专利名称：一种循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置及方法
技术领域：
本发明涉及エ业氧化钥生产技术领域，具体涉及焙烧钥精矿生产高溶性エ业氧化钥的沸腾炉装置及其方法。
背景技术：
目前，国内外应用的所有硫化钥精矿约有96%首先要通过焙烧转化成エ业氧化钥，才能进ー步提取可溶性的钥盐，进而冶炼成为钥金属或其合金。钥精矿在充足的空气中的焙烧是显著的放热反应过程，焙烧过程不需要消耗热能且不该生成低溶性氧化钥和低浓度SO2烟气。但焙烧钥精矿的生产中，无论是早期简易的反射炉焙烧、还是目前广泛应用的回转窑焙烧、多膛炉焙烧，其氧化脱硫效率低，焙烧时间长，无法或不能高效生产高溶性氧化钥，且生产能力低，需要外热源提供焙烧热量以保证反应的顺利进行。焙烧热量一般由 煤、油、各种煤气、天然气、电等外热源提供，不仅显著消耗燃料或其它能源，而且因以燃料燃烧产生的贫氧烟气代替空气向焙烧反应提供氧化剂，造成焙烧烟气体积膨胀，形成了稀释效应，使得焙烧烟气中SO2体积浓度大抵只有I %左右，这种浓度显然过低，使综合回收利用及制酸都变得非常困难且成本剧增。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置及其方法，使钥精矿焙烧过程不需要外热源供热且能够高效生产可溶钥率大于98 %的高溶性氧化钥，生产能力強，焙烧烟气中SO2浓度能达到4%。本发明是将广泛应用于煤等固体颗粒燃料燃烧的沸腾炉装置及技术移植到钥矿的焙烧生产エ业氧化钥技术领域中，并在此基础上对整套装置及エ艺进行适应性创新改进，使其适应钥矿的焙烧生产エ业氧化钥及实现上述发明目的。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是所述的循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置，包括沸腾炉、收尘系统及烟气回收利用系统，其中，沸腾炉为由耐腐耐高温材料做内衬的垂直竖立的密闭金属筒体，由筒体下部的风室、风室上端的空气分配装置、进料ロ、出料ロ、温控装置及筒体上端的烟尘出口构成；沸腾炉的烟气出ロ连接收尘系统，收尘系统进一歩连接烟气回收利用系统；还包括给风系统、给料系统和出料包装自动化系统；收尘系统和给料系统均连接于沸腾炉进料ロ ；其中，所述给风系统连接于沸腾炉风室，由能够源源不断地把自然空气输送入风室的罗茨风机、启炉时对来自罗茨风机的自然空气进行加热的加热装备、能够指示和控制风室内压カ及空气流入量的装备构成；所述给料系统能够把粒度为20 200目的钥精矿按给定量均匀连续输入沸腾炉，由依次连接的提升机、干燥机和除尘器组成，所述除尘器通过输送机连接与沸腾炉进料
n ；所述出料包装自动化系统连接于沸腾炉的出料ロ，包括将沸腾炉出料ロ排出来的物料输送到风送装置的出料装置，利用负压把出料装置送来的物料通过管道输送入收尘设备的风送装置，以及接收收尘设备收集的物料的自动混料包装装置。进ー步，所述给风系统的加热装备与罗茨风机之间设置放空调节阀。进ー步，所述能够指示和控制风室内压カ的装备为压カ变送器，能够指示和控制风室内空气流入量的装备为孔板流量计。为更好的实施本发明创造，所述沸腾炉进料ロ与炉体连接位置高于出料ロ。进ー步，所述风室为将自然空气均匀供给空气分配装置的倒锥形密闭装置，风室下部具有能够开闭的排尘ロ。进ー步，所述空气分配装置为使沸腾炉内腔贯通，承载焙烧钥精矿物料，并将风室供来的空气均匀分布在炉膛横截面上，平均分配给压在其上的焙烧钥精矿物料的装置。