一种逆流焙烧装置以及基于该装置的焙烧方法与流程

本发明属于火法冶炼工艺技术领域，尤其是一种逆流焙烧装置以及基于该装置的焙烧方法。

背景技术：

传统的高炉还原熔炼技术，首先要对预处理矿物进行焙烧，焙烧机多为环式焙烧机和带式焙烧机；其次筛选出合格的焙烧块料，再运送至高炉还原熔炼，产出金属或合金产品。传统的焙烧机热能消耗大，设备占地面积大，投资成本高，焙烧时间短而受热不均匀、成品率低，烟尘收集系统密封效果差、环境污染大。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中焙烧机所存在的缺陷，提供一种逆流焙烧装置以及基于该装置的焙烧方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种逆流焙烧装置，包括废料料仓单元和添加剂料仓单元，添加剂料仓单元包括石灰石粉料仓和煤粉料仓，废料料仓单元和添加剂料仓单元的下方出料口处设有皮带计量秤，皮带计量秤下方设有皮带运输机，皮带运输机连接制粒机，制粒机的出料口设有料斗，料斗通过斗式提升机连接立式焙烧窑，立式焙烧窑的顶部设有进料斗，立式焙烧窑的底部设有卸料仓，进料斗和卸料仓之间为炉膛；

进料斗的一侧连接烟道和布袋收尘器，进料斗内设有负压抽风机，负压抽风机的出风端朝向烟道；

所述卸料仓的两侧设有冷风入口，冷风入口连接鼓风机，卸料仓的底部设有水冷渣溜槽，水冷渣溜槽底部设有冷却排管，冷却排管上设有出水口。

上述的一种逆流焙烧装置，所述炉膛的外壁为不锈钢钢板，内壁为耐火砖，炉膛内燃料为天然气或重油。

上述的一种逆流焙烧装置，所述炉膛的顶部为较高温区，中部为中温区，底部为高温区，较高温区温度为200-300 ℃，中温区温度为300-500 ℃，高温区温度为600-900 ℃。

上述的一种逆流焙烧装置，所述废料料仓单元包括第一废料料仓，第二废料料仓和第三废料料仓，第一废料料仓，第二废料料仓和第三废料料仓内加入有色金属粒料。

上述的逆流焙烧装置的焙烧方法，包括如下步骤：

步骤1：将含有色金属废料破碎至0-5 mm大小粒料，根据有色金属总含量1%-30%、30%-50%、50%-60%分别添加到废料料仓单元的各个废料料仓中，各个废料料仓的废料按照1:1:2比例配料；

步骤2：将煤粉-120目粉料添加到煤粉料仓中；

步骤3：将石灰石粉-120目粉料，添加到石灰石粉料仓中；

步骤4：煤粉料仓内的煤粉按照废料总重10%比例由皮带计量秤送到皮带运输机上，同时将石灰石粉料仓内的石灰石粉按照废料总重的5%由皮带计量秤送到皮带运输机上；

步骤5：皮带运输机将物料连续均匀的送到制粒机中，按照20%含水率的加水搅拌制备粒子直径大小在10-50 mm范围的粒料；

步骤6：通过斗式提升机将料斗内的粒料均匀投入立式焙烧窑的进料斗，粒状物料从进料斗中滑落到窑顶部布料器中，均匀的落入到炉膛中；

步骤7：烘焙、烧结过程，首先由逆流而向上的热气流，温度100-200 ℃烘焙湿基粒料，使其干燥脱除其中物理水分，随着卸料仓放料操作，炉膛内粒状料继续垂直下落至较高温度区，温度200-300 ℃，进一步脱除其中化学结晶水，再继续垂直下落于中温区和高温区，中温区300-500 ℃、高温区600-900 ℃完成还原烧结过程；

