专利名称：锡精矿沸腾焙烧脱砷硫的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有色冶金炼前处理技术，特别是具体地提供了一种以脱除使锡冶炼过程复杂化的砷硫等杂质元素为目的的沸腾焙烧炉装置。
锡矿石主要有砂矿与脉矿两种类型，其中砂矿选别后锡精矿成分较为纯净，脉矿选别后锡精矿成分复杂，其成分一般为As0.78～2.5％S3.29～6.00％、Sb0.20～0.56％、Pb0.36～2.5％、Sn50～60％。为了提高冶炼直收率与减轻粗精炼负担，一般锡精矿含砷、硫分别超过0.5％时，在锡精矿熔炼之前必须进行炼前处理，脱除精矿中的砷、硫等杂质并提高精矿含锡品位。
在国外，锡精矿焙烧脱砷、硫多用机械耙动多膛炉焙烧装置。该装置的优点是，机械操作，能获得希望成分的焙砂，烟尘量较少(约占焙烧物料重量的3～5％)，但是多膛焙烧炉有许多缺点。生产率低(0.2～0.22吨／米2·日)。按炉层精确调节温度困难，形成炉结，照应燃烧器及更换耙齿麻烦，消耗劳动力等。而沸腾炉焙烧锡精矿脱除砷、硫的工艺尚处于试验阶段，试验结果是，砷和硫的脱除率分别约为75％，锑的脱除率约为60％。
在国内，锡精矿焙烧脱砷硫曾用过四层人工多膛炉焙烧装置，虽取得较好效果，但终因设备能力低，燃料消耗高，焙烧温度难控制，炉料易熔结，劳动强度大等原因不适宜生产要求。六十年代初，中国的冶金工作者对焙烧锡精矿脱除砷、硫等杂质作了大量研究工作。提出了沸腾炉焙烧装置，并已用于生产。该装置的特征是炉子形状为一直筒型，炉底有空气分布装置(风帽)。在作业时，空气经过炉底整个截面时均匀地送入沸腾层，炉料经加料器从侧壁加入，焙砂自动从沸腾层侧壁溢流口排出，焙烧工艺的实质是使空气自下向上地吹过固体炉料层，吹风速度要达到使固体炉料粒子被风吹动互相分离，并作不停地运动，只要风速不超过一定限度，固体粒子就在一定的高度范围内运动，运动的固体粒子处于悬浮状态，由于固体粒子可以较长时间处于悬浮状态，于是就造成各个矿粒进行化学反应的最有利条件，故使焙烧过程大大强化。用该装置焙烧锡精矿，杂质脱除率可达到As82％，S93％，锡的直收率达－97％。但是，该装置的缺点是烟尘率特别高(大于20％)，对精矿粒级范围要求甚为严格，而且，产出的烟尘质量不符合熔炼要求。锡的直收率低，近年来，为了提高锡的选矿回收率，矿石加工粒度愈来愈细，所选精矿亦相应细化。由于锡精矿比重较大，且粒级组成极为接近(＋200目～－200目占95％)。因此，采用常规的直筒型沸腾炉焙烧锡精矿，烟尘率高，焙砂产率降低，锡的直收率亦大大降低。此外，常规的沸腾焙烧装置，由于炉型限制，固体粒子在炉内的停留时间短，很难适应矿石性质变化，当精矿中的砷硫杂质含量高时，反应不完全，使焙砂中的砷硫杂质的脱除率不高，杂质脱除率一般为As82～90.25％，S93～95.12％。
综上所述，本实用新型的目的在于提供一种新的沸腾焙烧炉炉型。采用这种新炉型焙烧装置处理细粒级锡精矿，既能降低烟尘率提高焙砂产率，又能产出质量符合熔炼要求的焙砂和部分烟尘，从而提高锡的直收率。
本实用新型涉及的沸腾炉主体是由三段直筒体和两段锥形扩散体交叉构成的混合床炉型，下部装有风室，炉顶是半球形。风室内有空气分布装置，风室与沸腾层之间装有风帽，在沸腾层中央装有溢流管穿过风室用于排料，此种排料方式有利于粗颗粒物料顺利排出不致造成熔结，沸腾层由两段直筒体和两段锥形扩散体组成。当空气由下向上吹过固体粒子时，在沸腾层下部形成了浓相焙烧；在沸腾层上部形成稀相焙烧。随着沸腾层断面积的加大，空气自下向上的线速度由快减慢，使固体粒子在沸腾层停留的时间加长，有利于固体粒子的化学反应，杂质脱除率高，同时，也有利于烟尘在炉内停留或沉降，不致随气流溢出，降低烟尘率。本实用新型的旋风收尘器是一个保持温度为300～400℃热旋涡收尘器，其温度可由炉气经保温来实现。当烟尘和烟气通过此旋涡收尘器时，可使烟气中的砷及砷化合物不致被冷凝进入旋涡烟尘，保证旋涡烟尘的质量，同时也改变砷在烟尘系统中的分布，砷集中于布袋尘中，从而使旋涡尘符合熔炼要求成为合格产品，与焙砂合并利用，同时，富集砷的布袋烟尘亦便于进一步处理回收砷。