进ー步，所述进料ロ是给料系统输送钥精矿进入沸腾炉和收尘系统将回收的焙烧烟气中的粉尘输入沸腾炉的密闭通道，设有能够开闭的观察孔。进ー步，所述出料ロ是焙烧钥精矿产品排出沸腾炉的密闭通道，亦是进入出料包装自动化系统出料装置的通道，其与沸腾炉体连接ロ位于空气分配装置上I 2米处。进ー步，所述温控装置是对钥精矿炉料焙烧过程的温度具有指示、调节功能的技术装备。进ー步，所述烟尘出口是焙烧钥精矿形成的烟尘排出沸腾炉的密闭通道，亦是进入收尘系统的通道，具有能够开闭的放空装置。为更好的实施本发明创造，所述收尘系统是利用收尘设备对来自沸腾炉内的粉尘进行回收，并通过输送装置将回收的粉尘输入沸腾炉进料ロ的装置，由依次连接的除尘器和收尘器构成，其中，除尘器通过输送机连接沸腾炉进料ロ。为更好的实施本发明创造，所述烟气回收利用系统是通过引风机作用控制沸腾炉内具有一定的负压，并把沸腾炉内形成的经过收尘系统收尘的焙烧钥精矿烟气进行回收利用的装置。本发明的利用循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置循环焙烧钥精矿的方法，包括如下エ艺步骤I、开启烟尘出口的放空装置，开启给风系统的罗茨风机和加热装置，将经过加热的自然空气吹送到风室，透过空气分配装置，对沸腾炉体进行烘干；2、停止给风系统，给料系统将一定量的エ业氧化钥装填到沸腾炉的空气分配装置上；3、停止给料系统，开启给风系统的罗茨风机，使得到均匀分配的自然空气吹动空气分配装置上的物料，调节放空调节阀大小，直至エ业氧化钥物料呈固体颗粒缓慢膨胀运动的微沸腾状态；4、关闭烟尘出口的放空装置，开启烟气回收利用系统，保持沸腾炉内微负压状态；开启给风系统的加热装置，使加热的空气不断地与沸腾炉内的物料进行热交換，稳步提升物料温度，直至物料温度达到250°C ；5、经进料ロ观察孔向物料上定时定量添加硫磺，通过硫磺燃烧放出大量热快速 堤升物料温度，直至物料温度达到560°C ；6、停止给风系统的加热装置，停止添加硫磺，开启给料系统，将少量钥精矿原料连续输入沸腾炉，协调控制沸腾炉风室压カ在9KPa 20KPa范围内、协调控制流入风室空气量以维持沸腾炉内氧气量浓度在6% 16%范围内、协调控制沸腾炉内为微负压状态，促使物料呈固体颗粒剧烈运动的沸腾状态；观察物料温度，如果物料温度持续下降，适量添加硫磺，使物料温度回升到560°C，停止加硫磺，増大钥精矿输入量，以此循环，直至仅仅依靠钥精矿反应放出的热量使沸腾炉内物料温度从560°C稳步上升；7、继续不断加大钥精矿原料输入沸腾炉的量，开启出料包装自动化系统和收尘系统的输送装置，并协调控制沸腾炉风室压カ在9KPa 20KPa范围内、协调控制空气流量以維持沸腾炉内氧气量浓度在6% 16%范围内、协调控制沸腾炉内的物料温度在560°C 660°C范围内、协调控制沸腾炉内为微负压状态，保持物料良好的沸腾状态，使沸腾起来的部分物料不断落入出料ロ，进入出料包装自动化系统成为产品，并使收尘系统回收的沸腾炉内形成的粉尘不断返回沸腾炉内重新焙烧，以及沸腾炉内不断产生的烟气被烟气回收利 用系统回收利用；直至达到产品产量最大、品质最好的连续生产状态。进ー步，步骤3实施时，エ业氧化钥物料呈微沸腾状态后，要求在此时停止给风系统后物料上表面平整。由于采用上述技术方案，本发明创造具备如下有益效果因为本发明エ艺使钥精矿与足够的氧气充分接触，焙烧氧化反应充分，产热量大，能够生成可溶钥率大于98%的高溶性氧化钥和完全靠自身氧化反应释放出大量热维持焙烧过程连续进行，且焙烧效率高、产量高达I. 