專利名稱：一種硫化鉬精礦富氧焙燒設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種硫化鑰精礦焙燒設備，特別是一種硫化鑰精礦富氧焙燒設備。
背景技術：
從鑰礦山生產出來的鑰精礦，進入冶煉過程的第一道工序就是氧化焙燒，將硫化鑰先行轉化成工業氧化鑰。目前，焙燒過程的通用設備主要有反射爐、回轉窯和多膛爐。反射爐的節能環保性能較差，多膛爐投資特別大，回轉窯節能環保性能良好，投資較低，因此，回轉窯將是鑰精礦氧化焙燒的主要生產設備。·[0004]然而，鑰精礦采用回轉窯進行氧化焙燒時，采用間接加熱，即采用燃料在回轉窯爐管外加熱，鑰精礦在爐管內氧化焙燒，焙燒過程完全采用空氣作為氧化劑，焙燒回轉窯爐管與大氣相通。焙燒過程在高溫(40(T70(TC)下進行，發生的主要化學反應為MoS2+3. 502=Mo03+2S02 +995. IJ焙燒過程本身是一個放熱反應，理論上，燃燒反應發生以后，由其反應本身所釋放的熱量足以維持反應繼續進行，無需外部熱源對其進行輔助加熱。但由于反應的氧化劑為空氣中的氧氣，作氧化劑的空氣中含有大量氮氣等其他氣體，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，反應過程仍需進行輔助加熱。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其有利于節能降耗、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，本實用新型提供了一種硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，其至少包括由耐火磚和保溫材料構成的窯體、支承所述窯體的托輪、驅動所述窯體旋轉的傳動齒輪；所述窯體的上游設有推動原料向下游進給的給料機和從下游吸取富養空氣的引風機；原料鑰精礦的進料口設置在所述窯體的上游，而鑰精礦的出料口設置在所述窯體的下游；富氧空氣的入口設置在所述窯體的下游，而二氧化硫出口設置在所述窯體的上游，尾氣的煙道也設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置在所述窯體的側壁上，進風口與富氧空氣源密封地對接；以及出料口處設有密封閥。優選地,二氧化硫出口與脫硫或制酸設備連通。優選地，尾氣的煙道與收塵設備連通。優選地，進風口處設有透明觀察鏡。優選地，所述窯體從上游至下游設有(Γ5度的傾角。優選地，所述傾角為I度。優選地，還包括進料口溫控器和出料口溫控器，進料口溫控器控制進料口的溫度為40(T50(TC，而出料口溫控器控制出料口的溫度為650°C左右。優選地，還設有中部溫度控制器，控制中部溫度在550°C左右。優選地，所述窯體中的焙燒溫度控制在40(T70(TC，窯體內至少設置3個溫控器。優選地，窯體內設置3飛個溫控器。根據本實用新型，往回轉窯中通入富氧空氣，由于其氧含量高，可大大減少進入窯內的空氣總量，大大降低了高溫尾氣所帶走的熱量，有利于節能降耗，減少輔助加熱量，同時，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行反應，使得反應過程變得更加容易控制，降低了操作難度，同時可以穩定產品質量，提高鑰金屬回收率。
圖I是根據現有技術的硫化鑰精礦富氧焙燒設備的結構示意圖。圖2是根據本實用新型的硫化鑰精礦富氧焙燒設備的結構示意圖。
具體實施方式
利用富氧空氣取代普通空氣作為氧化劑進行氧化焙燒，以生產工業氧化鑰。富氧空氣可以采用工業氧氣或者用制氧機制造。一臺小型工業焙燒回轉窯(OlOOOmmX 20000mm)每小時的尾氣(主要成分為氮氣、氧氣、和二氧化硫)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，一臺工業回轉窯每小時帶走的熱量(尾氣的比熱容近似按照空氣比熱容計算)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，單臺回轉窯每小時尾氣帶走的熱量近似為4.74\10卜5.45\10\1/1!，折合成標煤約O. 16^0. 19噸/h，即每天帶走的熱量相當于3. 841. 56噸標煤所釋放的熱量。采用富氧空氣代替空氣進行焙燒，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%)，則尾氣量約相當于采用空氣作為氧化劑進行焙燒時所產生的尾氣量的一半，尾氣中所帶走的熱量也約為空氣焙燒時尾氣帶走的熱量的一半。節約標煤約I. 92^2. 28噸/天 臺。鑰精礦從回轉窯進料口加入，從出料口端往回轉窯內通入富氧空氣，富氧空氣在回轉窯爐管內發生氧化還原反應，生成工業氧化鑰中間產品和二氧化硫氣體。優選地，所述的富氧空氣中氧氣含量大于21%。