采用本实用新型装置焙烧锡精矿对物料的适应性强，不受精矿粒度细化的限制。当精矿粒度为55％负200目时，焙烧后的旋涡尘产率8～9％，布袋尘～4％，旋涡尘与焙砂一起的AS与S脱除率分别为96％与90％，锑与铅的脱除率亦高，符合熔炼要求，锡的直收率达到98％以上。
图1是本实用新型的设备装置连接图。
图2是本实用新型的炉子主体剖视图。
下面结合
图1与图2对实用新型的细节作详细说明炉料从加料机〔5〕进入沸腾层，空气由空压机〔4〕经气包〔3〕缓冲，孔板流量计〔2〕计量送入风室〔10〕，空气在风室中被中心溢流排料管〔12〕上的散热片〔11〕予热，通过风帽〔13〕进入沸腾层，与炉料固体粒子接触，随着直筒体〔14〕、〔16〕和锥形扩散体〔15〕、〔17〕的断面积的扩大，空气自下向上的线速度由快减慢，使粗粒级物料不易沉积，细粒级物料亦不致随气流逸出。适宜处理粒级组成差异较大的锡精矿物料。沸腾层内的压力由U型压力计〔1〕表示出来。物料焙烧后产出的焙砂由中心溢流管排出，在正常操作的风速和风压下，粗粒级物料及时顺利排出。不致熔结，烟气随气流溢出，经热旋涡收尘器〔7〕、布袋收尘器〔8〕收集，烟气由排风机〔9〕排放。炉体直筒体〔14〕、〔16〕和〔18〕的高与直径之比分别为3.09、0.61和2.60，中心溢流排料管的高与直径之比为20.51.2，至少需能克服风室中风压阻力，〔6〕是沸腾炉，〔19〕是半球型炉顶。
锡精矿中砷与硫主要呈毒砂、磁黄铁矿与黄铁矿形态存在。在焙烧过程中，其产物组成主要取决于温度、气氛以及精矿的物理特性，根据对锡精矿焙烧过程中砷硫与锡的变化规律及热力学、动力学条件的分析物料中的硫化物首先发生离解反应，由高价硫化物离解成低价硫化物，随之由低价硫化物氧化成低价氧化物直至转变成高价氧化物或硫酸盐。三氧化二砷、砷与硫化砷的挥发性均较强，在一定温度范围内，AS2O3蒸汽压最大，挥发脱除最为有利。由于沸腾炉本身系属强化设备，对焙烧锡精矿挥发脱除砷、硫与锑等杂质无疑是一很理想的设备，本实用新型的两级扩大混合床炉型，且由于中心溢流管排料，特别适合处理粒级组成差异较大的物料，尤其是粒级较细的物料与空气接触后，控制适宜的温度和气氛，反应速度快，有利于提高生产率。由于气流速度随沸腾层断面积扩大而减小，烟尘随气流逸出的量亦减少，提高了焙砂产率，降低了烟尘率。
在焙烧过程中产出的烟气主要含SO2和AS2O3。由于SO2的露点很低，在一般焙烧条件下，烟气中SO2不致冷凝进入烟尘，但由于三氧化二砷变形体性质的决定，在焙烧条件下，AS2O3蒸汽能被冷凝进入烟尘，恶化烟尘质量。三氧化二砷有三种变形体。一是无色单斜晶体，比重4.15，升华温度193℃；二是无色立方晶体，比重3.865，升华温度193℃；三是无定形体，比重3.783℃，熔点315℃。因此，在通常的焙烧温度下，旋风收尘器的烟气温度仅为140℃，使烟气中的AS2O3冷凝分散于旋涡尘与布袋尘中，恶化了烟尘质量。基于上述情况，本实用新型用热旋涡收尘器，温度300～400℃，从而解决或降低了粗尘中砷的含量，达到了焙砂与粗尘一起作为反射炉熔炼合格原料的要求。