4t/(m2 d)以上。由于本发明采用空气而不是燃料燃烧的贫氧烟气为钥精矿焙烧反应提供氧化剂，有效较少了烟气体积，从而使焙烧烟气SO2浓度能够达到4%。本发明装备系统密闭性好，有效减少了“跑、冒、滴、漏”现象，致使大大改善工人劳动环境、提高钥回收率。本发明装备占地面积小，操作简单，人员少，自动化程度高，极大降低工人劳动强度。由于不需要外热源供热、焙烧效率高、操作人员少等，所以本发明的生产成本比目前广泛应用的焙烧方法低。
图I是本发明エ艺的一个实施例的エ艺装备系统示意图。图2是图I的给料系统示意图。图3是图I的给风系统示意图。图4是图I的出料包装自动化系统示意图。图中1、旋风除尘器，2、布袋收尘器，3、引风机，4、烟气回收利用系统，5、螺旋输送机，6、斗式提升机，7、旋转闪蒸干燥机，8、旋风袋式除尘器，9、螺旋输送机，10、进料ロ，11、压カ变送器，12、孔板流量计，13、电阻加热炉，14、放空调节阀，15、罗茨风机，16、放空阀；
17、烟尘出口，18、沸腾炉，19、自动包装机，20、混料机，21、螺旋输送机，22、袋式除尘器，23、引风机，24、螺旋输送机，25、出料ロ，26、降温循环水管，27、热电偶，28、空气分配装置，29、人孔，30、风室。
具体实施例方式结合图1，该循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置的沸腾炉18为由耐火砖等耐腐耐高温材料做内衬的垂直竖立的密闭金属筒体，具有高17米、沸腾层面积4. 5m2、扩大部炉膛面积11.3m2、炉膛有效容积88. 4m3的炉体。由筒体下部的风室30、风室上端的空气分配装置28、进料ロ 10、出料ロ 25、温控装置及筒体上端的烟尘出口 17构成；沸腾炉的烟气出口连接收尘系统，收尘系统进一歩连接烟气回收利用系统4 ;收尘系统和给料系统均连接于沸腾炉进料ロ 10，出料包装自动化系统连接于沸腾炉的出料ロ 25。结合图2，给料系统能够把粒度为20 200目的钥精矿按给定量均匀连续输入沸腾炉，由依次连接的斗式提升机6、旋转闪蒸干燥机7和旋风袋式除尘器8组成，旋风袋式除尘器8通过螺旋输送机9连接与沸腾炉进料ロ 10。结合图3，给风系统连接于沸腾炉风室30，由能够源源不断地把自然空气输送入风室的罗茨风机15、启炉时对来自罗茨风机的自然空气进行加热的电阻加热炉13、指示和控制风室内空气流入量的孔板流量计12、指示和控制风室内压カ的压カ变送器11组成；其中，电阻加热炉13与罗茨风机15之间设置放空调节阀14。结合图4，出料包装自动化系统包括依次相连的螺旋输送机24、引风机23、袋式除尘器22、螺旋输送机21、混料机20和自动包装机19。其中，与出料ロ 25连接的螺旋输送机24能够对沸腾炉出料ロ起密封、保温的作用。引风机23能够产生负压把螺旋输送机24送来的物料通过管道输送入袋式除尘器22。其中，沸腾炉的风室30为将自然空气均匀供给空气分配装置28的倒锥形密闭装置，风室下部具有能够开闭的排尘ロ。其空气分配装置28为使沸腾炉内腔贯通，承载焙烧钥精矿物料，并将风室30供来的空气均匀分布在炉膛横截面上，平均分配给压在其上的焙烧钥精矿物料的装置。其进料ロ 10是给料系统输送钥精矿进入沸腾炉和收尘系统将回收的焙烧烟气中的粉尘输入沸腾炉的密闭通道，设有能够开闭的观察孔。其出料ロ 25是焙烧钥精矿产品排出沸腾炉的密闭通道，亦是进入出料包装自动化系统出料装置的通道，其与沸腾炉体连接ロ位于空气分配装置28上I 2米处；且沸腾炉进料ロ与炉体连接位置高于出料ロ。