CN115615177A - 一种镍铜混合精矿蒸汽干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，该方法主要是对含水8～10％的镍铜混合精矿进行干燥，通过蒸汽干燥设备的转动以及蒸汽干燥，使得矿料随蒸汽干燥机本体一起转动，在重力的作用下镍铜混合精矿与蒸汽管接触进行物理换热，使得镍铜混合精矿水份不断蒸发，最终排出的镍铜混合精矿含水将至≤0.3％。目的在于在干燥的过程使用蒸汽作为干燥介质，且烟尘经收尘后能够实现无硫排放，整个干燥过程环保，低能耗。

Description

一种镍铜混合精矿蒸汽干燥方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种镍铜混合精矿蒸汽干燥方法。

背景技术

传统干燥工艺包括机械脱水、加热干燥及化学除湿三类干燥方法，在镍铜精矿冶炼行业一般采用对流干燥工艺。闪速炉精矿干燥系统通常采用“三段”气流干燥工艺，“三段”气流干燥工艺包括短窑干燥、鼠笼打散、气流管干燥三个过程，“三段”气流干燥工艺采用粉煤等燃烧产生的高温烟气与物料定向顺流接触，将热量以对流方式传给含水8～10％的镍铜精矿，同时精矿中的水分被汽化后随烟气带走，在鼠笼内，鼠笼转子将精矿打散呈悬浮状态，使其与热烟气充分接触，精矿中的水分进一步汽化脱离。当气流管内的气流速度大于精矿的下落速度时，精矿随气流上升，均匀分布于气流管中与热烟气直接接触，精矿水分进一步汽化，从而实现镍铜精矿的深度干燥。是一种低温、大风量的干燥工艺，将干燥及输送两个过程合二为一，省去了提升设备，投资少，经济效益好。

然而，“三段”气流干燥工艺仍旧存在一些问题，具体如下：“三段”气流干燥工艺以燃烧粉煤等为热能,大量的热量随烟气流失，热利用率低；为满足国家环保标准不断升级的要求，“三段”气流干燥工艺配套湿法洗涤净化脱硫系统，运行维护成本高；“三段”气流干燥工艺后设置除尘、脱硫系统，工艺流程长、设备结构庞大、检修维护量大；“三段”气流干燥工艺采用切向进入式旋涡除尘收集气流中的干精矿，压损大，动力能耗高。

因此，采用“三段”气流干燥工艺，在镍铜混合精矿干燥过程中，耗能大、设备磨损快，尾气净化脱硫费用高，因此，有必要提供一种新的干燥工艺，以克服这些缺陷。

发明内容

本发明为了解决镍铜混合精矿的干燥问题，本发明提供了一种镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，该方法在矿料转动中不断被打散并且始终处于与蒸汽换热装置相接处的状态下，通过130～160℃的温度对矿料进行干燥，保证了对含水8～10％的镍铜混合精矿进行干燥后排出的矿料含水低至≤0.3％，并且在整个干燥的过程中，避免温度较高时产生含硫的有害气体。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，包括以下步骤：

S1：将待干燥的镍铜混合精矿输送进入到蒸汽干燥设备中，矿料在不间断运送到蒸汽干燥设备出料区的过程中被转动打散，并与通入过热蒸汽的换热装置接触换热；

S2：所述镍铜混合精矿在蒸汽干燥设备中被不断转动朝向出料区方向运送的过程中，根据矿料的湿度和矿料的粒径大小控制矿料在蒸汽干燥设备中的停留时间；

S3：换热干燥后的矿料被转动带至出料区并排出，换热干燥后的烟尘经由烟尘处理装置被收集净化排放；换后蒸汽的冷凝水经由汽水分离装置回收。

优选的，步骤S1中，矿料在不断被运送到出料区的过程中被转动打散的具体方法为：

在所述蒸汽干燥设备的进料区处，通过钢球锤击装置将刚进入的矿料不断锤击打散，并将粘附在蒸汽干燥设备内壁上的矿料打落；

所述蒸汽干燥设备从进料区朝向出料区方向倾斜向下设置，并沿其中轴线回转；进入到蒸汽干燥设备中的矿料随着蒸汽干燥设备的回转逐渐朝向出料区方向运送，并在蒸汽干燥设备回转的过程中，使得矿料在蒸汽干燥设备中不断碰撞打散。

