一種高碳鉬鎳礦用的沸騰焙燒爐及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高碳鉬鎳礦冶煉【技術領域】，尤其涉及一種高碳鉬鎳礦用的沸騰焙燒爐及系統(tǒng)。一種高碳鉬鎳礦用的沸騰焙燒爐，包括氣室及沸騰焙燒爐本體，所述氣室設置空氣進氣管道，所述沸騰焙燒爐本體包括設置在所述沸騰焙燒爐本體底部的板狀的空氣分布裝置、設置在中部的爐壁、設置在頂部的爐頂，所述空氣分布裝置、爐壁、爐頂緊密連接，并合圍成沸騰爐燃燒室，所述沸騰爐燃燒室包括下部的鎳鉬礦沸騰燃燒室及上部的沸騰爐上部燃燒室。本發(fā)明所提供的沸騰焙燒爐沸騰狀態(tài)良好，操作穩(wěn)定，沸騰焙燒爐底、中、上、各層溫度均衡。
【專利說明】一種高碳鉬鎳礦用的沸騰焙燒爐及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高碳鑰鎳礦冶煉【技術領域】，尤其涉及一種高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在高碳鎳鑰礦冶煉行業(yè)，較大企業(yè)一直以來采用回轉窯來實現(xiàn)鎳鑰礦的氧化焙燒過程。采用此種設備的生產工藝，存在技術含量比較低，單窯焙燒強度太小，生產能力(即鑰精礦或鎳鑰礦的單位面積爐日處理量)小，礦渣中殘S較高，廢氣量大，二氧化硫濃度低難以回收，設備投資和占地面積大等一系列缺點。而對于小型企業(yè)基本上全部使用推板隧道窯生產，由于推板隧道窯在生產過程中存在間歇式的開爐一加料一焙燒一停爐等操作過程，而且這些操作程序呈現(xiàn)周期性的往復，造成工作環(huán)境非常惡劣，主要表現(xiàn)在車間操作環(huán)境SO2氣體四處飄逸，環(huán)境污染嚴重。因受此兩種工藝和設備的限制，生產中還需外供熱能，消耗能量較多，生產成本很大。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，特別是針對因采用現(xiàn)有工藝進行鎳鑰礦的氧化焙燒所帶來的焙燒后出回轉窯SO2氣體濃度很低(一般只有2%~3%)，回收不了煙氣中的硫，無法實現(xiàn)硫酸工業(yè)化生產而只好采用現(xiàn)有的吸收工藝進行吸收(即一般用兩級石灰乳或一級堿吸收，其吸收率僅為70~80%，排放尾氣中SO2含量達到6000~7000PPm，遠遠超過國家環(huán)保要求排放標準的十幾倍乃至幾十倍(國家放空尾氣標準為GB26132-2010，SO2 ^ 400mg/m3。))，從而不僅造成 了對環(huán)境的影響，更造成了對資源的浪費。本發(fā)明具有創(chuàng)造性的提供了一種高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐成套用的沸騰爐焙燒處理鎳鑰礦的系統(tǒng)。同時，通過本發(fā)明所提供的系統(tǒng)處理后的低濃度二氧化硫煙氣可以進一步采用一轉一吸制酸工藝生產工業(yè)硫Ife。
[0004]一種高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐，包括氣室及沸騰焙燒爐本體，所述氣室設置空氣進氣管道，所述沸騰焙燒爐本體包括設置在所述沸騰焙燒爐本體底部的板狀的空氣分布裝置、設置在中部的爐壁、設置在頂部的爐頂，所述空氣分布裝置、爐壁、爐頂緊密連接，并合圍成沸騰爐燃燒室，所述沸騰爐燃燒室包括下部的鎳鑰礦沸騰燃燒室及上部的沸騰爐上部燃燒室，其中:
[0005]所述空氣進氣管道的入口端伸出到所述氣室的外部，所述空氣進氣管道的出口端連接所述空氣分布裝置，所述沸騰焙燒爐本體設置鎳鑰礦入口，其連接所述鎳鑰礦沸騰燃燒室；所述沸騰焙燒爐本體設置爐氣出口，其連接所述沸騰爐上部燃燒室；所述沸騰焙燒爐本體在其下部設置鑰焙砂排出口，所述鑰焙砂排出口連接所述鎳鑰礦沸騰燃燒室。