優選地，回轉窯內反應溫度為40(T700°C。[0038]優選地，回轉窯內不與大氣相通，避免回轉窯內氣體與大氣發生傳質，以免降低進入窯內氣體的氧氣濃度。優選地，回轉窯內物料富氧空氣與硫化鑰精礦逆向流動。本實用新型具有一系列的有益效果。例如，由于往回轉窯中通入的是富氧空氣，其氧含量高，可大大減少進入窯內的空氣總量，大大降低了高溫尾氣所帶走的熱量，有利于節能降耗。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，回轉窯點火升溫時，在往窯內投入鑰精礦的同時通入富氧空氣，可以縮短升溫時間，由于富氧空氣中氧氣含量高，可以有效降低鑰精礦的燃點。另外，高效地利用了鑰精礦燃燒過程中所釋放的反應熱，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行反應，使得反應過程變得更加容易控制，降低操作難度。另外,相對于普通空氣，富氧空氣中氧氣濃度大大增加,有利于提高工業氧化鑰的質量，降低工業氧化鑰中的硫含量，提高工業氧化鑰的氨溶率，最終提高鑰金屬回收率。因為化學反應MoS2+3. 502=Mo03+2S02丨+995. IJ本身是一個可逆的過程，其反應向左還是向右進行，以及反應進行的速度，取決于反應條件以及反應物和產物的濃度等因素。提高氧氣的濃度，相當于增加了反應物的濃度，有利于化學反應向右進行，即有利于提高MoS2轉化為MoO3的轉化率。MoS2轉化為MoO3之后的工序為氨溶，氨溶后進行固液分離。氨溶過程中，鑰進入 到溶液形成鑰酸銨溶液，經凈化后酸沉結晶生產鑰酸銨，氨溶之后有的氨浸渣采用堿煮或高壓堿煮的方式進一步降低渣相中鑰金屬含量，或者不再進行處理。因為MoS2不溶于堿，無論是氨溶或是堿煮，MoS2始終會進入到渣相當中，最終也不會形成鑰酸銨產品。所以，焙燒后的工業氧化鑰的質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出來的工業氧化鑰，能提高MoS2轉化為MoO3的轉化率，提高工業氧化鑰的氨溶率，也就是能有效提高鑰金屬的回收率，降低生產成本。在圖I所示的實施例中，附圖標記I表示原料鑰精礦的進料口 ；附圖標記2表示鑰精礦的出料口 ；附圖標記3表示富氧空氣的入口 ；附圖標記4表示輔助加熱裝置；附圖標記5表示給料機；附圖標記6表示托輪；附圖標記7表示煙道；附圖標記8表示二氧化硫出口 ；附圖標記9表示窯體；附圖標記10表示耐火磚；附圖標記11表示保溫材料；附圖標記12表示傳動齒輪。本實用新型是將富氧空氣從入口 3通入到焙燒回轉窯9內，在高溫下，利用富氧空氣與鑰精礦發生氧化還原反應。原料鑰精礦從回轉窯進料口 I加入，爐管有一定的傾角，隨著爐體9的旋轉，鑰精礦緩慢從進料端I向出料口 2移動；通過溫控器控制進料端I溫度為40(Γ500 ，出料口 2端溫度為650°C左右。富氧空氣從回轉窯進風口 3通入，通過風機往進料口 I端移動。富氧空氣在回轉窯內與硫化鑰精礦相遇，經過空氣中的氧分子向輝鑰礦顆粒的表面擴散，氧分子擴散到輝鑰精礦顆粒表面之后，在輝鑰精礦的表面原子力場下，對空氣中的氧產生吸附，吸附的氧與二硫化鑰發生反應，生成反應物三氧化鑰或二氧化鑰及二氧化硫氣體，反應物的二氧化硫脫附解吸，由里向表擴散，再由相界面向空氣中擴散等一系列傳熱傳質過程發生氧化還原反應，生成產物工業氧化鑰。在回轉窯爐管9里，二硫化鑰含量從進料口 I端向出料口 2端依次降低；三氧化鑰含量從進料口 I端向出料口 2端依次升高；氧氣含量從進料口 I端向出料口 2端依次升高，二氧化硫濃度從進料口 I端向出料 口 2端依次降低。回轉窯爐管外設有輔助加熱裝置4，用于爐管內溫度不夠時輔助加熱。回轉窯進料口 I端設有引風機，將爐內氣體由出料口 2端向進料口 I端牽引，以保證氣體和固體在爐管內逆向流動。進料口 I端后設有收塵和脫硫或制酸等設備設施。三氧化鑰產品從出料口 2端出來。在圖I中，回轉窯窯體的右端為上游(進料端、進料口和二氧化硫也就是爐內尾氣出口均設在此端)，左端為下游(出料端、出料口和富氧空氣入口設在此端)，整個窯體設有(Γ5°的傾角(一般為I度)，通過爐體的旋轉，從進料端加入爐體的原料慢慢移動至出料口端，窯體不是水平設置。富氧空氣從出料端口入，與爐內固體物料逆向運動，并與爐內物料發生反應，生成的尾氣由設在進料端口的引風機從進料端口引出。圖I所示的回轉窯為現有設備，附圖標記3表示進風口(進空氣，敞口)，附圖標記2表示出料口。要達到本實用新型的效果，只需將進風口 3與富氧空氣源通過密封裝置31對接，出料口 2處加設一密封閥21，由連續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(位于出料口 2上部、進風口 3右部)的容積，出料口的料倉相對于現有技術至少擴容I. 5倍；并可在進風口 3處加設一透明觀察鏡。