优选的，步骤S3中，换热后蒸汽的冷凝水经由汽水分离装置回收的具体方法为：通入到换热装置中的蒸汽在加热后降温冷凝，降温冷凝后的冷凝水汇聚在换热装置的底部，并沿着蒸汽干燥设备的倾斜方向流动，跟随蒸汽干燥设备转动至蒸汽干燥设备的顶端后，顺势流入到蒸汽进管中并冷凝回收。

优选的，所述蒸汽干燥设备的中轴线与水平线的夹角为1.146°，所述蒸汽干燥设备的长度为出料区长度的5～6倍。

优选的，所述钢球锤击装置中的锤击钢球通过蒸汽干燥设备的回转自然掉落锤击，并在回转至相反方向后回复原位。

优选的，数个所述换热装置在蒸汽干燥设备中沿着周向均布，所述换热装置沿蒸汽干燥设备的长度设置，使得进入到蒸汽干燥设备中的矿石，在转动过程中的任意位置均处于与换热装置相接触的状态；所述过热蒸汽从出料区的方向进入到。

优选的，进入到蒸汽干燥设备中的镍铜混合精矿的含水量≥8～10％，所述换热装置中的过热蒸汽的温度为130～160℃，压力为0.2～0.8MPa；所述镍铜混合精矿在蒸汽干燥设备中的干燥时长约为20分钟。

优选的，步骤S2中，控制矿料在蒸汽干燥设备中的停留时间的具体方法为：通过对蒸汽干燥设备中转动矿料在运动方向上的部分阻挡，以及控制矿料在出料区处的排出量，控制矿料在蒸汽干燥设备中的停留时间。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明采用蒸汽的方式进行烘干，且蒸汽通入到换热装置中，与干燥设备中的矿料间接接触，避免蒸汽中的水分再次带入到矿料中去；通过蒸汽的方式进行干燥，可以将干燥的温度有效控制在130～160℃，由于干燥过程中，物料中含有硫和氯离子，因此采用物理换热不会造成有毒及腐蚀性气体产生，从而保证矿料干燥后的烟尘中，为无硫烟尘进行排放，实现干燥尾气二氧化硫零排放，因此该工艺对镍铜混合精矿适应性更好，达到环保要求，也避免了后续烟尘净化收集的设备繁琐程度，有效解决了气流干燥工艺存在的消耗大，设备磨损快、检修维护量大、维护成本高以及尾气净化脱硫费用高、环保治理费用高等问题；

2)本发明能够在20～30分钟的时间内，实现对含水量为8～10％、最大180t吨的矿料进行有效干燥，并且保证在干燥工艺后排出的矿料含水低至≤0.3％，整个干燥工艺的过程中，矿料始终处于运送状态，从而保证了矿料可以在不停止运送的情况下进行连续干燥，提高了整个干燥工艺的干燥效率；

3)本发明的干燥工艺中，通过对矿料在干燥设备中运动方向上的部分阻挡，使得矿料在干燥设备中进行翻滚时，能够限制矿料的行进速度，从而保证了矿料停留在设备内部的时间，提高干燥效果；通过在设备的出料口处设置挡板，且挡板的开口度可调整，也进一步的限制了矿料的排出量，控制矿料在设备内部的干燥时间；通过设备的转动打散矿料，保证了矿料在设备内部的干燥效果。

附图说明

图1为发明工艺方法所采用设备的结构示意图；

图2为蒸汽进气管和冷凝水排水管的结构示意图；

图3为钢球锤击装置的结构示意图；

图中：1-干燥机本体；2-进料区；3-出料区；4-换热装置；5-蒸汽供气装置；6-烟尘收集装置；7-蒸汽进气管；8-冷凝水排水管；9-翻板； 10-挡板；11-钢球锤击装置。

具体实施方式

下面将结合本发明/发明实施例中的附图，对本发明/发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明/发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

在本发明/发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明/发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明/发明的限制。

