CN212025417U - 一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，属于传统冶金技术领域，包括依次连接的上料装置、干燥装置、混料装置、一段焙烧装置、二段焙烧装置和冷却装置；所述混料装置连接有浓硫酸加入管道。本实用新型采用分段式焙烧，有效解决了传统硫酸焙烧处理工艺的缺陷，大幅度降低了硫酸消耗，解决了生产运行过程中腐蚀设备，炉内结圈堵塞及尾气难处理问题，整个生产工艺连续顺畅，环保节能。
Description
技术领域
本实用新型属于传统冶金技术领域，特别涉及一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统。
背景技术
稀土是我国重要的战略资源，稀土资源的开发冶炼等一直是重要的研究方向。自20世界80年代浓硫酸焙烧法已成为冶炼处理稀土精矿的主要生产技术，该技术也一直在进行优化改良，但是仍存在很多缺陷。具体有以下几个方面：硫酸消耗高，由于工艺方案的问题，为保证混合硫酸和稀土矿在工艺运行过程中的流动性，混合料过程中硫酸严重过量，有些冶炼厂硫酸与稀土精矿比可达到1.8；此外生产过程中，焙烧炉易腐蚀，炉内容易结圈堵塞，生产运行不畅，经常停车，焙烧不均匀，收率低且品质差；由于精矿分解过程中产生的含氟含硫废气、硫酸分解后产生的含硫废气，内热式燃烧废气及空气全部混合进入尾气洗涤系统，废气处理量大，成分非常复杂，洗涤后的废水还需要进行蒸发分离，运行成本及投资成本都非常高；尽管近些年，对浓硫酸焙烧工艺研究较多，工艺不断提升，但是采用内热式的焙烧方式，依然无法解决能耗大的问题；由于存在诸多的不确定和不可控因素，生产运行很不稳定，产品质量波动非常大，并且存在严重的环保问题和资料浪费能耗大的问题。
所以提供一种环保节能的稀土精矿焙烧工艺，以实现产品品质高，质量稳定，能耗低，能源利用率高，对环境无污染，是目前该领域急需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，解决现有的稀土浓硫酸焙烧法硫酸消耗高、能耗大和焙烧不均匀的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，包括依次连接的上料装置、干燥装置、混料装置、一段焙烧装置、二段焙烧装置和冷却装置；所述混料装置连接有浓硫酸加入管道；所述一段焙烧装置包括一段进料螺旋、一段焙烧炉和一段出料螺旋，所述一段进料螺旋与所述混料装置连接，所述一段出料螺旋与所述二段焙烧装置连接；所述二段焙烧装置包括依次连接的二段进料螺旋、二段焙烧炉和二段出料螺旋，所述二段进料螺旋与所述一段出料螺旋连接，所述二段出料螺旋与所述冷却装置连接。
其中，所述一段焙烧炉为外热式回转焙烧炉，所述一段焙烧炉包括炉体，所述炉体的外部设有夹套，所述炉体的前后两端分别连接有进料装置和出料装置，所述进料装置和所述出料装置与所述炉体的连接处均设有密封装置，所述炉体的前端部设有前托轮机构，所述炉体的后端部设有后托轮机构。
其中，所述二段焙烧炉为外热式回转焙烧炉，所述二段回转焙烧炉包括炉体，所述炉体的外部设有夹套和主传动机构，所述炉体的前端连接进料装置，所述炉体的后端连接出料螺旋，所述炉体的前端部设有前托轮机构，所述炉体的后端部设有后托轮机构，
其中，所述干燥装置包括干燥进料螺旋和外热式干燥回转炉，所述干燥进料螺旋与上料装置连接，所述外热式干燥回转炉的气相出口与干燥除尘系统连接，所述外热式干燥回转炉的固相出口与所述混料装置连接。
其中，所述干燥除尘系统包括多级旋风分离器和洗涤塔。
其中，所述多级旋风分离器底部的固相出口与所述干燥进料螺旋连接，所述洗涤塔还连接有干燥气风机。
其中，所述一段焙烧炉的后端部连接有一段低温尾气系统，所述一段低温尾气系统包括依次连接的洗涤塔、一段处理装置、风机和烟囱。
其中，所述一段处理装置为吸收塔、精制塔或碱洗塔，所述一段处理装置底部连接有用于物料循环处理的第一冷却器。
其中，所述二段焙烧炉的后端部连接有二段高温尾气系统，所述二段高温尾气系统包括依次连接的余热回收装置、冷却塔和净化塔，所述冷却塔底部连接用于物料循环处理的第二冷却器，所述净化塔底部连接有用于物料循环处理的第三冷却器，所述冷却塔的物料出管经过所述第三冷却器与所述净化塔的进料口连接。
本实用新型的有益效果：
本实用新型采用二段式焙烧，有效解决了传统硫酸焙烧处理工艺的缺陷，大幅度降低了硫酸消耗，解决了生产运行过程中腐蚀设备和炉内结圈堵塞问题，整个生产工艺连续顺畅，关键设备性能稳定使用寿命长。采用外热式分段焙烧，焙烧尾气不混合燃烧气，尾气量少成分单一，且分段(干燥气、含氟尾气、含硫尾气)产生，各段尾气易处理和回收，副产品品质高，稀土矿浸出率高≥96％，系统热能循环利用，能效利用率高，能耗大幅度降低，并且无废水产生，尾气均可达标排放或送至下游装置，对环境无污染，属于新型环保节能的工艺技术。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型中的环保节能的稀土精矿分段焙烧系统的流程示意图。
