金屬硫化（huà）物精礦的幹燥設備特性及選（xuǎn）型

本文以（yǐ）硫化銅精礦為例，說明精礦的幹燥特性、幹燥設備的選型及工業應用（yòng）情況。
金屬硫化物礦石(硫鐵礦、黃銅礦、方鉛礦（kuàng）和閃鋅礦等（děng）)是硫酸工業和冶金工業的重要原料，浮（fú）選後的精（jīng）礦(硫精礦、銅精礦、鎳精礦、鉬精礦和鋅精礦（kuàng）等)需要進（jìn）行幹燥才能進入後續的焙燒和熔煉設（shè）備。在我國，隨著大型（xíng）硫鐵（tiě）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（lì），並要求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（de）硫化銅精礦（kuàng）一般（bān）為灰褐色，粒度約200目(74 m)。由於金屬含量較高，堆（duī）密度較大，對設備的磨損性較強。經（jīng）浮選法生產的精礦，其（qí）W(H2O)一般為10％ 一（yī）15％ 。當W(H2O)為10％左右時，精礦比較鬆散；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煉作（zuò）業有很大的影響（xiǎng）。一般的（de）熔煉過程要（yào）求入（rù）爐精礦W(H：O)為6％ 一8％ ，有的則要（yào）求更低，如閃速爐熔煉要求入爐銅精礦W(H：O)低於0．3％。水含量過高會（huì）造成（chéng）精礦流動性差（chà），堵塞加料鬥L2]，也不利於（yú）有色金屬的熔煉。另外，熔煉作業對幹燥後精（jīng）礦的（de）粒度也有一定的要求。
2 幹燥方法及設備
金屬硫化物精礦的幹燥一般分直接幹燥和間接幹燥兩（liǎng）種方式。
2．1 直（zhí）接幹燥
精礦的直接幹燥是指在幹燥過（guò）程中幹燥介質與精礦（kuàng）發生接觸的幹燥（zào）過程，如圓筒幹燥和氣流幹燥。直接幹燥一般采用熱空氣或熱煙氣為加熱介質，根據工藝要求進行一級或二級幹燥（zào）。早（zǎo）期（qī），冶煉廠一般采用圓筒（tǒng）幹燥或氣流幹燥，其中氣流幹燥又分二段式（shì）(鼠籠打散機+幹燥管)和三段式(短圓筒幹燥機+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（dàn）都存在著熱效率低（dī）、占地麵積大和流程（chéng）複雜的缺點。
此外，氣流幹燥機由於垂直輸送（sòng）物料，回轉窯動力消耗很高；其中（zhōng）的鼠籠打散機由於高速（sù）旋（xuán）轉(250—300 r／rain)，轉子（zǐ）易磨損，檢修工作量大，一般2—3星期即需補焊一次-3]。鑒於上述原（yuán）因，近些（xiē）年部分（fèn）廠家開始采用旋轉閃蒸幹燥機來幹燥（zào）某些精礦（kuàng）(如鉬精礦)。但旋轉閃蒸幹燥機一般采用高溫氣體作為幹燥介質，易形成SO：，對設備造成腐蝕，而且下部攪拌（bàn）器的轉速較高，容易發（fā）生磨損。另外，旋轉閃蒸幹燥機同樣存在熱效（xiào）率低和處理能力小（xiǎo）的問（wèn）題。特別需要指出的是，直接（jiē）幹燥法普遍存在尾氣處理問題。其尾氣流量大，粉塵（chén）含量高，處理不當易造成環境汙染。
2．2 間接（jiē）幹燥
精礦的間接幹燥是指在幹燥過（guò）程中幹（gàn）燥介質不與精礦發生接觸的幹燥過程，其設備有多層蒸汽盤管幹燥機、盤式幹燥機、槳葉幹燥機（jī）和蒸汽管回轉幹燥機等。間接幹燥機一般采用飽（bǎo）和蒸汽為加（jiā）熱介質，其（qí）熱效率遠高於直接幹燥，且尾氣量小、粉塵含量低，因而流程相對簡單。多層蒸汽盤管幹燥機是^早用來幹燥精礦的間接幹燥機。它由一個多盤管結構（gòu）的轉子和一個固定殼體（tǐ）構成，精礦隨著轉子的轉動（dòng）向（xiàng）前推進。由於精礦的磨損性較強，易發生盤管破損、護（hù）板及刮板磨（mó）損（sǔn）等，檢修（xiū）工作^頻繁。一（yī）般情況下，幹燥機每周停機檢（jiǎn）查一次。盤式幹（gàn）燥機（jī）曾用於幹燥硫精砂，但出現了很多（duō）生產故障：上部（bù）幾層幹（gàn）燥盤上的物料結疤，物（wù）料容易從幹燥盤外沿（yán）直接掉落到底盤而短路，以及耙葉易磨（mó）損（sǔn）造成耙杆斷裂。這（zhè）些問題直接影響了幹燥效果和幹（gàn）燥設備（bèi）的正（zhèng）常運行，^後廠家被迫對物料進行預幹燥後再將其送（sòng）入盤式幹燥機幹燥，不（bú）但工藝流程加長（zhǎng），而且投資增加。另外，它的處理能力也較小。槳葉幹燥（zào）機特別適（shì）合（hé）於幹燥粘性及膏狀物料 。根據試驗研究（jiū），槳葉幹燥機對精（jīng）礦的幹燥效果很好，由於槳葉的自清理作用，物料基本沒（méi）有粘結情況，流動狀態（tài）良好，出口產品的含濕量和粒度均能（néng）滿足工業要求。但由於物（wù）料的特性，槳葉易磨損且動力消耗較大（dà），不適用於大型裝置。蒸汽管回轉幹燥機由於其節能環（huán）保，單台處理能力大和動力消耗低等（děng）優點，已逐（zhú）漸（jiàn）成為精礦幹燥的^設備。下麵重點介（jiè）紹蒸汽管回轉幹燥機.