其温控装置是对钥精矿炉料焙烧过程的温度具有指示、调节功能的技术装备，具体由设在空气分配装置上部的降温循环水管26和热电偶27组成。其烟尘出ロ 17是焙烧钥精矿形成的烟尘排出沸腾炉的密闭通道，亦是进入收尘系统的通道，具有能够开闭的放空阀16。另外，收尘系统是利用收尘设备对来自沸腾炉内的粉尘进行回收，并通过输送装置将回收的粉尘输入沸腾炉进料ロ的装置，由依次连接的旋风除尘器I和布袋收尘器2构成，其中，旋风除尘器I通过螺旋输送机5连接沸腾炉进料ロ 10。烟气回收利用系统4是通过引风机3作用控制沸腾炉内具有一定的负压，并把沸腾炉内形成的经过收尘系统收尘的焙烧钥精矿烟气进行回收利用的装置。该循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置实施生产时，具备包括如下エ艺步骤I、在生产前，开启放空阀16，开启罗茨风机15和电阻加热炉13，把经过加热的自然空气吹送到风室30，透过空气分配装置28，对沸腾炉18体进行烘干；2、沸腾炉18体内烘干后，停止罗茨风机15和电阻加热炉13，斗式提升机6把准备好的一定量的エ业氧化钥输送到旋转闪蒸干燥机7，通过风机的吸送作用，再把エ业氧化钥输送到旋风袋式除尘器8，エ业氧化钥在重力作用下进入由变频电机驱动的螺旋输送机9，螺旋输送机9再把エ业氧化钥输送到进料ロ 10，下落到沸腾炉18的空气分配装置28上；3、停止斗式提升机6、旋转闪蒸干燥机7、旋风布袋除尘器8、螺旋输送机9，开启罗茨风机15，使得到均匀分配的自然空气吹动空气分配装置28上的エ业氧化钥，调节放空调节阀14大小，直至装好的エ业氧化钥物料呈微沸腾状态，在此时停止罗茨风机15进行检查，必须达到物料上表面平整；此次指的微沸腾状态为固体颗粒缓慢膨胀运动，像液体轻微沸腾ー样的状态；4、关闭放空阀16，开启烟气回收利用系统4，调节引风机3引风大小，保持沸腾炉 18内微负压状态，开启罗茨风机15和电阻加热炉13，使热空气不断地与沸腾炉18内的物料进行热交換，稳步提升物料温度，直至物料温度达到250°C ；5、经进料ロ 10观察孔向物料上定时定量添加硫磺，通过硫磺燃烧放出大量热快速提升物料温度，当物料温度达到540°C，逐渐减少硫磺添加量，直至物料温度达到560°C ；6、停止电阻加热炉13供热，停止添加硫磺，开启斗式提升机6、旋转闪蒸干燥机7、旋风布袋除尘器8、螺旋输送机9，把少量钥精矿原料连续输入沸腾炉18内，调节放空调节阀14，控制风室30压カ在9KPa 20KPa范围内，并调节引风机3的引风大小，控制沸腾炉18内氧气量浓度在6% 16%范围内，且保证沸腾炉18内为微负压状态，促使焙烧钥精矿物料呈沸腾状态，观察物料温度，如果物料温度持续下降，适量添加硫磺，使物料温度回升到560°C，停止加硫磺，増大螺旋输送机9给料量，以此循环，直至仅仅依靠钥精矿反应放出的热量使沸腾炉18内物料温度从560°C稳步上升；7、继续不断加大螺旋输送机9给料量，开启出料ロ 25下的螺旋输送机24和旋风除尘器I下的螺旋输送机5，调节放空调节阀14，控制风室30压カ在9KPa 20KPa范围内，并协调调节引风机3的引风大小和控制螺旋输送机9给料量，控制沸腾炉18内氧气量浓度在6% 16%范围内和沸腾炉18内的物料温度在560°C 660°C范围内，且保持沸腾炉18内为微负压状态和焙烧钥精矿物料的沸腾状态良好，使沸腾起来的部分物料不断落入出料ロ 25，进入螺旋输送机24，在引风机23的作用下送入袋式除尘器22，进入螺旋输送机21，进入混料机20，再经自动包装机19包装成为产品，并使旋风除尘器I回收的沸腾炉18内形成的粉尘不断输送回沸腾炉18内重新焙烧，还使沸腾炉18内不断产生的烟气被烟气回收利用系统4回收利用，直至达到产品产量最大、品质最好的连续生产状态。
