專利名稱：一種硫化鉬精礦富氧焙燒設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種硫化鑰精礦焙燒設(shè)備，特別是一種硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備。
背景技術(shù)：
從鑰礦山生產(chǎn)出來(lái)的鑰精礦，進(jìn)入冶煉過(guò)程的第一道工序就是氧化焙燒，將硫化鑰先行轉(zhuǎn)化成工業(yè)氧化鑰。目前，焙燒過(guò)程的通用設(shè)備主要有反射爐、回轉(zhuǎn)窯和多膛爐。反射爐的節(jié)能環(huán)保性能較差，多膛爐投資特別大，回轉(zhuǎn)窯節(jié)能環(huán)保性能良好，投資較低，因此，回轉(zhuǎn)窯將是鑰精礦氧化焙燒的主要生產(chǎn)設(shè)備?！0004]然而，鑰精礦采用回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行氧化焙燒時(shí)，采用間接加熱，即采用燃料在回轉(zhuǎn)窯爐管外加熱，鑰精礦在爐管內(nèi)氧化焙燒，焙燒過(guò)程完全采用空氣作為氧化劑，焙燒回轉(zhuǎn)窯爐管與大氣相通。焙燒過(guò)程在高溫(40(T70(TC)下進(jìn)行，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為MoS2+3. 502=Mo03+2S02 +995. IJ焙燒過(guò)程本身是一個(gè)放熱反應(yīng)，理論上，燃燒反應(yīng)發(fā)生以后，由其反應(yīng)本身所釋放的熱量足以維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，無(wú)需外部熱源對(duì)其進(jìn)行輔助加熱。但由于反應(yīng)的氧化劑為空氣中的氧氣，作氧化劑的空氣中含有大量氮?dú)獾绕渌麣怏w，這些氣體均要被加熱到500°C左右，尾氣帶走大量的熱量，所以，反應(yīng)過(guò)程仍需進(jìn)行輔助加熱。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其有利于節(jié)能降耗、便于尾氣集中處理和利用、便于操作、以及提高鑰金屬回收率。為此，本實(shí)用新型提供了一種硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，其至少包括由耐火磚和保溫材料構(gòu)成的窯體、支承所述窯體的托輪、驅(qū)動(dòng)所述窯體旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)齒輪；所述窯體的上游設(shè)有推動(dòng)原料向下游進(jìn)給的給料機(jī)和從下游吸取富養(yǎng)空氣的引風(fēng)機(jī)；原料鑰精礦的進(jìn)料口設(shè)置在所述窯體的上游，而鑰精礦的出料口設(shè)置在所述窯體的下游；富氧空氣的入口設(shè)置在所述窯體的下游，而二氧化硫出口設(shè)置在所述窯體的上游，尾氣的煙道也設(shè)置在所述窯體的上游；用于保持所述窯體溫度的輔助加熱裝置設(shè)置在所述窯體的側(cè)壁上，進(jìn)風(fēng)口與富氧空氣源密封地對(duì)接；以及出料口處設(shè)有密封閥。優(yōu)選地,二氧化硫出口與脫硫或制酸設(shè)備連通。優(yōu)選地，尾氣的煙道與收塵設(shè)備連通。優(yōu)選地，進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有透明觀察鏡。優(yōu)選地，所述窯體從上游至下游設(shè)有(Γ5度的傾角。優(yōu)選地，所述傾角為I度。優(yōu)選地，還包括進(jìn)料口溫控器和出料口溫控器，進(jìn)料口溫控器控制進(jìn)料口的溫度為40(T50(TC，而出料口溫控器控制出料口的溫度為650°C左右。優(yōu)選地，還設(shè)有中部溫度控制器，控制中部溫度在550°C左右。優(yōu)選地，所述窯體中的焙燒溫度控制在40(T70(TC，窯體內(nèi)至少設(shè)置3個(gè)溫控器。優(yōu)選地，窯體內(nèi)設(shè)置3飛個(gè)溫控器。根據(jù)本實(shí)用新型，往回轉(zhuǎn)窯中通入富氧空氣，由于其氧含量高，可大大減少進(jìn)入窯內(nèi)的空氣總量，大大降低了高溫尾氣所帶走的熱量，有利于節(jié)能降耗，減少輔助加熱量，同時(shí)，由于尾氣量減少，尾氣中二氧化硫濃度升高，為利用尾氣制取硫酸提供了可能，也為尾氣集中處理提供了便利。由于鑰精礦在富氧空氣中更容易進(jìn)行反應(yīng)，使得反應(yīng)過(guò)程變得更加容易控制，降低了操作難度，同時(shí)可以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高鑰金屬回收率。

