金屬硫化物精礦（kuàng）的（de）幹燥設備特性（xìng）及選型

本文以硫化銅精礦為例，說明精礦的幹燥特（tè）性、幹燥設備的選型及工業應用情況。
    金屬硫化物礦石（shí）(硫（liú）鐵（tiě）礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等)是硫酸工業（yè）和冶金工業的重要原料，浮選後的精礦(硫精礦、銅精礦、鎳精礦、鉬精礦和（hé）鋅精礦等)需要進行幹燥才能進入後續的焙燒和熔煉設備。在（zài）我國，隨著大型硫鐵礦焙燒及有色金屬冶煉裝置的建設，迫切要求提高精礦幹燥設備的單台處理能力，並要求對（duì）精（jīng）礦實（shí）施深度幹燥。

1 精礦的幹燥特（tè）性及幹燥要求
    潮濕的硫化銅精礦一般為（wéi）灰褐色，粒度約200目(74 m)。由於金屬含量較高，堆密度較大，對設備的磨損性較強。經浮選法（fǎ）生產的精礦，其W(H₂O)一般為10％ 一15％ 。當W(H₂O)為10％左右時（shí），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（chéng）酸性腐蝕。 
    入爐精礦的水含量對熔（róng）煉作業有很大的影（yǐng）響。一般的熔煉過程要（yào）求入爐精礦W(H：O)為6％ 一（yī）8％ ，有的（de）則要求更低（dī），如（rú）閃速（sù）爐熔煉要求入爐銅精礦W(H：O)低於0．3％。水含量過高會造成精礦流動性差，堵塞加料鬥L2]，也不利於有（yǒu）色金屬的熔煉。另外，熔煉作業對幹燥後（hòu）精礦的粒度也有一定的要求。
2 幹燥方法及設備
    金屬硫化物（wù）精礦的幹燥（zào）一（yī）般分直接幹燥和間（jiān）接幹燥兩種方式。
2．1 直接幹燥（zào）
    精礦的直接幹燥是指在幹燥（zào）過程（chéng）中幹燥介質與精礦發生（shēng）接（jiē）觸（chù）的幹燥過程，如圓筒幹（gàn）燥和氣流幹燥（zào）。直接幹燥一（yī）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。早期，冶煉廠一般采用圓筒幹燥或氣（qì）流幹燥，其中氣流幹燥又分二（èr）段式(鼠籠打散機+幹燥管)和三段式(短圓筒（tǒng）幹燥（zào）機+鼠籠打散機+幹燥（zào）管)。這兩種方法雖（suī）然精（jīng）礦處理能力較大且產品粒度均勻（yún），但都存在著熱效率低（dī）、占地（dì）麵積大和流程複雜的缺點。
    此外，氣流幹燥機由於垂直輸送物料，回轉窯動力消耗很高；其中的鼠籠打（dǎ）散機由於高速旋轉(250—300 r／rain)，轉子易磨損，檢修（xiū）工作量大，一（yī）般2—3星期即需補焊一次-3]。鑒於上（shàng）述（shù）原因（yīn），近些年部（bù）分廠家開始采（cǎi）用旋轉閃蒸幹燥機來幹燥某（mǒu）些精礦(如鉬精礦)。但旋轉閃蒸幹燥機一般采用高溫氣體作為幹燥（zào）介質，易形成SO：，對設備造成（chéng）腐蝕，而（ér）且下部（bù）攪拌器的（de）轉速較高，容易發生磨損。另外，旋轉閃蒸幹燥機同樣存在熱效（xiào）率低和處（chù）理能力小的問題。特別需要指（zhǐ）出的是，直接幹燥法普遍存在尾氣處理問題。其尾氣流量大，粉塵含量高，處（chù）理不當易造成環境（jìng）汙染。
2．2 間接幹燥
    精礦的間（jiān）接幹燥是指在幹（gàn）燥過程中幹燥介質不與精礦發生（shēng）接觸的幹燥過程，其設（shè）備有（yǒu）多層蒸汽（qì）盤管幹燥機、盤式幹燥（zào）機、槳葉幹燥（zào）機和蒸汽管回轉幹燥（zào）機等。間接幹燥機一般（bān）采用飽和蒸汽為加熱介質，其熱效率遠高於直接幹燥，且尾氣量小、粉塵含量低，因（yīn）而流程相對簡（jiǎn）單。多層蒸汽盤管幹燥機是^早（zǎo）用來幹燥精礦的間接幹燥機。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（de）轉動向前推進。由（yóu）於精礦（kuàng）的磨損（sǔn）性（xìng）較強，易發生盤管（guǎn）破損、護板及刮板磨損（sǔn）等（děng），檢（jiǎn）修工作^頻（pín）繁。一般情況（kuàng）下，幹燥機每周（zhōu）停（tíng）機檢查一次。盤式幹燥機曾用於幹燥硫精砂，但出現了很多生產故（gù）障：上部幾層幹燥盤上的物料結疤，物料容易從幹燥盤外沿直接掉落到底盤而短路，以及耙葉易磨損（sǔn）造（zào）成耙杆斷裂。這些問題直接影響（xiǎng）了幹（gàn）燥效果和幹燥設備的正（zhèng）常運行，^後廠家被迫（pò）對物料進行預幹燥後再將其送入盤式幹燥機幹燥，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。槳葉幹燥機特別適合（hé）於幹燥粘性及膏狀物料 。根據試驗研究，槳葉幹燥機對精礦的幹燥效果很好，由於槳葉的自清理作用，物料基本沒有粘結情況，流動狀態良好，出口產品的（de）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（xíng）裝置。