[0006]優(yōu)選的，所述空氣分布裝置包括分布板及風帽，所述風帽包括風帽座、風帽管、圓形或橢圓形的風帽頭，所述風帽座為通孔氣管，所述風帽頭上設置有空氣出風小孔，所述風帽頭緊密連接所述風帽管，并一起套設在所述風帽座的管身上，其中:[0007]所述風帽座貫穿所述分布板，其一端連接所述空氣進氣管道的出口端，其另一端連接所述空氣出風小孔；所述風帽頭伸入到所述鎳鑰礦沸騰燃燒室內，所述空氣出風小孔設置在所述風帽頭的伸入到所述鎳鑰礦沸騰燃燒室內的部分上。
[0008]優(yōu)選的，所述分布板包括上層及下層，所述上層連接所述鎳鑰礦沸騰燃燒室，其中:
[0009]所述上層為耐火泥抹面層，其材料的組成及各組份的重量份數(shù)為:密度為42° Be、比重為1.38的水玻璃350?400份，氟硅酸鈉20份，粒度小于0.088mm的顆粒的重量百分數(shù)不小于70%的熟粘土粉500份，粒度為0.5?1_的耐火粘磚砂750份，粒度為I?5mm的耐火粘土碎塊500份；
[0010]所述下層為耐火磚碎塊固定層，其材料的組成及各組份的重量百分數(shù)為:粒度為I?5mm的耐火磚碎塊70%,娃藻土 30%。
[0011]優(yōu)選的，所述爐壁包括外層、中間層的保溫材料層、內層的耐火材料層。
[0012]優(yōu)選的，所述爐頂包括拱頂、頂部保溫層、頂蓋。
[0013]優(yōu)選的，所述拱頂?shù)牟馁|為低鈣鋁酸鹽耐熱混凝土。
[0014]優(yōu)選的，所述爐壁外側設置保溫層。
[0015]本發(fā)明所提供的沸騰焙燒爐的設備殼體按JB2880-81《鋼制焊接常壓容器技術條件》，內襯按GBJ211-87工業(yè)爐砌筑工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定進行制造、施工、試驗和驗收。
[0016]殼體焊接采用電焊，焊接接頭按GB950-80之規(guī)定，法蘭焊接按相應法蘭標準的規(guī)定執(zhí)行。
[0017]殼體制造完畢后，應將內部毛刺、油污等雜物清理干凈，進行煤油滲漏試驗，合格后方可進行內部工序。
[0018]砌磚前，殼體內壁涂刷兩遍石墨粉水玻璃防腐層，第一層干后再涂刷第二層，當?shù)诙油克⑼戤吅?，立即貼3mm石棉板，石墨粉水玻璃配比為:石墨粉(100目):水玻璃(42。Be)=l:2.5。
[0019]砌筑完畢，在砌體內壁涂刷兩遍磷酸鹽防磨涂料，磷酸鹽防磨涂料配比為:高鋁熱料粉100kg，牛皮膠2.5kg，工業(yè)磷酸(濃度80%) 20kg,水40kg。
[0020]風帽安裝時，孔眼標高誤差小于1_，風帽必須垂直板面，相鄰兩個風帽的孔眼應錯開。
[0021]拱頂為整體澆鑄，材質為低鈣鋁酸鹽耐熱混凝土。
[0022]制定科學的烘爐曲線并嚴格執(zhí)行。
[0023]殼體外保溫，采用T-800輕質海泡石硅酸鹽材質。
[0024]一種高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒系統(tǒng)，包括權利要求1至7任一所述的沸騰焙燒爐、爐氣冷卻器、旋風除塵器、電除塵器、輸送機、冷卻滾筒以及向所述沸騰焙燒爐提供進料的進料裝置，所述爐氣冷卻器包括設置在自身上部的爐氣冷卻器進氣口、設置在自身中部的爐氣冷卻器出氣口、設置在自身底部的爐氣冷卻器煙塵收集斗，所述爐氣冷卻器煙塵收集斗設置有爐氣冷卻器塵砂出口 ；所述旋風除塵器包括設置在自身上部的旋風除塵器進氣口、設置在自身上部的旋風除塵器出氣口、設置在自身底部的旋風除塵器煙塵收集斗，所述旋風除塵器煙塵收集斗設置有旋風除塵器塵砂出口 ；所述電除塵器設置有電除塵器進氣口、電除塵器出氣口、電除塵器底部灰斗，所述電除塵器底部灰斗設置有電除塵器底部灰斗出口 ；所述冷卻滾筒包括鑰焙砂冷卻滾筒、鑰塵砂冷卻滾筒，其中:
