干燥設備在金屬硫化物精礦中的運用與特性

　　本文以金屬硫化銅精礦為例，說明精礦的干燥特性、干燥設備的選型及工業(yè)應用情況。

　　金屬硫化物礦石(硫鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等)是硫酸工業(yè)和冶金工業(yè)的重要原料，浮選后的精礦(硫精礦、銅精礦、鎳精礦、鉬精礦和鋅精礦等)需要進行干燥才能進入后續(xù)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，迫切要求提高精礦干燥設備的單臺處理能力，并要求對精礦實施深度干燥。

　　1精礦的干燥特性及干燥要求

　　潮濕的硫化銅精礦一般為灰褐色，粒度約200目(74m)。由于金屬含量較高，堆密度較大，對設備的磨損性較強。經(jīng)浮選法生產(chǎn)的精礦，其W(H2O)一般為10%一15%。當W(H2O)為10%左右時，精礦比較松散;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煉作業(yè)有很大的影響。一般的熔煉過程要求入爐精礦W(H：O)為6%一8%，有的則要求更低，如閃速爐熔煉要求入爐銅精礦W(H：O)低于0.3%。水含量過高會造成精礦流動性差，堵塞加料斗L2]，也不利于有色金屬的熔煉。另外，熔煉作業(yè)對干燥后精礦的粒度也有一定的要求。

　　2干燥方法及設備

　　金屬硫化物精礦的干燥一般分直接干燥和間接干燥兩種方式。

　　2.1直接干燥

　　精礦的直接干燥是指在干燥過程中干燥介質與精礦發(fā)生接觸的干燥過程，如圓筒干燥和氣流干燥。直接干燥一般采用熱空氣或熱煙氣為加熱介質，根據(jù)工藝要求進行一級或二級干燥。早期，冶煉廠一般采用圓筒干燥或氣流干燥，其中氣流干燥又分二段式(鼠籠打散機 干燥管)和三段式(短圓筒干燥機 鼠籠打散機 干燥管)。這兩種方法雖然精礦處理能力較大且產(chǎn)品粒度均勻，但都存在著熱效率低、占地面積大和流程復雜的缺點。

　　此外，氣流干燥機由于垂直輸送物料，回轉窯動力消耗很高;其中的鼠籠打散機由于高速旋轉(250—300r/rain)，轉子易磨損，檢修工作量大，一般2—3星期即需補焊一次-3]。鑒于上述原因，近些年部分廠家開始采用旋轉閃蒸干燥機來干燥某些精礦(如鉬精礦)。但旋轉閃蒸干燥機一般采用高溫氣體作為干燥介質，易形成SO：，對設備造成腐蝕，而且下部攪拌器的轉速較高，容易發(fā)生磨損。另外，旋轉閃蒸干燥機同樣存在熱效率低和處理能力小的問題。特別需要指出的是，直接干燥法普遍存在尾氣處理問題。其尾氣流量大，粉塵含量高，處理不當易造成環(huán)境污染。

　　2.2間接干燥

　　精礦的間接干燥是指在干燥過程中干燥介質不與精礦發(fā)生接觸的干燥過程，其設備有多層蒸汽盤管干燥機、盤式干燥機、槳葉干燥機和蒸汽管回轉干燥機等。間接干燥機一般采用飽和蒸汽為加熱介質，其熱效率遠高于直接干燥，且尾氣量小、粉塵含量低，因而流程相對簡單。多層蒸汽盤管干燥機是最早用來干燥精礦的間接干燥機。它由一個多盤管結構的轉子和一個固定殼體構成，精礦隨著轉子的轉動向前推進。由于精礦的磨損性較強，易發(fā)生盤管破損、護板及刮板磨損等，檢修工作十分頻繁。一般情況下，干燥機每周停機檢查一次。盤式干燥機曾用于干燥硫精砂，但出現(xiàn)了很多生產(chǎn)故障：上部幾層干燥盤上的物料結疤，物料容易從干燥盤外沿直接掉落到底盤而短路，以及耙葉易磨損造成耙桿斷裂。這些問題直接影響了干燥效果和干燥設備的正常運行，最后廠家被迫對物料進行預干燥后再將其送入盤式干燥機干燥，不但工藝流程加長，而且投資增加。另外，它的處理能力也較小。槳葉干燥機特別適合于干燥粘性及膏狀物料。根據(jù)試驗研究，槳葉干燥機對精礦的干燥效果很好，由于槳葉的自清理作用，物料基本沒有粘結情況，流動狀態(tài)良好，出口產(chǎn)品的含濕量和粒度均能滿足工業(yè)要求。但由于物料的特性，槳葉易磨損且動力消耗較大，不適用于大型裝置。蒸汽管回轉干燥機由于其節(jié)能環(huán)保，單臺處理能力大和動力消耗低等優(yōu)點，已逐漸成為精礦干燥的首選設備。下面重點介紹蒸汽管回轉干燥機.

　　3蒸汽管回轉干燥機

　　某干燥技術有限公司從1992年開始進行高密度聚乙烯(HDPE)裝置蒸汽管回轉干燥機的國產(chǎn)化攻關，經(jīng)過不斷地改進和優(yōu)化，形成了自己的專利技術。該公司先后完成了大型HDPE和PTA(對精苯二甲酸)裝置蒸汽管回轉干燥機的國產(chǎn)化，并將該技術成功地應用于冶金行業(yè)濕精礦的干燥。

　　3.1結構和工作原理

　　如前所述，蒸汽管回轉干燥機是一種間接加熱型回轉干燥機，其結構如圖1所示。蒸汽管回轉干燥機主要由簡體、蒸汽管、進料螺旋、進料端密封、出料端密封、蒸汽系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和支撐件等組成。蒸汽換熱管以同心圓方式排成若干圈，布置在筒體內，貫穿整個干燥機。干燥所需的熱量由通入換熱管內的蒸汽提供。另外，向簡體內通入少量載氣(空氣)，將干燥過程蒸發(fā)出來的水分攜帶到筒外。

　　3.2干燥工藝流程

　　蒸汽管回轉干燥機以中低壓飽和蒸汽作為加熱介質，干燥溫度較低，因此不會造成精礦中硫化物的分解和氧化。銅精礦回轉干燥機的工藝流程如下：濕精礦通過螺旋進料器進入干燥機內部，干燥機筒體具有一定的斜度，物料隨著筒體的轉動一邊翻滾向前移動，一邊與沿簡體四周布置的蒸汽管進行換熱而被干燥，干燥后的精礦經(jīng)過出料箱排出;少量載氣從出料端進入干燥設備內部，攜帶干燥過程蒸發(fā)的水分從進料端排出;經(jīng)過布袋除塵器分離除塵后，尾氣排空，收集的粉塵返回進料螺旋。該工藝具有流程簡單、設備數(shù)量少、投資低、熱效率高、粉塵及有害氣體排放量小、便于操作及維護管理等優(yōu)點。