CN1818096A - 难处理矿物料的焙烧方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种难处理矿物料的焙烧方法与设备。把矿物料放入焙烧炉的焙烧管内，采用煤、煤气等燃料或利用余热热交换加热焙烧管，管内温度400～1150℃，连续或间歇转动焙烧管搅拌矿物料，焙烧周期1.0～5.0h。该设备多管卧式焙烧炉包括给料器1、集烟罩2、烟筒3、组装而成的长方体炉体4、布袋除尘器5、淋洗除尘塔6、受料器7、加燃料装置10、出燃料装置11及引风机12等，炉体内设多根卧式平行排列的焙烧管，其长径比2～15∶1。采用本方法与设备可处理多种难处理矿物料，生产无污染、可选择性焙烧除杂、焙烧效果好、产量高、成本低、易操作。

Description

难处理矿物料的焙烧方法与设备

一、技术领域

本发明涉及矿物料选冶方法与设备，特别是矿物料的焙烧方法与设备。

二、背景技术

随着矿产资源的日益减少、原生矿石品位的不断下降和人们环保意识的不断增强，开发利用难选矿石、从选矿冶金生产副产品及难处理积存物料中综合回收有价金属已越来越被重视。目前回收难选矿石和难处理物料中金属及有用矿物的方法多采用先焙烧后冶炼的方法，现有的焙烧方法一般都采用矿物料与燃料直接接触的方法，主要设备包括多膛炉、沸腾炉、循环沸腾炉、闪速焙烧炉等，由于物料在焙烧流程中停留的时间短，造成除杂不彻底，影响后续冶炼工序，而若延长在炉内的停留时间使焙烧连续进行，则需添加专用燃料保温助燃，使生产成本大为上升，故很难用于低硫、高碳质矿物和高砷、高锑、高炭矿物以及精炼过程产出的碳渣、硫渣、熔析渣等矿物料的焙烧；尽管回转窑在焙烧难选矿石和精炼过程产出的碳渣、硫渣、熔析渣等矿物料时能固硫、固砷，可除去硫、砷、锑、炭等杂质，但设备单位体积的生产能力低，因燃料和物料混合，使烟尘、烟气量大，收尘和废气处理效果差，存在生产成本高、污染大的缺陷。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种生产无污染、可选择性焙烧除杂、焙烧效果好、产量高、成本低易操作的焙烧工艺及设备。

为达到以上目的，本发明采用的焙烧方法是：将矿物料置于焙烧炉多根相互平行的焙烧管内，使焙烧矿物料与燃料隔开，采用煤、煤气等燃料或利用余热进行热交换加热焙烧管，常压下管内压力与管外空气压力基本相同，管内燃烧的烟气从上半管管内逸出，管外的空气从下半管管外吸入管内，形成烟气和空气在焙烧管内对流自然换气，通过调节供风量和燃料添加量将管内温度控制在400～1150℃，连续或间歇转动焙烧管以实现焙烧矿物料的均匀搅拌，焙烧周期一般在1.0～5.0h，焙烧管内的矿物料经过一个作业周期焙烧完毕后成为成品或半成品，或成为焙砂进入水淬池、经水淬后进入下道冶金工序回收有价金属或有用矿物；装低温矿物料时随气体逸出的微细粒物料及在管内均匀铺展时产生的烟尘用布袋除尘器收集返回焙烧，经布袋除尘器除尘的烟气再通过淋洗塔除尘后气体排空，淋洗水返回水淬池。

本发明采用的焙烧设备是多管卧式焙烧炉，它由给料器、集烟罩、烟筒、炉体、布袋除尘器、淋洗除尘塔、受料器、加燃料装置、出燃料装置及引风机等组成，炉体为卧式长方体，炉体内设有多根卧式平行排列的焙烧管，焙烧管长径比为2～15∶1，烟筒位于炉体上部中央，集烟罩设在炉体上方，其入口覆盖炉体进出口两端，出口与布袋除尘器连接，布袋除尘器先后连接引风机和淋洗除尘塔。

根据所处理矿物料的需要在靠近炉体出口端还设有水淬池，淋洗除尘塔有管道通至水淬池。

所述炉体由组装件组装而成。

采用上述技术方案，具有以下效果：

(1)、可依据原料性质的不同，选择氧化焙烧或硫酸化焙烧，固硫、固砷，除去硫、砷、锑、炭等杂质，还可选择其他焙烧方式。

(2)、加热燃料可采用普通蜂窝煤，生产成本低，也可采用煤气等，或利用余热热交换进行加热。

(3)、可控制的焙烧温度范围宽，使本技术用于焙烧难处理矿物料的种类更多。

(4)、多管卧式焙烧炉日处理量大。

(5)、焙烧时炉气量约为回转窑、反射炉的1/10～1/16，烟尘量少、无细粒物料被带走。

(6)、多管卧式焙烧炉与回转窑相比，炉体单位体积内的可利用面积大，焙烧效率高。

(7)、矿物料的添加、搅拌和排除，燃料的添加和排除，都可依据日处理量和设备的大小的不同选择全机械化方法或手工方法。

(8)、采用以上方法和设备对紫金矿业集团股份有限公司生产中积存的含金难处理物料进行工业性焙烧试验，固硫、固砷、脱炭效果好，从焙砂中提取有价金属取得了较好的经济技术指标。