如图1所示，一种镍铜混合精矿蒸汽干燥设备，包括干燥机本体1，所述干燥机本体1上连通设置有进料区2和出料区3，干燥机本体1倾斜设置，倾斜方向为从进料区2朝向出料区3的方向倾斜，且干燥机本体1卧式设置，能够沿其长的中轴线转动，从而保证了进入到干燥机本体1内的矿料在不断转动的过程中逐渐由进料区2处朝向出料区3的方向运送，干燥过程中干燥后的镍铜混合精矿能够更方便通过出料区3放出，且考虑干燥时长和镍铜混合干精矿出料的匹配，优选蒸汽干燥机的倾斜角度为1.146°。

所述干燥机本体1内设置有换热装置4，所述换热装置4与蒸汽供气装置5连通，蒸汽供气装置5将过热蒸汽直接通入到换热装置4中，从而保证蒸汽不与干燥机本体1内的矿料直接接触，所述蒸汽供气装置 5从出料区3朝向进料区2的方向供气；所述干燥机本体1沿其中轴线回转，并将矿料转动带至干燥机本体1内的出料区3，所述出料区3上设置有烟尘收集装置6，本发明中的烟尘收集装置6优选采用布袋除尘，由于排出的烟尘温度低，通常为100～120℃，利用布袋收尘单元除尘，再经尾气排放单位即可排放到空气中；进入所述换热装置4的蒸汽冷凝后沿蒸汽供气装置5流出回收。

所述干燥机本体1从进料区2朝向出料区3的方向倾斜向下设置，所述蒸汽供气装置5包括蒸汽进气管7，所述蒸汽进气管7与干燥机本体1内的若干换热装置连通供气；所述蒸汽进气管7外套设冷凝水排水管8，所述冷凝水排水管8与干燥机本体1内的若干换热装置4连通排水；如图2所示，为蒸汽进气管7与冷凝水排水管的结构示意图，工作时，蒸汽从蒸汽进气管7进入到换热装置4中，换热装置4优选采用换热管，换热管内部中空，蒸汽在换热装置4中与干燥机本体1内的矿料进行物理换热，换热后的蒸汽会发生冷凝，此时冷凝后的冷凝水凝结在换热装置4的底部，由于干燥机本体1整体为倾斜设置，此时冷凝后的冷凝水朝向出料区3的方向流动，并最终流动到冷凝水排水管8中，排放回收。蒸汽进气管7通过旋转接头与干燥机本体1内的各个换热装置 4连接，干燥机本体1内的换热装置4沿干燥机本体1的长度方向布置，也即换热管的长度与干燥机本体1的长度相当，数根换热管沿干燥机本体1的周向均布，从而保证矿料在不断转动的过程中，始终处于与换热管接触的状态中。

所述干燥机本体1上设置有钢球锤击装置11，所述钢球锤击装置 11设置在干燥机本体1的进料区2处，并沿干燥机本体1的周向设置数个，数个所述钢球锤击装置11跟随干燥机本体1的转动逐一锤击干燥机本体1的外壁。如图3所示，为钢球锤击装置11的结构示意图，钢球锤击装置11为一个“L”形管，管内设置有锤击钢球，随着干燥机本体1的转动，会带动钢球朝向靠近或者远离干燥机本体1的方向移动，从而在钢球掉落的过程中，锤击干燥机本体1的外壁，从而对粘附在干燥机本体1内壁上的矿料进行震动，使得矿料掉落。由于刚进入到干燥机本体1内的矿料含水量较高，因此矿料容易粘结在干燥机本体1的内壁上，通过钢球锤击装置，可以使得粘结的矿料掉落。

为了保证矿料在干燥机本体1内的停留时间，在干燥机本体1设置了若干挡板10，挡板10的高度高出于换热装置4的高度，并且于换热装置4和干燥机本体1的内壁固定连接，挡板10一方面能够对换热装置4进行支撑，另一方面，在矿料转动运送的过程中，进行一定程度的阻挡，保证矿料在干燥机本体1内的停留时间，挡板10的高度、位置以及数量，可以根据实际的使用情况而设置。

为了进一步保证矿料在干燥机本体1内的停留时间，在出料区3处设置了翻板9，翻板9的开口度可调节，在使用前，人工调整好翻板9 的开口度后，可以限制干燥后的矿料的排出量，从而保证了矿料在干燥机本体1内具有足够的停留时间，从而保证干燥的效果。干燥机本体1 的长度为出料区3长度的5～6倍，使得镍铜混合精矿的干燥过程具有更好的连续性和稳定性。