[0025]所述沸騰焙燒爐本體的爐氣出口連接所述爐氣冷卻器的爐氣冷卻器進氣口，所述爐氣冷卻器的爐氣冷卻器出氣口連接所述旋風除塵器的進氣口，所述旋風除塵器的旋風除塵器出氣口連接所述電除塵器的電除塵器進氣口；
[0026]所述輸送機設置在所述爐氣冷卻器塵砂出口、所述旋風除塵器塵砂出口、所述電除塵器底部灰斗的下方；
[0027]所述鑰焙砂冷卻滾筒連接所述鑰焙砂排出口，鑰塵砂冷卻滾筒連接所述輸送機。
[0028]優(yōu)選的，所述爐氣冷卻器還設置有爐氣冷卻管道，所述爐氣冷卻管道分別連接所述設置在上部的爐氣冷卻器進氣口、設置在中部的爐氣冷卻器出氣口、設置在底部的爐氣冷卻器煙塵收集斗。
[0029]優(yōu)選的，所述旋風除塵器的中部還設置有氣體煙塵分離錐體，所述氣體煙塵分離錐體分別連接所述設置在上部的旋風除塵器進氣口、設置在上部的旋風除塵器出氣口、設置在底部的旋風除塵器煙塵收集斗。
[0030]以本發(fā)明所提供的高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐進行鎳鑰礦的沸騰氧化焙燒工藝的說明:
[0031]鎳鑰礦氧化焙燒是將鎳鑰礦中以MoS2形態(tài)存在的鑰轉化成三氧化鑰。焙燒在物料的熔點以下進行。
[0032]此種工藝采用的氧化焙燒設備為沸騰爐。沸騰焙燒這種方法在化學工業(yè)和冶金工業(yè)中廣泛應用于焙燒硫化物精礦。焙燒過程中，空氣自下向上流動，向上流動的氣流使爐料顆粒處于沸騰狀態(tài)或所謂的流態(tài)化狀態(tài)。顆粒的沸騰狀態(tài)由氣流速度確定。當氣流速度低于最小某臨界速度時，顆粒層基本處于不動狀態(tài)；當氣流速度達到某一臨界速度時，料層開始膨脹，氣流中的顆粒劇烈地運動，其外觀像沸騰的液體；當氣流超過最大臨界速度時，顆粒處于漂浮狀態(tài)而被氣流帶走。
[0033]本發(fā)明所提供的沸騰焙燒爐的爐身由耐火材料砌成，底部有空氣分布板，空氣經(jīng)過分布板的風帽進入爐內，礦粒經(jīng)過加料器進入爐內，礦粒在空氣流的作用下形成沸騰層。沸騰層的高度由溢流口高度來確定。
[0034]對于鎳鑰礦的氧化焙燒過程，因為其中碳的含量比較高，在工業(yè)規(guī)模下不僅能自熱進行，而且要采取適當?shù)纳岽胧?，才能夠保證不會過熱。為導出沸騰層多余的熱量，在沸騰層內設有水冷卻器。焙燒溫度過高，一方面造成物料損失太大，另外一方面因MoO3與鑰酸鹽的共晶溫度低，物料的局部熔化會使物料燒結成塊，不僅不利于操作，更重要的是被燒結的物料內部不能夠充分氧化，含硫量和MoO2高，同時燒結過程中MoO3與其它各種鑰酸鹽的含量增加，故一般溫度不宜太高。但過低反應速度小，因此它的焙燒溫度范圍較窄，在焙燒過程中必須有良好的通風條件和加強熱交換時的溫度控制。用沸騰焙燒爐進行鎳鑰礦的焙燒能夠很好的滿足其反應過程，本設計焙燒溫度控制700?750°C，焙燒采用的鎳鑰礦礦粒徑大小小于2mm。
[0035]高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒系統(tǒng)可以分為以下幾個部份:爐料加料系統(tǒng)；沸騰焙燒爐系統(tǒng)；爐氣冷卻及收塵系統(tǒng)；排料系統(tǒng)；送風系統(tǒng)。
[0036]爐料加料系統(tǒng):爐料加料系統(tǒng)可用加料裝置來實現(xiàn)，本系統(tǒng)的沸騰焙燒爐的加料方式采用干法，即鎳鑰礦經(jīng)過破碎到2mm以下以后送入礦倉，然后由輸送機送入中間料倉，從中間料倉經(jīng)計量皮帶機加入沸騰焙燒爐內。
