金屬硫化物精礦（kuàng）的幹燥設備特性及選型

本文以硫化銅精礦為例，說明精礦的（de）幹燥特性、幹燥設（shè）備的選型及工業應用情況。
金屬（shǔ）硫（liú）化（huà）物礦石(硫鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和（hé）閃鋅（xīn）礦等)是硫（liú）酸工業和冶金工業的重要原料，浮選後的精礦（kuàng）(硫精礦、銅精礦、鎳精礦、鉬精礦和鋅（xīn）精礦等)需要進行幹燥才（cái）能進（jìn）入後續的焙燒和熔煉設備。在我國，隨著大型硫鐵礦焙燒及有色金屬冶煉裝置的建設，迫切要求（qiú）提高精礦幹燥設備的單台處理能力，並要求（qiú）對精礦實施深度幹燥。

1 精礦的幹燥特性及幹燥要求
潮濕的硫化（huà）銅精礦一（yī）般為灰褐色，粒度約200目(74 m)。由於（yú）金屬含量較高，堆密度較大，對設備的磨損性較強。經浮選法生產的精礦（kuàng），其W(H2O)一般為10％ 一15％ 。當W(H2O)為10％左右時，精礦比（bǐ）較鬆散；當w(H：O)更高時，精礦比較粘。此外，精礦中的硫化物在加熱過程中易造成酸性腐蝕。 
入爐精礦的水含量對熔（róng）煉作業有很大（dà）的影響。一般的熔煉過程（chéng）要求入爐精礦W(H：O)為（wéi）6％ 一（yī）8％ ，有的則要求（qiú）更低，如閃速爐熔煉（liàn）要求入爐銅精礦W(H：O)低於0．3％。水含量過高會造成精礦流動性差，堵塞（sāi）加料鬥L2]，也不利於有色金屬的熔煉。另（lìng）外，熔煉作業對幹燥後精礦（kuàng）的粒度也（yě）有一定的要求。
2 幹燥方法（fǎ）及設備
金屬硫化物精礦的幹燥一般分直接幹燥和間接幹燥兩種方式。
2．1 直接幹燥
精礦的直接幹燥（zào）是指（zhǐ）在幹（gàn）燥過程中幹燥介質與（yǔ）精礦發生接觸的幹燥（zào）過程，如圓筒幹燥和氣流（liú）幹燥。直接（jiē）幹燥一般采用熱空氣或熱煙氣為加熱介質，根據工藝要求進行（háng）一級或二級幹燥。早期，冶煉廠一般（bān）采用圓筒幹燥或氣流幹燥，其（qí）中氣流（liú）幹燥（zào）又分二段式(鼠籠打散機+幹燥管)和三（sān）段（duàn）式(短圓筒（tǒng）幹燥機+鼠籠打散機+幹燥管)。這兩種方法雖然精礦處理能力較大且產品粒度均勻，但都存在著熱效（xiào）率低、占地麵積大和流程複雜的缺點。
此外，氣流幹燥機由於（yú）垂直輸送物料，回轉窯動力消耗很（hěn）高；其中的鼠（shǔ）籠打散機由於高速旋轉(250—300 r／rain)，轉（zhuǎn）子易磨損（sǔn），檢修工作量大，一般2—3星（xīng）期（qī）即需補焊一次-3]。鑒於上述（shù）原因，近些年部分廠家開始采用旋轉閃蒸幹燥機來幹燥某些精礦(如鉬精礦)。但旋轉閃蒸幹燥機一般采用（yòng）高溫氣體作為幹燥介質（zhì），易形成SO：，對設（shè）備造成腐蝕，而且下部攪拌器的轉速較高，容（róng）易發生（shēng）磨損。另外，旋轉閃蒸（zhēng）幹燥機同樣存在熱效率低和處理能力小的問題。特別需要指（zhǐ）出的是（shì），直接幹燥（zào）法（fǎ）普遍存在尾氣處理問題。其尾（wěi）氣流量大，粉塵含（hán）量高，處（chù）理不當易造成環境汙染。