权利要求
1.循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置，包括沸腾炉(18)、收尘系统及烟气回收利用系统(4)，其中，沸腾炉为由耐腐耐高温材料做内衬的垂直竖立的密闭金属筒体，由筒体下部的风室(30)、风室上端的空气分配装置(28)、进料ロ(10)、出料ロ(25)、温控装置及筒体上端的烟尘出口(17)构成；沸腾炉的烟气出口连接收尘系统，收尘系统进ー步连接烟气回收利用系统(4);其特征在干还包括给风系统、给料系统和出料包装自动化系统；收尘系统和给料系统均连接于沸腾炉进料ロ； 其中，所述给风系统连接于沸腾炉风室(30)，由能够源源不断地把自然空气输送入风室的罗茨风机(15)、启炉时对来自罗茨风机的自然空气进行加热的加热装备、能够指示和控制风室内压カ及空气流入量的装备构成； 所述给料系统能够把粒度为20 200目的钥精矿按给定量均匀连续输入沸腾炉，由依次连接的提升机、干燥机和除尘器组成，所述除尘器通过输送机连接与沸腾炉进料ロ(10)； 所述出料包装自动化系统连接于沸腾炉的出料ロ(25)，包括将沸腾炉出料ロ排出来的物料输送到风送装置的出料装置，利用负压把出料装置送来的物料通过管道输送入收尘设备的风送装置，以及接收收尘设备收集的物料的自动混料包装装置。
2.根据权利要求I所述的循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置，其特征是所述给风系统的加热装备与罗茨风机之间设置放空调节阀(14);所述能够指示和控制风室内压カ的装备为压カ变送器(11)，能够指示和控制风室内空气流入量的装备为孔板流量计(12)。
3.根据权利要求I所述的循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置，其特征是所述出料ロ(25)与沸腾炉体连接ロ位于空气分配装置(28)上I 2米处。
4.根据权利要求I或3所述的循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置，其特征是所述进料ロ(10)上设有能够开闭的观察孔，且进料ロ与炉体连接位置高于出料ロ。
5.根据权利要求I所述的循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置，其特征是所述收尘系统由依次连接的除尘器和收尘器构成，其中，除尘器通过输送机连接沸腾炉进料ロ(10)。
6.根据权利要求I所述的循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置，其特征是所述烟气回收利用系统(4)通过引风机(3)作用控制沸腾炉内具有一定的负压。
7.根据权利要求I所述的循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置，其特征是所述风室(30)为将自然空气均匀供给空气分配装置的倒锥形密闭装置，风室下部具有能够开闭的排尘ロ。