根據本實用新型實施的硫化鑰精礦富氧焙燒工藝，焙燒回轉窯點火升溫后，往焙燒回轉窯中通入富氧空氣(氧氣的體積分數大于空氣中平均氧氣體積分數的空氣，通常空氣中氧含量為20. 93%左右)，取代空氣進行氧化焙燒。焙燒過程主要是高溫下(40(T700°C)進行的氧化還原反應，需要消耗大量的氧氣，往回轉窯中通入富氧空氣，由于其氧含量高，可大大減少進入窯內的空氣總量，大大降低了高溫尾氣所帶走的熱量，有利于節能降耗，減少輔助加熱量，同時，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行反應，使得反應過程變得更加容易控制，降低了操作難度，同時可以穩定產品質量，提高鑰金屬回收率。本實用新型內容可以適用于所有利用空氣作為氧化劑的需要進行輔助加熱的化學反應或冶煉過程，也可適用于其他的冶煉設備(如沸騰爐、鋅冶煉等)。本領域的技術人員可以根據以上公開的內容，對本實用新型的技術方案進行這樣或那樣的修改、完善、或補充，然而，這樣做都將落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，其至少包括由耐火磚和保溫材料構成的窯體、支承所述窯體的托輪、驅動所述窯體旋轉的傳動齒輪；所述窯體的上游設有推動原料向下游進給的給料機和從下游吸取富養空氣的引風機；原料鑰精礦的進料口設置在所述窯體的上游，而鑰精礦的出料口設置在所述窯體的下游；富氧空氣的入口設置在所述窯體的下游，而二氧化硫出口設置在所述窯體的上游，尾氣的煙道也設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置在所述窯體的側壁上，進風口與富氧空氣源密封地對接；以及出料口處設有密封閥。
2.如權利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，二氧化硫出口與脫硫或制酸設備連通；和/或尾氣的煙道與收塵設備連通。
3.如權利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，出料口的料倉擴容至少I. 5倍；和/或進風口處設有透明觀察鏡。
4.如權利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，富氧空氣源為工業氧 氣，或工業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數大于氧氣體積分數為21%的空氣。
5.如權利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，所述窯體從上游至下游設有(Γ5度的傾角。
6.如權利要求5所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，所述傾角為I度。
7.如權利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，還包括進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，進料口溫控器控制進料口的溫度為40(T50(TC，而出料口溫控器控制出料口的溫度為650°C左右。
8.如權利要求7所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，還設有中部溫度控制器，控制中部溫度在550°C左右。
9.如權利要求I所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，所述窯體內至少設置3個溫控器。
10.如權利要求9所述的硫化鑰精礦富氧焙燒設備，其特征在于，窯體內設置3飛個溫控器。
專利摘要一種硫化鉬精礦富氧焙燒設備，其特征在于，其至少包括由耐火磚和保溫材料構成的窯體、支承所述窯體的托輪、驅動所述窯體旋轉的傳動齒輪；所述窯體的上游設有推動原料向下游進給的給料機和從下游吸取富養空氣的引風機；原料鉬精礦的進料口設置在所述窯體的上游，而鉬精礦的出料口設置在所述窯體的下游；富氧空氣的入口設置在所述窯體的下游，而二氧化硫出口設置在所述窯體的上游，尾氣的煙道也設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置在所述窯體的側壁上；進風口與富氧空氣源密封地對接；以及出料口處設有密封閥。有利于節能降耗、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C22B1/02GK202717823SQ20122039662
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者徐雙, 劉劍, 冷懷恩, 段福林 申請人:江西稀有稀土金屬鎢業集團有限公司