2．2 間接幹燥（zào）
精礦的間接幹燥是指在幹燥過程中幹燥介質不（bú）與精礦發生接觸的幹燥過程，其設備（bèi）有多（duō）層蒸汽盤管幹燥機、盤式幹燥機、槳葉幹燥（zào）機和蒸汽管回轉幹燥機等（děng）。間接幹燥機一般采用飽和蒸汽為加熱介質，其熱效率遠高（gāo）於直接幹燥，且尾氣量小、粉塵含量（liàng）低，因而流程相對簡單。多層蒸汽盤管幹燥機（jī）是（shì）^早（zǎo）用來幹（gàn）燥精礦（kuàng）的間（jiān）接幹燥（zào）機。它由一個多盤管結構的轉子（zǐ）和一個固定殼（ké）體構成，精礦隨著轉（zhuǎn）子（zǐ）的轉動向前推進。由於精礦的磨損性較強，易發（fā）生盤管破損、護板及刮板磨損等，檢修（xiū）工作^頻（pín）繁。一般情況下，幹燥機每周停機檢查一次。盤式幹燥機曾用（yòng）於幹燥（zào）硫精砂，但出現了很多生產故障：上部幾層（céng）幹燥盤上的物料結疤，物料容易從幹燥盤外（wài）沿直接掉落到底盤而短路，以及耙葉易磨損造成耙杆斷裂。這些問題直接影響了幹燥效果和幹燥設備（bèi）的正常運行，^後（hòu）廠（chǎng）家被迫對物（wù）料進行預幹（gàn）燥後再將其送入盤式幹（gàn）燥機幹燥，不但工藝流（liú）程加長（zhǎng），而且投資增加。另外，它的處理能力（lì）也較小。槳（jiǎng）葉幹（gàn）燥機特（tè）別適合於幹（gàn）燥粘性及（jí）膏狀物料 。根（gēn）據試驗研究，槳葉幹（gàn）燥機對（duì）精礦的幹燥效果很好，由（yóu）於槳葉的自清（qīng）理作用，物料基本沒有（yǒu）粘結情況，流（liú）動狀態良好，出口產品的含濕量和粒度均能滿足工業要求。但由於物料的特性，槳葉易磨損且動力消耗較大，不適用於大型裝置。蒸汽管（guǎn）回轉幹燥機由於其節能（néng）環保，單台處理能（néng）力大和動力消耗低等優點，已逐漸成為（wéi）精礦幹燥的^設備。下（xià）麵重（chóng）點介紹蒸汽管回轉幹（gàn）燥機.
3 蒸（zhēng）汽管回轉幹（gàn）燥機
蘭州瑞德幹燥技術有限公司從1992年開始進行高密度聚乙烯(HDPE)裝置蒸汽管回轉幹燥機的國產（chǎn）化攻關，經過不斷地改進（jìn）和優化，形成了自己的專利技術。該公司先後完成了大型HDPE和PTA(對精苯（běn）二甲（jiǎ）酸)裝置蒸汽管回轉幹燥機的國產化，並將該（gāi）技術成功地應用（yòng）於冶金行業濕精礦的幹燥。
3．1 結構和工作原理
如前所述，蒸汽管回轉幹燥（zào）機是一種間接加熱（rè）型回轉幹（gàn）燥機（jī），其結構如圖1所示。蒸（zhēng）汽管（guǎn）回轉幹燥機主要由簡體、蒸汽（qì）管、進（jìn）料螺（luó）旋、進料端密封、出料端密封、蒸汽係統、傳動係統和支撐件等組成（chéng）。蒸汽換熱管以同心圓方式排成若幹圈，布置在筒（tǒng）體內，貫穿整（zhěng）個幹燥機。幹燥（zào）所需的熱量由通入換熱（rè）管內的蒸汽提供。另外，向簡體內通入少量載氣(空氣)，將幹燥過程蒸發（fā）出來的水分攜帶到筒外。
3 2 試驗研究