步骤8：物料在炉膛中停留时间不少于2 h；

步骤9：烧结完成后，卸料仓中焙烧料落入水冷渣溜槽中急速冷却，调整冷却水流量30-50 m³/h，焙烧料温度降低至100℃以下；

步骤10：筛选焙烧后烧结料直径大小约为6-30 mm，小于6 mm粉料返回制粒，大于30 mm粒料破碎。

1.本发明的有益效果为：可以连续焙烧，省去了传统方式煤气或天然气连续点火装置。

2.造粒物料垂直下落与热气流逆向流动，充分利用了剩余热能，烘焙造粒物料以脱除物理水分，脱水率达到80%以上。

3.克服了传统焙烧露点的温度，如出现料层过湿、冷凝水现象，避免了出现稀泥、浆糊状态，增强了物料的透气性。

4.设备简单，占地面积小，投资成本为传统技术的50%。

5.物料在窑体内停留时间长，受热均匀，焙烧烧结块成品率比传统技术高出0.5—1倍。

6.用水冷渣溜槽，使得焙烧效率提高了4倍，回收了余热。

7.对于湿法冶金产出的废弃渣湿基物料，能够有效的脱除其中35%的化学结晶水，能耗仅为传统方式的40%

8.对于富含低熔点的有色金属元素，可以达到预还原效果。

9.本发明有色金属回收率高，无二次环境污染。

附图说明

图1为本发明逆流焙烧装置的简洁结构示意图。

图2为本发明逆流焙烧装置的工艺流程图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种逆流焙烧装置，包括废料料仓单元1和添加剂料仓单元2，废料料仓单元1包括第一废料料仓11，第二废料料仓12和第三废料料仓13，第一废料料仓11，第二废料料仓12和第三废料料仓13内加入有色金属粒料，添加剂料仓单元2包括石灰石粉料仓21和煤粉料仓22，废料料仓单元1和添加剂料仓单元2的下方出料口处设有皮带计量秤3，皮带计量秤3下方设有皮带运输机4，皮带运输机4连接制粒机5，制粒机5的出料口设有料斗6，料斗6通过斗式提升机7连接立式焙烧窑8，立式焙烧窑8的顶部设有进料斗81，立式焙烧窑8的底部设有卸料仓82，进料斗81和卸料仓82之间为炉膛83；

进料斗81的一侧连接烟道84和布袋收尘器85，进料斗84内设有负压抽风机86，负压抽风机86的出风端朝向烟道84；

卸料仓82的两侧设有冷风入口，冷风入口连接鼓风机87，卸料仓82的底部设有水冷渣溜槽88，水冷渣溜槽88底部设有冷却排管89，冷却排管89上设有出水口。

在本发明中，炉膛83的外壁为不锈钢钢板，内壁为耐火砖，炉膛83内燃料为天然气或重油，炉膛的顶部为较高温区，中部为中温区，底部为高温区，较高温区温度为200-300 ℃，中温区温度为300-500 ℃，高温区温度为600-900 ℃。

本发明的立式焙烧窑8的窑体为立式结构的逆流焙烧窑，顶部设有进料口，下部有出料口，物料依靠自身重力垂直向下缓慢运动，利用逆流焙烧窑所产生的负压热气体流与造粒物料在垂直方向上相向逆流运动，能够实现气固两相热量传质；立式焙烧窑8在窑体的上部完成造粒物料的干燥，逆流焙烧窑在窑体的中部脱除造粒物料中化学结晶水和还原焙烧；逆流焙烧窑的下部采用冷风冷却烧结粒，充分回收烧结粒中的余热；焙烧粒料继续垂直落下进入窑体底部的卸料仓从出料口排出，逆流焙烧窑烧结粒料自出料口排出，落入水冷渣溜槽中急速冷却。

逆流焙烧窑所不同的是用负压抽风机86自进料口向窑体内抽风，形成微负压，引导热气体流与造粒湿基物料相向充分接触，烘焙物理水分，在卸料仓82的两侧设有冷风入口，冷风入口连接鼓风机87，实现烧结块料与冷风的热交换回收，预热冷空气，负压抽风机86出口与烟道和布袋收尘器连接，回收焙烧时易挥发物质的烟尘。

逆流焙烧装置的焙烧方法，包括如下步骤：

步骤1：将含有色金属废料破碎至0-5 mm大小粒料，根据有色金属总含量1%-30%、30%-50%、50%-60%分别添加到废料料仓单元1的各个废料料仓中，各个废料料仓的废料按照1:1:2比例配料；

步骤2：将煤粉-120目粉料添加到煤粉料仓22中；

步骤3：将石灰石粉-120目粉料，添加到石灰石粉料仓21中；

步骤4：煤粉料仓22内的煤粉按照废料总重10%比例由皮带计量秤3送到皮带运输机4上，同时将石灰石粉料仓21内的石灰石粉按照废料总重的5%由皮带计量秤3送到皮带运输机4上；

步骤5：皮带运输机4将物料连续均匀的送到制粒机5中，按照20%含水率的加水搅拌制备粒子直径大小在10-50 mm范围的粒料；

步骤6：通过斗式提升机7将料斗6内的粒料均匀投入立式焙烧窑8的进料斗81，粒状物料从进料斗81中滑落到窑顶部布料器中，均匀的落入到炉膛83中；

步骤7：烘焙、烧结过程，首先由逆流而向上的热气流，温度100-200 ℃烘焙湿基粒料，使其干燥脱除其中物理水分，随着卸料仓82放料操作，炉膛83内粒状料继续垂直下落至较高温度区，温度200-300 ℃，进一步脱除其中化学结晶水，再继续垂直下落于中温区和高温区，中温区300-500 ℃、高温区600-900 ℃完成还原烧结过程；

步骤8：物料在炉膛中停留时间不少于2 h；

步骤9：烧结完成后，卸料仓82中焙烧料落入水冷渣溜槽88中急速冷却，调整冷却水流量30-50 m³/h，焙烧料温度降低至100℃以下；

步骤10：筛选焙烧后烧结料直径大小约为6-30 mm，小于6 mm粉料返回制粒，大于30 mm粒料破碎。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。