图中，1.上料装置，1-1.稀土精矿料仓，1-2.输送装置，2.干燥装置，2-1. 干燥进料螺旋，2-2.外热式干燥回转炉，3.干燥除尘系统，3-1.多级旋风分离器， 3-2.洗涤塔，3-3.干燥气风机，4.混料装置，5.一段焙烧装置，5-1.一段进料螺旋， 5-2.一段焙烧炉，5-3.一段出料螺旋，6.一段低温尾气系统，6-1.洗涤塔，6-2. 一段处理装置，6-3.风机，6-4.烟囱，6-5.第一冷却器，7.二段焙烧装置，7-1.二段进料螺旋，7-2.二段焙烧炉，7-3.二段出料螺旋，8.二段高温尾气系统，8-1.余热回收装置，8-2.冷却塔，8-3.净化塔，8-4.第二冷却器，8-5.第三冷却器，9. 冷却装置，9-1.冷却进料螺旋
具体实施方式
下面将结合本实用新型具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实施例提供一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，包括依次连接的上料装置1、干燥装置2、混料装置、一段焙烧装置、二段焙烧装置和冷却装置；混料装置连接有浓硫酸加入管道；
上料装置1包括稀土精矿料仓1-1和输送装置1-2,属常规的固体和液体上料装置1；干燥装置2包括干燥进料螺旋和外热式干燥回转炉2-2，干燥进料螺旋2-1与上料装置1连接，外热式干燥回转炉2-2的气相出口与干燥除尘系统3 连接，外热式干燥回转炉2-2的固相出口与混料装置连接。
干燥除尘系统3包括多级旋风分离器3-1和洗涤塔.多级旋风分离器3-1底部的固相出口与干燥进料螺旋2-1连接，洗涤塔还连接有干燥气风机。
混料装置用于将高浓度的硫酸及稀土精矿在该装置混合，该装置混料均匀，将一段焙烧系统的腐蚀问题在该系统解决，且能保证硫酸和稀土精矿混合后的流动性。
一段焙烧装置包括一段进料螺旋、一段焙烧炉和一段出料螺旋，一段进料螺旋与混料装置连接，一段出料螺旋与二段焙烧装置连接；一段焙烧炉的后端部连接有一段低温尾气系统，一段低温尾气系统包括依次连接的洗涤塔、一段处理装置、风机和烟囱。一段处理装置为吸收塔、精制塔或碱洗塔，根据一段焙烧采用硫酸浓度的不同，下游产品要求的不同，该系统配置不同。一段处理装置底部连接有用于物料循环处理的第一冷却器。副产品为氟硅酸送至下游装置，尾气吸收后送至下游装置制酸。
二段焙烧装置包括依次连接的二段进料螺旋、二段焙烧炉和二段出料螺旋，二段进料螺旋与一段出料螺旋连接，二段出料螺旋与冷却装置连接。
二段焙烧炉的后端部连接有二段高温尾气系统，二段高温尾气系统包括依次连接的余热回收装置、冷却塔和净化塔，冷却塔底部连接用于物料循环处理的第二冷却器，净化塔底部连接有用于物料循环处理的第三冷却器，冷却塔的物料出管经过第三冷却器与净化塔的进料口连接。尾气吸收后送至下游装置制酸。
冷却装置包括冷却进料螺旋、外热式回转冷却炉和冷却料螺旋，冷却出料螺旋与水浸系统相连。
其中，一段焙烧炉为外热式回转焙烧炉，一段焙烧炉包括炉体，炉体的外部设有夹套，炉体的前后两端分别连接有进料装置和出料装置，进料装置和出料装置与炉体的连接处均设有密封装置，炉体的前端部设有前托轮机构，炉体的后端部设有后托轮机构。
其中，二段焙烧炉为外热式回转焙烧炉，二段回转焙烧炉包括炉体，炉体的外部设有夹套和主传动机构，炉体的前端连接进料装置，炉体的后端连接出料螺旋，炉体的前端部设有前托轮机构，炉体的后端部设有后托轮机构。
在本实施例中，热能系统采用热风系统，天然气作为燃料，提供热烟气给外热干燥回转炉，外热式回转一段焙烧炉，外热式回转二段焙烧炉。
采用本实施例焙烧系统对稀土精矿进行焙烧的方法，包括下述步骤：
(1)稀土精矿采用氟碳铈矿和独居石混合矿，稀土品位REO≥55％。
(2)采用浓度98wt％的浓硫酸。
(3)稀土精矿与高浓度硫酸的质量比为1:0.88。
(4)干燥装置2：内部干燥温度为150℃，转炉的外部夹套热风温度为 180～290℃，干燥时间为1h，干燥后稀土精矿的含水率在0.8wt％。
(5)混料装置：稀土精矿与浓硫酸在混料系统混合，稀土精矿和高浓度硫酸的质量比为1:0.88，在自清洁混料装置内混料时间为15min，混料温度为物料温度。
(6)一段焙烧装置：外热式回转一段焙烧炉内反应物温度为280～300℃，回转炉的外部夹套温度为400～600℃，一段焙烧炉内操作压力为～-80Pa，一段低温尾气出口温度为240～260℃，一段焙烧时间为2h。
(7)二段焙烧装置，外热式回转二段焙烧炉内反应物温度为550～600℃，二段焙烧炉内操作压力为～-10Pa，回转炉的外部夹套温度为600～870℃，二段高温尾气出口温度为500～550℃，二段焙烧时间为1.5h。