天華化工機械及自動化（huà）研究設（shè）計（jì）院采用蒸汽管回（huí）轉幹燥機，對（duì）銅精（jīng）礦的幹燥進行了詳細的試驗研究（jiū）。幹（gàn）燥機規格為 00 mm X 3 500 mm，采用飽（bǎo）和蒸（zhēng）汽為加熱介質。試驗目（mù）的在於了解不同含水量物料的流動（dòng）、粘結情（qíng）況，以及幹燥（zào）後物料的粒徑分布情況。試驗采（cǎi）用廠（chǎng）家提供（gòng）的國（guó）內外共5種原料，其W(H 0)為5％ 一（yī）6％。由於水含量較低，幹燥過程中沒（méi）有粘壁現象（xiàng），物料的流動性很好，產品能滿足閃（shǎn）速爐熔煉的水含量要求，但幹燥前後銅精（jīng）礦（kuàng）的（de）粒度分布變化不大。銅精礦幹燥曲線和幹燥速率曲線分別見圖2和圖3。由圖2可見，停（tíng）留時間在30 rain左右即可使產品（pǐn）的(H20)達到0．3％ 以（yǐ）下。
從試驗（yàn）研究（jiū）來看，蒸汽管回轉幹燥機具有處理能力大和功耗低的（de）優勢，隻要適當控製進料的濕含量就可以滿足粒度要求。如果（guǒ）幹（gàn）燥後產品采用氣力輸送，幹燥時形成的（de）疏鬆顆粒完（wán）全可以被打散，對後續設備沒（méi）有不利影響。
3．3 幹燥工藝流程
蒸汽（qì）管回轉幹（gàn）燥機以中低壓飽和蒸（zhēng）汽作為加熱介質，幹燥溫（wēn）度較低（dī），因（yīn）此不會造成精礦中硫化物的分（fèn）解和氧化。銅精礦回轉幹燥機的工藝（yì）流程如下：濕精礦通過螺旋進料器進入幹燥機內部，幹燥機筒（tǒng）體具（jù）有一定（dìng）的斜度，物料隨著筒體的轉動一邊翻滾（gǔn）向前移動，一邊與沿簡體四周布置的蒸汽（qì）管進行換熱而被幹燥，幹燥後的精礦經過出料箱排出；少（shǎo）量載氣從出料端進入幹燥機內（nèi）部，攜帶幹燥過程（chéng）蒸發的水分從進料端排出；經過布袋除塵器分離除塵後，尾（wěi）氣（qì）排空，收集的粉塵返回進料（liào）螺（luó）旋。該工藝具有流程簡單、設備（bèi）數量少、投資低、熱（rè）效率高、粉塵及有害氣體排放量小、便於操作及維護管理等優點。
3．4 工業應用
天（tiān）華化工機械及（jí）自動化研究設計院為（wéi）金川公司研製的銅精礦蒸汽管回轉閃蒸幹燥機規格（gé）為 ．2m X 17．5 m，處理能力超過100 t／h。該幹燥設（shè）備應用於該公司250 kt／a銅合成（chéng）爐工程，是當前（qián）國內研製的^大規格的蒸汽管回轉幹（gàn）燥機，也是冶金行業第一台與引進閃速爐配套（tào）的大型國產精礦幹（gàn）燥（zào）設備。它采用廢熱鍋爐的中低壓蒸汽作為（wéi）熱源，節（jiē）能效（xiào）果^明顯。自2005年9月開（kāi）車以來，幹燥機運行狀態良好（hǎo）。它的成功應用為國家節約外匯近4 000萬人民幣。2006年8月，銅陵有色金屬(集團)有限公司400 kt／a硫酸項目試車成功（gōng）。此項目在國內首次采用蒸汽管回（huí）轉噴霧幹燥設備幹燥硫（liú）精（jīng）砂，設備規（guī）格為 ．4 m X 21 m，處（chù）理能力65 t／h L1 。實踐證（zhèng）明，蒸汽管回轉幹燥機非常適合（hé）對（duì）精礦進行大批量處理和（hé）深度幹燥，並且（qiě）具（jù）有環保（bǎo）和節能的優點，值（zhí）得推廣.