[0037]沸騰焙燒爐系統(tǒng):沸騰焙燒爐系統(tǒng)可由本發(fā)明所提供的沸騰焙燒爐來實現(xiàn)，準備好的爐料經(jīng)下料管，進入爐內，焙燒好的固體物料-焙砂由溢流口流出。本沸騰焙燒爐設計考慮到爐床面積比較大，物料在爐內停留時間長，沒有設計加料前室。空氣由鼓風機經(jīng)風管、風箱、分布板，通過風帽均勻分布于沸騰層，保持一定的床層風速，使礦粒在爐內呈沸騰狀態(tài)焙燒，控制爐內溫度為700~750°C。焙燒的余熱由冷卻水帶走，爐氣由上部出口排出。沸騰層上部爐墻上可設置四個低壓燃油噴嘴，供開爐時預熱爐料用。
[0038]爐氣冷卻及收塵系統(tǒng):爐氣冷卻及收塵系統(tǒng)可由爐氣冷卻器和旋風收塵器來實現(xiàn)，大約700~750°C的爐氣由爐上部出口進入爐氣冷卻器，進行煙氣的余熱回收和煙氣的除塵處理。煙氣經(jīng)過煙氣冷卻器進行余熱回收和除塵處理以后，溫度降低到約300°C左右。煙氣含有一定的粉塵，因此進入旋風收塵器進一步除去粉塵。粉塵經(jīng)過冷卻以后和焙砂一起進入脫硫焙燒庫。
[0039]來自旋風除塵器的爐氣，含塵量約為20g/Nm3左右，溫度在250~300°C之間，進入電收塵器。經(jīng)過4個電場的連續(xù)作用，使爐氣中的含塵量降低到120mg/Nm3以下，除下的灰塵沉積在電除塵器的底部灰斗內，由冷卻輸送機與前面干法除塵所收集到的塵一起送入脫硫焙燒庫。
[0040]排料系統(tǒng):沸騰焙燒所得的焙砂自溢流口排出，其溫度大約為600~650°C，這樣高溫的焙砂不便于輸送與儲存，先進行冷卻。采用冷卻筒對焙砂進行冷卻，使焙砂的溫度降低到100°C左右。
[0041]鼓風系統(tǒng):鼓風是固體流態(tài)化的一個必要條件，而且必須具有一定的壓力，用以克服送風系統(tǒng)及爐內的各種阻力，采用的風機壓頭為29800Pa。
[0042]沸騰焙燒爐的工作參數(shù):
[0043]
【權利要求】
1.一種高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐，包括氣室及沸騰焙燒爐本體，所述氣室設置空氣進氣管道，所述沸騰焙燒爐本體包括設置在所述沸騰焙燒爐本體底部的板狀的空氣分布裝置、設置在中部的爐壁、設置在頂部的爐頂，所述空氣分布裝置、爐壁、爐頂緊密連接，并合圍成沸騰爐燃燒室，所述沸騰爐燃燒室包括下部的鎳鑰礦沸騰燃燒室及上部的沸騰爐上部燃燒室，其中: 所述空氣進氣管道的入口端伸出到所述氣室的外部，所述空氣進氣管道的出口端連接所述空氣分布裝置，所述沸騰焙燒爐本體設置鎳鑰礦入口，其連接所述鎳鑰礦沸騰燃燒室；所述沸騰焙燒爐本體設置爐氣出口，其連接所述沸騰爐上部燃燒室；所述沸騰焙燒爐本體在其下部設置鑰焙砂排出口，所述鑰焙砂排出口連接所述鎳鑰礦沸騰燃燒室。
2.根據(jù)權利要求1所述高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐，所述空氣分布裝置包括分布板及風帽，所述風帽包括風帽座、風帽管、圓形或橢圓形的風帽頭，所述風帽座為通孔氣管，所述風帽頭上設置有空氣出風小孔，所述風帽頭緊密連接所述風帽管，并一起套設在所述風帽座的管身上，其中: 所述風帽座貫穿所述分布板，其一端連接所述空氣進氣管道的出口端，其另一端連接所述空氣出風小孔；所述風帽頭伸入到所述鎳鑰礦沸騰燃燒室內，所述空氣出風小孔設置在所述風帽頭的伸入到所述鎳鑰礦沸騰燃燒室內的部分上。