用本实用新型的热旋涡收尘器、中心溢流管排料、两段扩大混合床炉型的沸腾焙烧炉装置，特别适合处理粒级组成差异较大尤其是细粒级的锡精矿，有利于脱除砷、硫、锑等杂质，提高了焙砂质量和产率，降低了烟尘率，提高了锡的直收率，根据初步实践，可处理粒级为55％负200目的含Sn～60％，S～7％，As～2％的锡精矿。锡直收率～98％。
下面用实例进一步说明本实用新型装置的使用效果。
实施例1锡精矿的化学成份(％)Sn48.12；Pb0.25。Zn0.76，Al2O31.23，Sb0.017；S6.14；CaO1.96；Mg＜0.5；SiO28.93；Fe10.30；As1.58；Cu0.022；H2O1.20。
锡精矿粒度＋22目～－200目，其中－200目占55％焙烧控制的操作条件炉顶负压4m／m水柱风室压力400m／m水柱线速度0.48m／s布袋室负压－30m／m水柱风室温度140℃沸腾层温度930℃炉体中部温度～700℃炉体上部温度～400℃旋涡收尘器温度300℃布袋室温度～75℃获得的技术指标焙砂脱砷硫率As97.08％；S93.78％；∑190.86％焙砂与旋涡尘脱砷硫率As96.03％S89.82％∑185.85％锡在各产品中的分配焙砂中Sn90.48％旋涡尘Sn5.55％布袋尘Sn2.68％各产品化学成份焙砂(％)Sn51.83，As0.052；S0.43；Pb0.053、Zn0.92，Cu0.082，Sb0.013，Fe11.73，SiO29.28，MgO0.5，Cao2.17，Al2O32.33。
旋涡尘(％)Sn32.30，As0.19；S2.79，Pb0.21，Zn0.98，Cu0.026，Sb0.058；Fe9.90；SiO213.23，Mgo0.56，CaO2.87，Al2O36.56。
布袋尘(％)Sn23.19，As26.02、S2.30Pb2.30，Zn0.48，Cu0.019，Sb2.01，Fe4.24，SiO29.82，MgO0.17，CaO2.84，Al2O31.96。
锡的直收率98～99％。
权利要求1.一种用于锡精矿沸腾焙烧脱除砷硫的装置。包括空压机[4]气包[3]、孔板流量计[2]、U型压力计[1]、沸腾炉[6]、加料机[5]、旋涡收尘器[7]、布袋收尘器[8]和排风机[9]等部分，其特征在于a.沸腾炉[6]是由直筒体[14]、[16]、[18]、锥型扩散体[15]、[17]、半球型炉顶[19]。溢流排料管[12]、风室[10]和风帽[13]构成两段扩大混合床炉型的沸腾炉，b.排料方式为焙砂从沸腾层中心溢流管[12]排出。c.旋涡收尘器[7]系保持温度为300℃～400℃的热旋涡收尘器。
2.根据权利要求1所述的沸腾焙烧炉装置，其特征是所说的直筒体〔14〕、〔16〕、〔18〕的高与直径之比分别为3.09、0.61和2.6。
3.根据权利要求1、2所述的沸腾焙烧炉装置，其特征是所说的溢流排料管上装有散热片，使风室〔10〕里的空气得到预热，一般风室里的温度可达140℃。
专利摘要本实用新型为有色冶金炼前处理提供一种新的沸腾焙烧炉炉型装置，特别适合处理粒级组成差异大的锡精矿，降低了烟尘率，提高了焙砂产率，有利于砷、硫等杂质的脱除，改善焙砂和部份烟尘质量。提高了锡的直收率。用此装置处理含As0.78～2.5％、S3.29～6.0％、Sn50～60％，粒度为+22目～-200目。其中-200目占55％的锡精矿，可获得杂质脱除率为As96.03％，S89.82％，锡直收率为～98％以上。
文档编号C22B1/00GK2038108SQ8820363
公开日1989年5月24日 申请日期1988年2月22日 优先权日1988年2月22日
发明者李存荫, 艾澄清, 黄孝祥, 张争平 申请人:昆明冶金研究所