8.利用权利要求1-7任一权限所述的循环焙烧钥精矿的沸腾炉装置循环焙烧钥精矿的方法，其特征是包括如下エ艺步骤 1)、开启烟尘出口(17)的放空装置，开启给风系统的罗茨风机(15)和加热装置，将经过加热的自然空气吹送到风室(30)，透过空气分配装置(28)，对沸腾炉(18)体进行烘干； 2)、停止给风系统，给料系统将一定量的エ业氧化钥装填到沸腾炉的空气分配装置(28)上； 3)、停止给料系统，开启给风系统的罗茨风机(15)，使得到均匀分配的自然空气吹动空气分配装置(28)上的物料，调节放空调节阀(14)大小，直至エ业氧化钥物料呈固体颗粒缓慢膨胀运动的微沸腾状态； 4)、关闭烟尘出口的放空装置，开启烟气回收利用系统(4)，保持沸腾炉内微负压状态；开启给风系统的加热装置，使加热的空气不断地与沸腾炉内的物料进行热交換，稳步提升物料温度，直至物料温度达到250°C ； . 5)、经进料ロ(10)观察孔向物料上定时定量添加硫磺，通过硫磺燃烧放出大量热快速提升物料温度，直至物料温度达到560°C ； . 6)、停止给风系统的加热装置，停止添加硫磺，开启给料系统，将少量钥精矿原料连续输入沸腾炉(18)，协调控制沸腾炉风室(30)压カ在9KPa 20KPa范围内、协调控制流入风室空气量以維持沸腾炉内氧气量浓度在6% 16%范围内、协调控制沸腾炉内为微负压状态，促使物料呈固体颗粒剧烈运动的沸腾状态；观察物料温度，如果物料温度持续下降，适量添加硫磺，使物料温度回升到560°C，停止加硫磺，増大钥精矿输入量，以此循环，直至仅仅依靠钥精矿反应放出的热量使沸腾炉内物料温度从560°C稳步上升； . 7)、继续不断加大钥精矿原料输入沸腾炉的量，开启出料包装自动化系统和收尘系统 的输送装置，并协调控制沸腾炉风室压カ在9KPa 20KPa范围内、协调控制空气流量以維持沸腾炉内氧气量浓度在6% 16%范围内、协调控制沸腾炉内的物料温度在560°C 660°C范围内、协调控制沸腾炉内为微负压状态，保持物料良好的沸腾状态，使沸腾起来的部分物料不断落入出料ロ，进入出料包装自动化系统成为产品，并使收尘系统回收的沸腾炉内形成的粉尘不断返回沸腾炉内重新焙烧，以及沸腾炉内不断产生的烟气被烟气回收利用系统回收利用；直至达到产品产量最大、品质最好的连续生产状态。
9.根据权利要求8所述的循环焙烧钥精矿的方法，其特征是步骤3)实施时，エ业氧化钥物料呈微沸腾状态后，要求在此时停止给风系统后物料上表面平整。
全文摘要
本发明公开了循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置，包括沸腾炉、收尘系统及烟气回收利用系统；还包括给风系统、给料系统和连接于沸腾炉的出料口的出料包装自动化系统；收尘系统和给料系统均连接于沸腾炉进料口；所述给风系统连接于沸腾炉风室，由罗茨风机、加热装备、能够指示和控制风室内压力及空气流入量的装备构成；所述给料系统能够把粒度为20～200目的钼精矿按给定量均匀连续输入沸腾炉；本发明还公开了使用该循环焙烧钼精矿的沸腾炉装置的方法，使钼精矿与足够的氧气充分接触，使钼精矿焙烧过程不需要外热源供热且能够高效生产可溶钼率大于98％的高溶性氧化钼，生产能力强，焙烧烟气中SO2浓度能达到4％。
文档编号F27B15/00GK102653821SQ201210129459
公开日2012年9月5日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者严二飞, 仪琳, 刘汉, 刘银柱, 吴文君, 周松泉, 张学平, 张斌, 李亮, 李新成, 李明, 杨军方, 段玉贤, 琚仓, 许明臣, 谭春虎, 赵新社, 辛海州, 马同玲, 魏志勇 申请人:洛阳栾川钼业集团股份有限公司