(8)冷却装置，外热式回转冷却炉内冷却至温度～80℃，回转炉的夹套通入循环冷却水作为冷源，冷却时间为2h。
(9)一段低温尾气吸收系统：处理含HF和SiF4的尾气，根据下游装置的要求，生产浓度35％的氟硅酸溶液，尾气洗涤后送至下游制酸装置。
(10)二段高温尾气吸收系统：处理含SO2的尾气，余热回收装置出口气体温度在～300℃，根据下游装置的要求，可采用～92wt％浓度的硫酸洗涤吸收，产出纯度为99.95v％二氧化硫气体送至下游制酸装置。
(11)冷却系统的回转冷却炉出的焙烧稀土矿，进入水浸系统，焙烧矿与 H2O的固液比为1:6，浸出的反应温度为～40℃，水浸时间为6h，稀土矿浸出率为96.5％。
其中，热风系统为系统提供热量，采用天热气作为燃料，消耗为焙烧处理每吨稀土所需天然气为80Nm3。热风炉出口约870℃先进入二段焙烧系统，从二段焙烧系统出来约600℃热风进入一段焙烧系统，从一段焙烧系统出来的约 400℃热风进入干燥系统，干燥系统出来的热风预热热风系统的空气后排放。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，其特征在于包括依次连接的上料装置、干燥装置、混料装置、一段焙烧装置、二段焙烧装置和冷却装置；所述混料装置连接有浓硫酸加入管道；所述一段焙烧装置包括一段进料螺旋、一段焙烧炉和一段出料螺旋，所述一段进料螺旋与所述混料装置连接，所述一段出料螺旋与所述二段焙烧装置连接；所述二段焙烧装置包括依次连接的二段进料螺旋、二段焙烧炉和二段出料螺旋，所述二段进料螺旋与所述一段出料螺旋连接，所述二段出料螺旋与所述冷却装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，其特征在于：所述一段焙烧炉为外热式回转焙烧炉。
3.根据权利要求1所述的一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，其特征在于：所述二段焙烧炉为外热式回转焙烧炉。
4.根据权利要求1所述的一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，其特征在于：所述干燥装置包括干燥进料螺旋和外热式干燥回转炉，所述干燥进料螺旋与上料装置连接，所述外热式干燥回转炉的气相出口与干燥除尘系统连接，所述外热式干燥回转炉的固相出口与所述混料装置连接。
5.根据权利要求4所述的一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，其特征在于：所述干燥除尘系统包括多级旋风分离器和洗涤塔。
6.根据权利要求5所述的一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，其特征在于：所述多级旋风分离器底部的固相出口与所述干燥进料螺旋连接，所述洗涤塔还连接有干燥气风机。
7.根据权利要求1所述的一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，其特征在于：所述一段焙烧炉的后端部连接有一段低温尾气系统，所述一段低温尾气系统包括依次连接的洗涤塔、一段处理装置、风机和烟囱。
8.根据权利要求7所述的一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，其特征在于：所述一段处理装置为吸收塔、精制塔或碱洗塔，所述一段处理装置底部连接有用于物料循环处理的第一冷却器。
9.根据权利要求1所述的一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统，其特征在于：所述二段焙烧炉的后端部连接有二段高温尾气系统，所述二段高温尾气系统包括依次连接的余热回收装置、冷却塔和净化塔，所述冷却塔底部连接用于物料循环处理的第二冷却器，所述净化塔底部连接有用于物料循环处理的第三冷却器，所述冷却塔的物料出管经过所述第三冷却器与所述净化塔的进料口连接。
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| CN111235382A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-05 | 陕西德信祥能源科技有限公司 | 一种环保节能的稀土精矿分段焙烧系统及焙烧方法 |
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- 2020-02-18 CN CN202020181691.0U patent/CN212025417U/zh active Active
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