3 蒸汽管回轉幹燥機
蘭州（zhōu）瑞德幹燥技術有限公司從1992年開（kāi）始進行高（gāo）密度（dù）聚乙烯(HDPE)裝置蒸汽管回轉幹燥機的國產（chǎn）化攻（gōng）關，經（jīng）過不斷地改進和優化，形成了自己（jǐ）的專利技術。該公司先後完成了大型（xíng）HDPE和PTA(對（duì）精苯二甲酸)裝置蒸汽管回轉幹燥機的國產化，並將該技術成功（gōng）地應用於冶（yě）金行業濕精礦的幹燥。
3．1 結構和工作原理
如前所述，蒸汽管回轉幹燥機是一種間接加熱型回轉幹燥機，其結構如圖1所示。蒸汽管回（huí）轉幹燥機主要由簡體、蒸汽管（guǎn）、進料螺旋、進料端密封（fēng）、出料端密封、蒸汽係統、傳動（dòng）係統和支撐件等組成。蒸汽換熱管以同心圓方式排成若幹圈，布置在筒體內，貫穿整個幹燥（zào）機。幹燥所需的（de）熱量由通入換熱管內的（de）蒸汽提供。另外，向簡體內通（tōng）入（rù）少量載氣(空氣)，將（jiāng）幹燥過程（chéng）蒸發出（chū）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研究設（shè）計（jì）院采用蒸汽管回轉幹燥機，對銅精礦的幹燥進行了詳細的試驗研究。幹燥機規（guī）格為 00 mm X 3 500 mm，采用飽和蒸汽為加熱介質。試（shì）驗（yàn）目（mù）的在於了解不同含水量物料的流動、粘結情況，以及幹燥後物料的粒徑分布情況。試驗采用廠家提供的國（guó）內外共5種原料，其W(H 0)為5％ 一6％。由於（yú）水含量較（jiào）低，幹燥過程中沒有粘壁現象，物料的流動性很好，產品能滿足閃速（sù）爐熔煉的水含量要求，但（dàn）幹燥前後銅精礦的粒度分布變化不大。銅精礦幹燥曲（qǔ）線（xiàn）和幹燥速（sù）率曲線分別見（jiàn）圖（tú）2和圖3。由圖2可見，停留時間在30 rain左右即可使產品的(H20)達到0．3％ 以下。
從試驗研究來看（kàn），蒸汽管回轉幹燥機具有處理能力大和功（gōng）耗低的優勢，隻要適當（dāng）控製進料的濕含量就可以滿足粒度要求。如果幹燥後產品采用氣力輸送，幹燥時形成的疏鬆顆粒完全可以被打散，對後續設備沒有不利影響。
3．3 幹燥工藝流程
蒸汽管（guǎn）回轉（zhuǎn）幹燥機以中低壓飽和蒸汽作為加熱介質（zhì），幹燥溫（wēn）度（dù）較低，因此不會造成精礦中硫化物的分解（jiě）和（hé）氧化。銅精（jīng）礦回轉幹燥機的工藝流程如下：濕精礦通過螺旋進料器進入幹燥機內部，幹燥（zào）機筒體具有一定的（de）斜度（dù），物料（liào）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幹燥，幹燥後的精礦經過出料箱（xiāng）排出；少量載氣從出料端進入幹燥機內部，攜帶幹燥（zào）過程蒸發（fā）的水分從進料端排出（chū）；經過布袋除（chú）塵器分（fèn）離（lí）除塵後，尾氣排空，收集的粉塵返（fǎn）回（huí）進料螺旋。該工（gōng）藝具有流程簡單、設備數量（liàng）少、投資低、熱效率高、粉塵及有害氣體排放量小、便於操作及維護（hù）管理（lǐ）等優點（diǎn）。
3．4 工業應用
天華化工機械及自動化研究設計院為金川公司研（yán）製的（de）銅精礦蒸汽管回轉閃蒸幹燥機規格為 ．2m X 17．5 m，處理能（néng）力超過100 t／h。該幹燥設備應（yīng）用於該公司250 kt／a銅合成爐工程，是當前國內研製的^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的（de）大型國產精礦幹燥（zào）設備。它采（cǎi）用（yòng）廢熱鍋爐的（de）中低壓蒸汽作為熱源，節能效果^明顯。自2005年9月開車以來，幹燥機運行狀態良好。它的（de）成功應用為國家節約外匯近4 000萬（wàn）人民幣。2006年（nián）8月，銅陵有（yǒu）色金屬(集團)有限公司400 kt／a硫酸項目試車成功。此項目在（zài）國內首次（cì）采用蒸汽管回轉噴霧幹燥設備幹燥硫精砂，設備規格為 ．4 m X 21 m，處理能力（lì）65 t／h L1 。實踐證（zhèng）明，蒸汽管回轉幹燥機非常適合對精礦進行大批量（liàng）處理和深度幹（gàn）燥，並且具有環保和節能的優點，值得推廣.