蒸（zhēng）汽管回轉幹燥機由於其節能環保，單台處（chù）理能力大和動力消耗低等優點，已逐漸成為精礦幹燥的^設備。下麵重點介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（zào）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化攻關，經過不斷地改進和優化，形成了自己的專利技術。該公（gōng）司先（xiān）後（hòu）完成了大型HDPE和PTA(對精苯二甲酸)裝（zhuāng）置蒸汽管回轉幹燥機的（de）國產化，並將（jiāng）該技術成功地應用於冶金行業濕精礦（kuàng）的幹燥。
3．1 結構和工作原理
    如前所述，蒸汽管（guǎn）回轉幹燥機是一種間（jiān）接加（jiā）熱型回轉幹燥機，其結（jié）構如圖1所示。蒸汽管回轉幹燥機主要（yào）由簡體、蒸汽管、進料螺旋、進料端密封、出料端密（mì）封（fēng）、蒸汽係統、傳動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（zài）筒體內，貫穿整個幹燥（zào）機。幹燥所需的熱量由通（tōng）入換（huàn）熱管內的蒸汽提供。另外，向簡體內（nèi）通入少量載氣(空氣（qì）)，將幹燥過程蒸（zhēng）發（fā）出來的水分攜帶到筒外。
3 2 試驗研究
    天華化工機（jī）械及自動化研究設計（jì）院采用蒸汽管回轉幹燥（zào）機，對銅（tóng）精礦的幹燥進行了詳細的試驗研究。幹燥機規格為 00 mm X 3 500 mm，采（cǎi）用飽和蒸汽為加熱介質（zhì）。試驗目的在於了解不同含水量物（wù）料的流動、粘結情況，以及幹燥後物料（liào）的粒徑分布情況（kuàng）。試驗采用廠家提供的國內外（wài）共5種原料，其W(H 0)為5％ 一6％。由於水含量較低，幹燥過程中（zhōng）沒（méi）有粘壁現象，物料的流動性很好，產（chǎn）品能滿足閃速（sù）爐熔煉的水含量要求，但幹燥前後銅精礦的粒度分布變化不大。銅精礦幹燥曲線和幹燥速率曲線分（fèn）別見圖2和圖3。由圖2可見，停（tíng）留時間在30 rain左右即可使產品的(H₂O)達到0．3％ 以下。
    從試驗研究來看，蒸（zhēng）汽管（guǎn）回轉幹燥機具有處理能力大（dà）和功耗（hào）低的（de）優勢，隻要適當控製進料的濕含量就可以滿足粒（lì）度要求。如果（guǒ）幹燥後（hòu）產品采用氣力輸送，幹燥時形（xíng）成的疏鬆顆粒完全可以被（bèi）打散，對後續（xù）設備沒有不（bú）利影響（xiǎng）。
3．3 幹燥工藝流程
    蒸汽（qì）管回轉（zhuǎn）幹燥機以（yǐ）中低壓飽和蒸（zhēng）汽作（zuò）為加熱介質，幹燥溫度較低，因此不會造成（chéng）精礦中硫化物（wù）的（de）分解和氧化。銅精礦回轉幹燥機的工藝流程（chéng）如（rú）下：濕精（jīng）礦通（tōng）過螺旋進料器（qì）進入（rù）幹燥機內部，幹燥機筒體（tǐ）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（zhì）的蒸汽管進行換熱而被幹燥，幹燥後的精礦經過出料箱排出；少量載氣從出料端進入幹燥機內部，攜帶幹燥（zào）過程蒸發的水分從進料端（duān）排出；經過（guò）布袋（dài）除（chú）塵器分離除塵後，尾氣排空，收集的粉塵（chén）返回進料螺（luó）旋。該工藝具有流程簡單、設備數量少、投資低、熱效率高、粉塵及有害氣體排放（fàng）量（liàng）小、便於（yú）操作及維護管理等（děng）優點（diǎn）。
3．4 工業應用（yòng）
    天華化工機械及自動化研究設計院為金川公（gōng）司研製的銅精礦蒸汽管回轉閃蒸幹燥機規格為 ．2m X 17．5 m，處理能力超過100 t／h。該幹燥設備應用於該公司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燥機，也是冶金行業第一台與（yǔ）引進（jìn）閃速爐配套的大型國產精礦幹燥設備。它采用（yòng）廢熱鍋爐的中低壓蒸汽作（zuò）為熱（rè）源，節能效果^明顯。自（zì）2005年9月開車以來，幹（gàn）燥（zào）機運行（háng）狀態良好。它的成功（gōng）應用（yòng）為國家節約外匯（huì）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。此項目在國（guó）內首（shǒu）次采用（yòng）蒸汽管回轉（zhuǎn）噴霧幹（gàn）燥設備幹燥硫精砂，設備規格為 ．4 m X 21 m，處理能力65 t／h L1 。實踐證明，蒸汽管回轉幹燥機非常適合對精礦（kuàng）進（jìn）行大批量（liàng）處理和深度幹燥，並且具有環保和節能的優點（diǎn），值得推廣.