在干燥机本体1内还设置有不凝气排放装置。利用不凝气排放装置可以排出换热装置中的空气及不过热蒸汽，保证镍铜混合精矿的干燥条件。

本干燥机本体1的进料区2还设置有计量单元，用于计量镍铜混合精矿；具体生产过程中，可由计量单元将原料准确计量，然后通过输送机连续输送至干燥机本体1内。具体采用的输送机包括但不限于胶带运输机。为了更方便加料，优选设置在进料区2的中心位置进料，这样可以实现均匀加料，操作更简单。

基于上述装置，本发明提供了一种镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，包括以下步骤：

S1：将待干燥的镍铜混合精矿输送进入到蒸汽干燥设备中，矿料在不间断运送到蒸汽干燥设备出料区的过程中被转动打散，并与通入过热蒸汽的换热装置接触换热；过热蒸汽通过蒸汽分配气室以及旋转接头与换热装置连接，从而保证蒸汽能够被输送到各个换热装置4中。

所述蒸汽干燥设备从进料区朝向出料区方向倾斜向下设置，并沿其中轴线回转；进入到蒸汽干燥设备中的矿料随着蒸汽干燥设备的回转逐渐朝向出料区方向运送，并在蒸汽干燥设备回转的过程中，使得矿料在蒸汽干燥设备中不断碰撞打散。蒸汽干燥设备即为干燥机本体1，干燥机本体1在不停转动的过程中，会带动其内部的矿料不断运动，并且矿料在不断运动的过程中相互碰撞，较大的矿料就会逐渐打散成小的矿料，此时小的矿料与换热装置4接触，即可实现快速的物理换热，避免较大矿料进行物理换热时速度慢的问题。

当矿料位于干燥机本体1的进口位置时，由于矿料湿度较大，因此矿料容易粘结成团，并且粘附在干燥机本体1的内壁上，通过在所述蒸汽干燥设备的进料区处，设置钢球锤击装置11，将刚进入的矿料不断锤击打散，并将粘附在蒸汽干燥设备内壁上的矿料打落，可以避免矿料粘结问题。

S2：所述镍铜混合精矿在蒸汽干燥设备中被不断转动朝向出料区方向运送的过程中，根据矿料的湿度和矿料的粒径大小控制矿料在蒸汽干燥设备中的停留时间；通过对蒸汽干燥设备中转动矿料在运动方向上的部分阻挡，以及控制矿料在出料区处的排出量，控制矿料在蒸汽干燥设备中的停留时间。由于在干燥机本体1中设置挡板10，且挡板10位于矿料的运送方向上，并具有一定高度，当干燥机本体1翻转矿料时，一部分矿料可以从挡板10的上方翻过，另一部分矿料会由于挡板10的作用被阻挡翻过，因此，可以使得矿料停留在干燥机本体1中的时间延长，保证干燥效果；由于在出料区3处设置了翻板9，翻板9的开口度可以调节，在干燥前，人工进行开口度大小的调整，可以保证在整个干燥的过程中，翻板9始终处于该开口度大小，当干燥机本体1进行翻转时，一部分矿料可以从翻板9的开口掉至出料区3中，另一部分矿料由于翻板9的阻挡，停留在干燥机本体1中继续被干燥，由此可以延长矿料与换热装置4的接触时间，提高干燥效果。

S3：换热干燥后的矿料被转动带至出料区3并排出，出料区3为竖直区域，该竖直区域的下部为固体干燥矿石的排出口，该竖直区域的上端为气体排出口，从而是的换热干燥后的烟尘经由该竖直区域的上端从烟尘处理装置被收集净化，最终排放到空气中；换热后蒸汽的冷凝水经由汽水分离装置回收。

换热后蒸汽的冷凝水经由汽水分离装置回收的具体方法为：通入到换热装置中的蒸汽在加热后降温冷凝，降温冷凝后的冷凝水汇聚在换热装置的底部，并沿着蒸汽干燥设备的倾斜方向流动，流动至出料区3的方向后，跟随着蒸汽干燥设备转动至蒸汽干燥设备的顶端，并顺势沿着旋转接头流入到蒸汽进管中并冷凝回收。