圖I是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
利用富氧空氣取代普通空氣作為氧化劑進(jìn)行氧化焙燒，以生產(chǎn)工業(yè)氧化鑰。富氧空氣可以采用工業(yè)氧氣或者用制氧機(jī)制造。一臺(tái)小型工業(yè)焙燒回轉(zhuǎn)窯(OlOOOmmX 20000mm)每小時(shí)的尾氣(主要成分為氮?dú)?、氧氣、和二氧化?排放量IlOOOm3左右，尾氣的溫度約為350°C 400°C (623k 673k)。帶走的熱量(kj/h)Q=CpXmX Ak=CpX P XVX (Ic2-Ii1)Cp—恒壓熱熔，I. 009kJ/kg · km-量，kgAk-溫差，kP —密度，I. 293kg/m3V—體積，m3所以，一臺(tái)工業(yè)回轉(zhuǎn)窯每小時(shí)帶走的熱量(尾氣的比熱容近似按照空氣比熱容計(jì)算)Q1=L 009kJ/kg · kXl. 293kg/m3X IlOOOm3X (623k_293k) =4. 74X 106kJQ2=L 009kJ/kg · kX I. 293kg/m3X IlOOOm3X (673k_293k) =5. 45X 106kJS卩，單臺(tái)回轉(zhuǎn)窯每小時(shí)尾氣帶走的熱量近似為4.74\10卜5.45\10\1/1!，折合成標(biāo)煤約O. 16^0. 19噸/h，即每天帶走的熱量相當(dāng)于3. 841. 56噸標(biāo)煤所釋放的熱量。采用富氧空氣代替空氣進(jìn)行焙燒，如若富氧空氣中氧氣含量為空氣中氧氣含量的兩倍(約41. 86%)，則尾氣量約相當(dāng)于采用空氣作為氧化劑進(jìn)行焙燒時(shí)所產(chǎn)生的尾氣量的一半，尾氣中所帶走的熱量也約為空氣焙燒時(shí)尾氣帶走的熱量的一半。節(jié)約標(biāo)煤約I. 92^2. 28噸/天 臺(tái)。鑰精礦從回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口加入，從出料口端往回轉(zhuǎn)窯內(nèi)通入富氧空氣，富氧空氣在回轉(zhuǎn)窯爐管內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成工業(yè)氧化鑰中間產(chǎn)品和二氧化硫氣體。優(yōu)選地，所述的富氧空氣中氧氣含量大于21%。優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)反應(yīng)溫度為40(T700°C。[0038]優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)不與大氣相通，避免回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣體與大氣發(fā)生傳質(zhì)，以免降低進(jìn)入窯內(nèi)氣體的氧氣濃度。優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料富氧空氣與硫化鑰精礦逆向流動(dòng)。本實(shí)用新型具有一系列的有益效果。例如，由于往回轉(zhuǎn)窯中通入的是富氧空氣，其氧含量高，可大大減少進(jìn)入窯內(nèi)的空氣總量，大大降低了高溫尾氣所帶走的熱量，有利于節(jié)能降耗。另外，尾氣總量減少，有利于集中處理。另外，尾氣中二氧化硫濃度升高，為利用尾氣制取硫酸提供了可能。另外，回轉(zhuǎn)窯點(diǎn)火升溫時(shí)，在往窯內(nèi)投入鑰精礦的同時(shí)通入富氧空氣，可以縮短升溫時(shí)間，由于富氧空氣中氧氣含量高，可以有效降低鑰精礦的燃點(diǎn)。另外，高效地利用了鑰精礦燃燒過(guò)程中所釋放的反應(yīng)熱，可極大地降低輔助加熱量。