95wt％以上、进一步优化后可以达到98wt％以上。传统氧化焙烧不能实现钼的显著富集，新方法利用了钼的升华特性对其进行了富集，因此产品中MoO3有效含量高，对后续深加工利用十分有利。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步解释和说明，本发明权利要求的保护范围不受以下实施例限制。
实施例1：
向含Mo 57.36％的高品位钼精粉中按质量加入8％水、30％高岭土、1.2％无烟煤，通过圆筒混合制粒15min，得到混合料。在以莫来石质多孔承烧板为底的烧结杯内先铺上30mm铺底料(粒径10-16mm)，再布入400mm混合料。随后进行点火，点火温度为850℃，时间为60s，点火负压2KPa，助燃风为空气。点火完成后，将抽风负压提高至3.5KPa，燃烧带温度达到1220℃，自热焙烧约24min完成，同时经布袋收尘得到产品，经检测得到该工业氧化钼中钼含量为65.8wt％、MoO3占98.7wt％，焙烧过程钼回收率为97.6％。在本实施例中，自热焙烧过程中，每平方米的承烧板，每分钟平均产出约7.5KgMoO3。
实施例2：
向含Mo 51.2％的中品位钼精粉中按质量加入8％水、25％高岭土、1.5％无烟煤，通过圆筒混合制粒15min，得到混合料。在以莫来石质多孔承烧板为底的烧结杯内先铺上30mm铺底料(粒径10-16mm)，再布入400mm混合料。随后进行点火，点火温度为850℃，时间为90s，点火负压2KPa，助燃风为空气。点火完成后，将抽风负压提高至4KPa，燃烧带温度达到1260℃，自热焙烧约22min完成，同时经布袋收尘得到产品，经检测得到该工业氧化钼中钼含量为64.3％、MoO3占96.4wt％，焙烧过程钼回收率为98.1％。在本方案中，自热焙烧过程中，每平方米的承烧板，每分钟平均产出约7.7KgMoO3。
若将料层高度提高至600mm，其他条件不变，自热焙烧需要30min左右完成，产品中钼含量稍降低至63.9％，钼回收率稍降低至97.4％。在本方案中，自热焙烧过程中，每平方米的承烧板，每分钟平均产出约8.4KgMoO3。
实施例3：
向含Mo 43.6％的低品位钼精粉中按质量加入8％水、25％高岭土、1.5％无烟煤，通过圆筒混合制粒15min，得到混合料。在以莫来石质多孔承烧板为底的烧结杯内先铺上30mm铺底料(粒径10-16mm)，再布入400mm混合料。随后进行点火，点火温度为850℃，时间为90s，点火负压2KPa，助燃风为空气。点火完成后，将抽风负压提高至4KPa，燃烧带温度为1180℃，自热焙烧约25min完成，同时经布袋收尘得到产品，经检测得到该工业氧化钼中钼含量为62.7％、MoO3占93.8wt％，焙烧过程钼回收率为90.4％。在本方案中，自热焙烧过程中，每平方米的承烧板，每分钟平均产出约5.6KgMoO3。
若将无烟煤换做焦粉，点火温度提高至950℃，其他条件不变，燃烧带温度可提高至1260℃左右，焙烧时间缩短为21min，产品中钼含量为64.7％，焙烧过程钼回收率为95.6％。在本方案中，自热焙烧过程中，每平方米的承烧板，每分钟平均产出约6.7Kg MoO3。
对比例1：
采用与实例1相同的原料，但不添加燃料，直接进行抽风自热焙烧，发现难以实现点火；若在表层50mm物料中掺入1.2％无烟煤，点火可以完成，但燃烧带温度较低，生成的氧化钼难以挥发难以进入烟尘，自热焙烧20min后，钼回收率仅为37.5％。
对比例2：
采用与实例1相同的原料，但不采用莫来石质承烧板，而采用普通铁质箅条为底，其他条件不变，3-4次焙烧后，箅条锈蚀断裂，无法继续工作。
对比例3：
采用与实例1相同的原料，缩短圆筒混合时间为5min，得到混合料中粒度3mm以上物料仅占44％，其他条件不变，发现自热焙烧需要60min左右才能完成，焙烧效率显著下降。

Claims (4)

1.一种抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的方法，其特征在于：向钼精矿中配入一定量的水、高岭土和固体燃料，经混合、制粒得块体混合料，在耐高温容器内先后布置铺底料和混合料，在一定抽风负压下点火、自热焙烧，经收尘得到工业氧化钼产品；配料质量比例要求为：4-10%水、10-30%高岭土、0.5-2%固体燃料、余量为钼精矿；
所述的混合制粒是采用圆筒混合机，装料量15-50%，转速10-30 r/min，时间10-30min，得到混合料中3-10 mm块体占75%以上；
所述的铺底料为粒度10-20 mm的焙烧渣，其厚度为10-50 mm；所述的混合料，其厚度为100-800 mm；所述的耐高温容器，其底部为氧化铝质或莫来石质多孔承烧板，承烧板的孔隙率大于50%，平均孔径为5-15 mm；
所述的点火温度为700-1000℃，点火时间为30-120 s，点火负压为0.5-3 KPa，点火气氛为空气或富氧空气。
2.根据权利要求1所述的一种抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的方法，其特征在于：所述的固体燃料为煤粉、焦粉、木屑中的一种或多种，燃料整体固定碳含量大于50%。
3. 根据权利要求1所述的一种抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的方法，其特征在于：所述的自热焙烧过程无需外部供热，燃烧带温度可达1150-1300℃，焙烧时间为15-40min，抽风负压为1.5-5KPa，焙烧气氛为空气或富氧空气。
4.根据权利要求1所述的一种抽风自热焙烧生产优质工业氧化钼的方法，其特征在于：焙烧产生的烟气回收烟尘后，废气用于制酸。
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