3.根據(jù)權利要求2所述高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐，其特征在于:所述分布板包括上層及下層，所述上層連接所述鎳鑰礦沸騰燃燒室，其中: 所述上層為耐火泥抹面層，其材料的組成及各組份的重量份數(shù)為:密度為42° Be、比重為1.38的水玻璃350~400份，氟硅酸鈉20份，粒度小于0.088mm的顆粒的重量百分數(shù)不小于70%的熟粘土粉500份，粒度為0.5~Imm的耐火粘磚砂750份，粒度為I~5mm的耐火粘土碎塊500份； 所述下層為耐火磚碎塊固定層，其材料的組成及各組份的重量百分數(shù)為:粒度為I~5mm的耐火磚碎塊70%,娃藻土 30%。
4.根據(jù)權利要求1所述高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐，其特征在于:所述爐壁包括外層、中間層的保溫材料層、內層的耐火材料層。
5.根據(jù)權利要求1所述高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐，其特征在于:所述爐頂包括拱頂、頂部保溫層、頂蓋。
6.根據(jù)權利要求5所述高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐，其特征在于:所述拱頂?shù)牟馁|為低鈣鋁酸鹽耐熱混凝土。
7.根據(jù)權利要求1所述高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒爐，其特征在于:所述爐壁外側設置保溫層。
8.一種高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒系統(tǒng)，包括權利要求1至7任一所述的沸騰焙燒爐、爐氣冷卻器、旋風除塵器、電除塵器、輸送機、冷卻滾筒以及向所述沸騰焙燒爐提供進料的進料裝置，所述爐氣冷卻器包括設置在自身上部的爐氣冷卻器進氣口、設置在自身中部的爐氣冷卻器出氣口、設置在自身底部的爐氣冷卻器煙塵收集斗，所述爐氣冷卻器煙塵收集斗上設置有爐氣冷卻器塵砂出口 ；所述旋風除塵器包括設置在自身上部的旋風除塵器進氣口、設置在自身上部的旋風除塵器出氣口、設置在自身底部的旋風除塵器煙塵收集斗，所述旋風除塵器煙塵收集斗設置有旋風除塵器塵砂出口 ；所述電除塵器設置有電除塵器進氣口、電除塵器出氣口、電除塵器底部灰斗，所述電除塵器底部灰斗設置有電除塵器底部灰斗出口 ；所述冷卻滾筒包括鑰焙砂冷卻滾筒、鑰塵砂冷卻滾筒，其中: 所述沸騰焙燒爐本體的爐氣出口連接所述爐氣冷卻器的爐氣冷卻器進氣口，所述爐氣冷卻器的爐氣冷卻器出氣口連接所述旋風除塵器的進氣口，所述旋風除塵器的旋風除塵器出氣口連接所述電除塵器的電除塵器進氣口； 所述輸送機設置在所述爐氣冷卻器塵砂出口、所述旋風除塵器塵砂出口、所述電除塵器底部灰斗的下方； 所述鑰焙砂冷卻滾筒連接所述鑰焙砂排出口，鑰塵砂冷卻滾筒連接所述輸送機。
9.根據(jù)權利要求8所述的高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒系統(tǒng)，其特征在于:所述爐氣冷卻器還設置有爐氣冷卻管道，所述爐氣冷卻管道分別連接所述設置在上部的爐氣冷卻器進氣口、設置在中部的爐氣冷卻器出氣口、設置在底部的爐氣冷卻器煙塵收集斗。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的高碳鑰鎳礦用的沸騰焙燒系統(tǒng)，其特征在于:所述旋風除塵器的中部還設置有氣體煙塵分離錐體，所述氣體煙塵分離錐體分別連接所述設置在上部的旋風除塵器進氣口、設置在上部的旋風除塵器出氣口、設置在底部的旋風除塵器煙塵收集斗。
【文檔編號】C22B23/00GK103836948SQ201410064489
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權日:2014年2月25日
【發(fā)明者】婁國雨 申請人:揚州安宇化工設備有限公司