另外，由于鑰精礦在富氧空氣中更容易進(jìn)行反應(yīng)，使得反應(yīng)過(guò)程變得更加容易控制，降低操作難度。另外,相對(duì)于普通空氣，富氧空氣中氧氣濃度大大增加,有利于提高工業(yè)氧化鑰的質(zhì)量，降低工業(yè)氧化鑰中的硫含量，提高工業(yè)氧化鑰的氨溶率，最終提高鑰金屬回收率。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)MoS2+3. 502=Mo03+2S02丨+995. IJ本身是一個(gè)可逆的過(guò)程，其反應(yīng)向左還是向右進(jìn)行，以及反應(yīng)進(jìn)行的速度，取決于反應(yīng)條件以及反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度等因素。提高氧氣的濃度，相當(dāng)于增加了反應(yīng)物的濃度，有利于化學(xué)反應(yīng)向右進(jìn)行，即有利于提高M(jìn)oS2轉(zhuǎn)化為MoO3的轉(zhuǎn)化率。MoS2轉(zhuǎn)化為MoO3之后的工序?yàn)榘比?，氨溶后進(jìn)行固液分離。氨溶過(guò)程中，鑰進(jìn)入 到溶液形成鑰酸銨溶液，經(jīng)凈化后酸沉結(jié)晶生產(chǎn)鑰酸銨，氨溶之后有的氨浸渣采用堿煮或高壓堿煮的方式進(jìn)一步降低渣相中鑰金屬含量，或者不再進(jìn)行處理。因?yàn)镸oS2不溶于堿，無(wú)論是氨溶或是堿煮，MoS2始終會(huì)進(jìn)入到渣相當(dāng)中，最終也不會(huì)形成鑰酸銨產(chǎn)品。所以，焙燒后的工業(yè)氧化鑰的質(zhì)量直接決定了鑰金屬的金屬回收率。采用富氧焙燒的方法生產(chǎn)出來(lái)的工業(yè)氧化鑰，能提高M(jìn)oS2轉(zhuǎn)化為MoO3的轉(zhuǎn)化率，提高工業(yè)氧化鑰的氨溶率，也就是能有效提高鑰金屬的回收率，降低生產(chǎn)成本。在圖I所示的實(shí)施例中，附圖標(biāo)記I表示原料鑰精礦的進(jìn)料口 ；附圖標(biāo)記2表示鑰精礦的出料口 ；附圖標(biāo)記3表示富氧空氣的入口 ；附圖標(biāo)記4表示輔助加熱裝置；附圖標(biāo)記5表示給料機(jī)；附圖標(biāo)記6表示托輪；附圖標(biāo)記7表示煙道；附圖標(biāo)記8表示二氧化硫出口 ；附圖標(biāo)記9表示窯體；附圖標(biāo)記10表示耐火磚；附圖標(biāo)記11表示保溫材料；附圖標(biāo)記12表示傳動(dòng)齒輪。本實(shí)用新型是將富氧空氣從入口 3通入到焙燒回轉(zhuǎn)窯9內(nèi)，在高溫下，利用富氧空氣與鑰精礦發(fā)生氧化還原反應(yīng)。原料鑰精礦從回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料口 I加入，爐管有一定的傾角，隨著爐體9的旋轉(zhuǎn)，鑰精礦緩慢從進(jìn)料端I向出料口 2移動(dòng)；通過(guò)溫控器控制進(jìn)料端I溫度為40(Γ500 ，出料口 2端溫度為650°C左右。富氧空氣從回轉(zhuǎn)窯進(jìn)風(fēng)口 3通入，通過(guò)風(fēng)機(jī)往進(jìn)料口 I端移動(dòng)。富氧空氣在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)與硫化鑰精礦相遇，經(jīng)過(guò)空氣中的氧分子向輝鑰礦顆粒的表面擴(kuò)散，氧分子擴(kuò)散到輝鑰精礦顆粒表面之后，在輝鑰精礦的表面原子力場(chǎng)下，對(duì)空氣中的氧產(chǎn)生吸附，吸附的氧與二硫化鑰發(fā)生反應(yīng)，生成反應(yīng)物三氧化鑰或二氧化鑰及二氧化硫氣體，反應(yīng)物的二氧化硫脫附解吸，由里向表擴(kuò)散，再由相界面向空氣中擴(kuò)散等一系列傳熱傳質(zhì)過(guò)程發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成產(chǎn)物工業(yè)氧化鑰。在回轉(zhuǎn)窯爐管9里，二硫化鑰含量從進(jìn)料口 I端向出料口 2端依次降低；三氧化鑰含量從進(jìn)料口 I端向出料口 2端依次升高；氧氣含量從進(jìn)料口 I端向出料口 2端依次升高，二氧化硫濃度從進(jìn)料口 I端向出料 口 2端依次降低?