所述蒸汽干燥设备的中轴线与水平线的夹角为1.146°，所述蒸汽干燥设备的长度为出料区长度的5～6倍。

所述钢球锤击装置11中的锤击钢球通过蒸汽干燥设备的回转自然掉落锤击，并在回转至相反方向后回复原位。

数个所述换热装置在蒸汽干燥设备中沿着周向均布，所述换热装置沿蒸汽干燥设备的长度设置，使得进入到蒸汽干燥设备中的矿石，在转动过程中的任意位置均处于与换热装置相接触的状态；所述过热蒸汽从出料区的方向进入到。

进入到蒸汽干燥设备中的镍铜混合精矿的含水量≥8～10％，所述换热装置中的过热蒸汽的温度为130～160℃，压力为0.2～0.8MPa；所述镍铜混合精矿在蒸汽干燥设备中的干燥时长约为20～30分钟。

以上所述的实施例仅是对本发明/发明的优选方式进行描述，并非对本发明/发明的范围进行限定，在不脱离本发明/发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明/发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明/发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将待干燥的镍铜混合精矿输送进入到蒸汽干燥设备中，矿料在不间断运送到蒸汽干燥设备出料区的过程中被转动打散，并与通入过热蒸汽的换热装置接触换热；

S2：所述镍铜混合精矿在蒸汽干燥设备中被不断转动朝向出料区方向运送的过程中，根据矿料的湿度和矿料的粒径大小控制矿料在蒸汽干燥设备中的停留时间；

S3：换热干燥后的矿料被转动带至出料区并排出，换热干燥后的烟尘经由烟尘处理装置被收集净化排放；换热后蒸汽的冷凝水经由汽水分离装置回收。

2.根据权利要求1所述的镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，其特征在于：步骤S1中，矿料在不断被运送到出料区的过程中被转动打散的具体方法为：

在所述蒸汽干燥设备的进料区处，通过钢球锤击装置将刚进入的矿料不断锤击打散，并将粘附在蒸汽干燥设备内壁上的矿料打落；

所述蒸汽干燥设备从进料区朝向出料区方向倾斜向下设置，并沿其中轴线回转；进入到蒸汽干燥设备中的矿料随着蒸汽干燥设备的回转逐渐朝向出料区方向运送，并在蒸汽干燥设备回转的过程中，使得矿料在蒸汽干燥设备中不断碰撞打散。

3.根据权利要求2所述的镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，其特征在于：步骤S3中，换热后蒸汽的冷凝水经由汽水分离装置回收的具体方法为：通入到换热装置中的蒸汽在换热后降温冷凝，降温冷凝后的冷凝水汇聚在换热装置的底部，并沿着蒸汽干燥设备的倾斜方向流动，跟随蒸汽干燥设备转动至蒸汽干燥设备的顶端后，顺势流入到蒸汽进管中并冷凝回收。

4.根据权利要求2所述的镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，其特征在于：所述蒸汽干燥设备的中轴线与水平线的夹角为1.146°，所述蒸汽干燥设备的长度为出料区长度的5～6倍。

5.根据权利要求3或4所述的镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，其特征在于：所述钢球锤击装置中的锤击钢球通过蒸汽干燥设备的回转自然掉落锤击，并在回转至相反方向后回复原位。

6.根据权利要求1所述的镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，其特征在于：数个所述换热装置在蒸汽干燥设备中沿着周向均布，所述换热装置沿蒸汽干燥设备的长度设置，使得进入到蒸汽干燥设备中的矿石，在转动过程中的任意位置均处于与换热装置相接触的状态；所述过热蒸汽从出料区的方向进入到。

7.根据权利要求1所述的镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，其特征在于：进入到蒸汽干燥设备中的镍铜混合精矿的含水量≥8～10％，所述换热装置中的过热蒸汽的温度为130～160℃，压力为0.2～0.8MPa；所述镍铜混合精矿在蒸汽干燥设备中的干燥时长为20～30分钟。

8.根据权利要求1所述的镍铜混合精矿蒸汽干燥方法，其特征在于：步骤S2中，控制矿料在蒸汽干燥设备中的停留时间的具体方法为：通过对蒸汽干燥设备中转动矿料在运动方向上的部分阻挡，以及控制矿料在出料区处的排出量，控制矿料在蒸汽干燥设备中的停留时间。

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