(9)、多管卧式焙烧炉结构简单，易于制造，由组装件组装而成的炉体便于搬迁，焙烧管易于更换；依据原料的不同性质，可使用不同结构和材质的焙烧管。

四、附图说明

图1是本发明难处理矿物料的焙烧方法与设备的多管卧式焙烧炉设备联系示意图。

图2是本发明难处理矿物料的焙烧方法与设备的多管卧式焙烧炉炉体侧视示意图。

五、具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：本发明已在紫金矿业集团股份有限公司生产中积存的含金难处理物料进行的工业性焙烧试验。

图1和图2所示本发明难处理矿物料的焙烧方法与设备的多管卧式焙烧炉由给料器1、集烟罩2、烟筒3、炉体4、布袋除尘器5、淋洗除尘塔6、受料器7、水淬池8、加燃料装置10、出燃料装置11及引风机12等组成，炉体4为组装而成的卧式长方体，内设60根卧式平行排列的焙烧管9，焙烧管长为2m、管内径为0.19m，焙烧管的总有效容积为2.76m³；烟筒位于炉体上部中央，集烟罩设在炉体上方，其入口覆盖炉体进出口两端，出口与布袋除尘器连接，布袋除尘器先后连接引风机和淋洗除尘塔，淋洗除尘塔底有管道通至水淬池。

1、原料特性：原料由细粒炭、炭末和细泥三种物料组成，其中细粒炭是由载金炭粒和脱金炭粒从CIL炭浸工艺流程中筛除的小于20目或40目的细粒炭，约占原料总量的40％；炭末是载金炭和脱金炭在解吸再生生产中产生的，沉淀在沉淀池中，并含有一定量矿泥的-200目占90％的物料，约占原料总量的10％；细泥是难以沉淀的微细粒炭末、电解贫液及电解生产中悬浮的微细粒金在相互搅拌作用下添加聚合氯化铝(含30％Al₂O₃)、聚丙烯酰胺及石灰等药剂而形成的细泥，物料-200目占94％，约占原料总量的50％；矿物构成包括活性炭、赤铁矿、褐铁矿、绢云母、粒径为0.15～0.001mm的单体金和金的合金颗粒、方解石及硅酸盐粘土等。这些含金难处理物料只有先通过焙烧，使炭灰化后再利用氰化和其他湿法冶金提金方法才能实现综合利用。

2、燃料

采用民用蜂窝煤，对煤的成分无特殊要求，蜂窝煤含煤量为65％，吨矿耗纯煤为293kg/t左右。

3、操作方法与技术参数

(1)、管内气氛：焙烧管内气氛由各种杂质的性质决定，处理含硫、砷、高炭的原料，在炉温较高、氧气充足的条件下反应才能尽快地进行。

(2)、管内温度：管内温度按焙烧原料所需要的焙烧温度进行控制。温度过高将引起物料软化、结块、包裹，对操作、脱杂、回收有价金属及燃料消耗均有不利影响，根据经验温度一般控制在650～700℃，最高不超过800℃为宜。温度由供风量，蜂窝煤的含煤量、蜂窝煤的每次添加量及每日的添加次数来控制。

(3)、管内压力：管内压力与管外空气压力基本相同，管内燃烧的烟气从上半管管内逸出，管外的空气从下半管管外吸入管内，形成烟气和空气在焙烧管内对流换气。

(4)、原料搅拌：间歇转动焙烧管使管内原料随之转动，以实现连续均匀的最佳搅拌，一般每隔15分钟转动一次。

(5)、焙烧周期：随原料成分，焙烧炉的规格、焙烧管形状及焙烧管的转动次数，供热、温度稳定程度的不同而不同，紫金矿业集团股份有限公司的炭末和细泥的焙烧作业周期为4.5～5.0h；焙烧时间越长，除杂越彻底，但停留时间过长会降低焙烧炉的生产能力，增加生产成本。

(6)、焙砂及烟尘。焙烧管内的原料经过一个作业周期焙烧完毕后成为焙砂，由于原料中的金属硫化物在焙烧后已变成金属硫酸盐或金属氧化物，因此对焙砂多采用湿法冶金的方法提取有价金属金和银；布袋除尘器5收集的烟尘返回焙烧，经淋洗除尘塔6后气体排空，淋洗水返回水淬池。

4、试验效果

(1)、提取金银的技术经济指标：①技术指标。焙砂经过氰化浸出贵液静态炭吸附--氰渣盐酸和硝酸浸出CIL炭浸工艺的湿法冶金处理，炭末金的浸出率99.84％，银的浸出率98.90％；细泥金的浸出率97.07％，银的浸出率76.25％。因为电解贫液、吸附贫液、滤液循环使用，因此浸出率可识为总回收率。②生产成本。原料焙烧作业成本210元/吨，氰化浸出贵液静态炭吸附作业成本41元/吨，氰渣盐酸和硝酸浸出CIL炭浸作业成本162元/吨，总生产成本413元/吨。③经济效益。易回收的金采用氰化浸出贵液静态炭吸附工艺提取，难回收的金采用氰渣盐酸和硝酸浸出CIL炭浸工艺提取，使提金总回收率达到97.07～99.84％，最终尾渣重量降至30～50％，尾渣品位小于5克/吨，可达到排弃要求，经济效益显著。