；剞D(zhuǎn)窯爐管外設(shè)有輔助加熱裝置4，用于爐管內(nèi)溫度不夠時(shí)輔助加熱?；剞D(zhuǎn)窯進(jìn)料口 I端設(shè)有引風(fēng)機(jī)，將爐內(nèi)氣體由出料口 2端向進(jìn)料口 I端牽引，以保證氣體和固體在爐管內(nèi)逆向流動(dòng)。進(jìn)料口 I端后設(shè)有收塵和脫硫或制酸等設(shè)備設(shè)施。三氧化鑰產(chǎn)品從出料口 2端出來(lái)。在圖I中，回轉(zhuǎn)窯窯體的右端為上游(進(jìn)料端、進(jìn)料口和二氧化硫也就是爐內(nèi)尾氣出口均設(shè)在此端)，左端為下游(出料端、出料口和富氧空氣入口設(shè)在此端)，整個(gè)窯體設(shè)有(Γ5°的傾角(一般為I度)，通過(guò)爐體的旋轉(zhuǎn)，從進(jìn)料端加入爐體的原料慢慢移動(dòng)至出料口端，窯體不是水平設(shè)置。富氧空氣從出料端口入，與爐內(nèi)固體物料逆向運(yùn)動(dòng)，并與爐內(nèi)物料發(fā)生反應(yīng)，生成的尾氣由設(shè)在進(jìn)料端口的引風(fēng)機(jī)從進(jìn)料端口引出。圖I所示的回轉(zhuǎn)窯為現(xiàn)有設(shè)備，附圖標(biāo)記3表示進(jìn)風(fēng)口(進(jìn)空氣，敞口)，附圖標(biāo)記2表示出料口。要達(dá)到本實(shí)用新型的效果，只需將進(jìn)風(fēng)口 3與富氧空氣源通過(guò)密封裝置31對(duì)接，出料口 2處加設(shè)一密封閥21，由連續(xù)出料改為間歇出料即可。為取得更好的效果，可增加出料口料倉(cāng)(位于出料口 2上部、進(jìn)風(fēng)口 3右部)的容積，出料口的料倉(cāng)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)至少擴(kuò)容I. 5倍；并可在進(jìn)風(fēng)口 3處加設(shè)一透明觀察鏡。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的硫化鑰精礦富氧焙燒工藝，焙燒回轉(zhuǎn)窯點(diǎn)火升溫后，往焙燒回轉(zhuǎn)窯中通入富氧空氣(氧氣的體積分?jǐn)?shù)大于空氣中平均氧氣體積分?jǐn)?shù)的空氣，通常空氣中氧含量為20. 93%左右)，取代空氣進(jìn)行氧化焙燒。焙燒過(guò)程主要是高溫下(40(T700°C)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，需要消耗大量的氧氣，往回轉(zhuǎn)窯中通入富氧空氣，由于其氧含量高，可大大減少進(jìn)入窯內(nèi)的空氣總量，大大降低了高溫尾氣所帶走的熱量，有利于節(jié)能降耗，減少輔助加熱量，同時(shí)，由于尾氣量減少，尾氣中二氧化硫濃度升高，為利用尾氣制取硫酸提供了可能，也為尾氣集中處理提供了便利。由于鑰精礦在富氧空氣中更容易進(jìn)行反應(yīng)，使得反應(yīng)過(guò)程變得更加容易控制，降低了操作難度，同時(shí)可以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高鑰金屬回收率。本實(shí)用新型內(nèi)容可以適用于所有利用空氣作為氧化劑的需要進(jìn)行輔助加熱的化學(xué)反應(yīng)或冶煉過(guò)程，也可適用于其他的冶煉設(shè)備(如沸騰爐、鋅冶煉等)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)以上公開(kāi)的內(nèi)容，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行這樣或那樣的修改、完善、或補(bǔ)充，然而，這樣做都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，其至少包括由耐火磚和保溫材料構(gòu)成的窯體、支承所述窯體的托輪、驅(qū)動(dòng)所述窯體旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)齒輪；所述窯體的上游設(shè)有推動(dòng)原料向下游進(jìn)給的給料機(jī)和從下游吸取富養(yǎng)空氣的引風(fēng)機(jī)；原料鑰精礦的進(jìn)料口設(shè)置在所述窯體的上游，而鑰精礦的出料口設(shè)置在所述窯體的下游；富氧空氣的入口設(shè)置在所述窯體的下游，而二氧化硫出口設(shè)置在所述窯體的上游，尾氣的煙道也設(shè)置在所述窯體的上游；用于保持所述窯體溫度的輔助加熱裝置設(shè)置在所述窯體的側(cè)壁上，進(jìn)風(fēng)口與富氧空氣源密封地對(duì)接；以及出料口處設(shè)有密封閥。
2.如權(quán)利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，二氧化硫出口與脫硫或制酸設(shè)備連通；和/或尾氣的煙道與收塵設(shè)備連通。
3.如權(quán)利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，出料口的料倉(cāng)擴(kuò)容至少I(mǎi). 5倍；和/或進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有透明觀察鏡。
4.如權(quán)利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，富氧空氣源為工業(yè)氧 氣，或工業(yè)氧氣與凈化空氣的混合氣，通入富氧空氣中的氧氣的體積分?jǐn)?shù)大于氧氣體積分?jǐn)?shù)為21%的空氣。
5.如權(quán)利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，所述窯體從上游至下游設(shè)有(Γ5度的傾角。
6.如權(quán)利要求5所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，所述傾角為I度。
7.如權(quán)利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，還包括進(jìn)料口溫控器和出料口溫控器，所述窯體中的焙燒溫度控制在40(T700°C，進(jìn)料口溫控器控制進(jìn)料口的溫度為40(T50(TC，而出料口溫控器控制出料口的溫度為650°C左右。
8.如權(quán)利要求7所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，還設(shè)有中部溫度控制器，控制中部溫度在550°C左右。
9.如權(quán)利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，所述窯體內(nèi)至少設(shè)置3個(gè)溫控器。
10.如權(quán)利要求9所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，窯體內(nèi)設(shè)置3飛個(gè)溫控器。
專利摘要一種硫化鉬精礦富氧焙燒設(shè)備，其特征在于，其至少包括由耐火磚和保溫材料構(gòu)成的窯體、支承所述窯體的托輪、驅(qū)動(dòng)所述窯體旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)齒輪；所述窯體的上游設(shè)有推動(dòng)原料向下游進(jìn)給的給料機(jī)和從下游吸取富養(yǎng)空氣的引風(fēng)機(jī)；原料鉬精礦的進(jìn)料口設(shè)置在所述窯體的上游，而鉬精礦的出料口設(shè)置在所述窯體的下游；富氧空氣的入口設(shè)置在所述窯體的下游，而二氧化硫出口設(shè)置在所述窯體的上游，尾氣的煙道也設(shè)置在所述窯體的上游；用于保持所述窯體溫度的輔助加熱裝置設(shè)置在所述窯體的側(cè)壁上；進(jìn)風(fēng)口與富氧空氣源密封地對(duì)接；以及出料口處設(shè)有密封閥。有利于節(jié)能降耗、便于尾氣集中處理和利用、便于操作、以及提高鉬金屬回收率。
文檔編號(hào)C22B1/02GK202717823SQ20122039662
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者徐雙, 劉劍, 冷懷恩, 段福林 申請(qǐng)人:江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團(tuán)有限公司