可见，利用多管卧式焙烧炉对生产中积存的含金难处理物料进行的工业性焙烧生产是成功的；固硫、固砷，除炭等杂质，从焙砂中提取有价金属取得了较好的经济技术指标。

实施例2：采用多管卧式焙烧炉进行煤系高岭土的煅烧

采用的多管卧式焙烧炉由给料器、集烟罩、烟筒、炉体、布袋除尘器、淋洗除尘塔、受料器、加燃料装置、出燃料装置及引风机等组成，炉体为组装而成的卧式长方体，内设多根卧式平行排列的焙烧管，焙烧管长径比为2～15∶1；烟筒位于炉体上部中央，集烟罩设在炉体上方，其入口覆盖炉体进出口两端，出口与布袋除尘器连接，布袋除尘器先后连接引风机和淋洗除尘塔。

煤系高岭土的主要化学成分是SiO₂49.32％，AI₂O₃28.35％，及少量碳质和有机质，烧失率18.36％。其中的碳质充填胶结在高岭土矿物颗粒间和表面，因此脱除碳质和有机质需要一定的持续煅烧温度时间，才能获得较高白度的产品、重结晶的产品和较高化学活性的产品。在煅烧过程中发生脱水和结构变化，煤系高岭土在煅烧过程中由于煅烧温度不同，产品的物相和特性也不同，致使产品的应用领域也不同，煅烧温度是决定产品特性的关键因素，随着温度的增加，碳质、有机质、硫的脱除率和白度增加。

采用多管卧式焙烧炉进行煅烧，入料粒度小于2微米，煅烧4小时，采用燃煤或热交换供热。当温度从700℃增加到900℃时，白度大幅度增加，900℃以上白度增加较少。煅烧温度900℃时，白度90.49，床能率3t/m³.d，脱硫率97.09％，脱炭率98％。

实施例3：多管卧式焙烧炉应用于含铁尘泥生产氧化铁红

含铁尘泥是钢铁企业在生产过程中产生的固体废弃物，我国年产生1600万吨左右，将其返回烧结是我国综合利用的主要方法，但由于含铁尘泥粒度细、成分不稳定，返回流程不利于生产，易造成尘泥的再次污染，因此对合理高效地利用含铁尘泥提出了下述试验成果。首先对含铁尘泥采用磁选浮选重选及其联合的方法进行富集除杂，然后干法氧化焙烧获得优质氧化铁红(含Fe₂O₃98％以上)。

多管卧式焙烧炉设备同实施例2，采用燃煤或热交换供热，入料粒度小于4μm，焙烧温度700℃～800℃，物料在炉内焙烧停留2小时，含Fe₂O₃98％以上，床能率5.2t/m³.d。

Claims (4)

1、一种难处理矿物料的焙烧方法，把矿物料放入焙烧炉加热焙烧，通过调节供风量和燃料添加量控制焙烧温度，焙烧烟尘用布袋除尘器收集返回焙烧，经布袋除尘器除尘的烟气再通过淋洗塔除尘后气体排空，淋洗水返回水淬池，矿物料焙烧完毕后成为成品或半成品，或成为焙砂进入水淬池、经水淬后进入下道冶金工序回收有价金属或有用矿物；其特征是：所述矿物料放入焙烧炉是将矿物料置于焙烧炉多根相互平行的焙烧管内，使焙烧矿物料与燃料隔开，采用煤、煤气等燃料或利用余热的热交换加热焙烧管，通过调节供风量和燃料添加量将管内温度控制在400～1150℃，连续或间歇转动焙烧管以均匀搅拌焙烧矿物料，焙烧周期1.0～5.0h。

2、实现权利要求1所述难处理矿物料的焙烧方法的设备，它是一种多管卧式焙烧炉，包括给料器(1)、集烟罩(2)、烟筒(3)、炉体(4)、布袋除尘器(5)、淋洗除尘塔(6)、受料器(7)、加燃料装置(10)、出燃料装置(11)及引风机(12)等，烟筒(3)位于炉体(4)顶部中央，集烟罩(2)设在炉顶上方，其入口覆盖炉体进出口两端，出口与布袋除尘器(5)连接，布袋除尘器(5)先后连接引风机(12)和淋洗除尘塔(6)；其特征是：所述炉体(4)为卧式长方体，炉体(4)内设有多根卧式平行排列的焙烧管(9)，焙烧管(9)长径比为2～15∶1。

3、根据权利要求2所述实现难处理矿物料的焙烧方法的设备，其特征是：炉体(4)出口端还设有水淬池(8)，淋洗除尘塔(6)有管道通至水淬池(8)。

4、根据权利要求2或3所述实现难处理矿物料的焙烧方法的设备，其特征是：所述多管卧式焙烧炉的炉体(4)由组装件组装而成。