金屬硫化物精（jīng）礦的幹燥設備特性及選型（xíng）

本文以硫化（huà）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)是硫酸工業和冶金工業的重（chóng）要原料，浮選後的精礦(硫精（jīng）礦、銅（tóng）精礦、鎳精（jīng）礦、鉬精礦和鋅精礦等)需要進行幹燥才能進入後（hòu）續的焙燒和熔（róng）煉設（shè）備。在我國，隨著大型硫鐵礦（kuàng）焙燒及（jí）有色金屬（shǔ）冶煉（liàn）裝置的建設，迫切要求提高精礦幹燥設備（bèi）的單台處理能力，並要求對精礦實施深度幹燥。

1 精礦的幹燥特（tè）性及幹燥要（yào）求
潮濕的硫化銅精礦一般為灰褐色，粒度約（yuē）200目(74 m)。由於金屬含（hán）量較高，堆密度較大，對設（shè）備的磨損性（xìng）較強。經浮選法生產的精礦，其W(H2O)一般為10％ 一15％ 。當（dāng）W(H2O)為10％左右（yòu）時，精礦比較鬆散；當w(H：O)更高時，精礦（kuàng）比較粘（zhān）。此外，精礦（kuàng）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煉作業有很（hěn）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)低於0．3％。水含量過高會造成精礦流動性差，堵塞加（jiā）料鬥（dòu）L2]，也不利於有色金（jīn）屬的熔煉（liàn）。另外，熔（róng）煉（liàn）作業對幹燥後精礦的粒度也有一定的要求。
2 幹燥方法（fǎ）及設備
金屬硫化（huà）物精礦的幹燥一（yī）般分直接幹燥和間接幹燥兩種方式。
2．1 直接幹燥
精礦的（de）直（zhí）接幹燥是指（zhǐ）在幹燥（zào）過（guò）程中幹燥介質與精礦發生接觸的幹燥過程，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。早期，冶煉廠一般采用圓筒（tǒng）幹燥（zào）或氣流幹燥，其中氣（qì）流（liú）幹（gàn）燥又分二段式(鼠籠打散機+幹燥管)和三段式（shì）(短圓筒幹燥機+鼠籠打（dǎ）散機+幹燥管)。這兩（liǎng）種方法雖（suī）然（rán）精（jīng）礦處理能力較大且產品粒度均勻，但（dàn）都存在著熱效率低、占地麵積大（dà）和流程複雜的缺點。
此外，氣流幹燥機由於垂（chuí）直輸送（sòng）物料，回轉窯動力（lì）消（xiāo）耗很高；其中的鼠籠打散機由於高速旋轉(250—300 r／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（jiàn）於上述原因，近些年部分廠家開始（shǐ）采用旋（xuán）轉（zhuǎn）閃蒸幹燥機（jī）來幹燥某些精礦(如（rú）鉬精礦)。但旋轉閃蒸幹（gàn）燥機一般采用高（gāo）溫氣體作（zuò）為幹燥介質，易形成SO：，對設備造成腐蝕，而（ér）且下部攪拌器的轉速較高，容易發生磨損。另外，旋轉閃蒸幹燥機同樣存在熱（rè）效率低和處理能力（lì）小的問題。特別需要指出的是，直接幹燥法普遍存（cún）在尾氣處理問題。其尾氣流量大（dà），粉塵（chén）含量高，處理不當易造成環境汙染。
2．2 間接幹（gàn）燥
精礦的間（jiān）接幹燥是指在幹燥過程中幹（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（gàn）燥機、槳葉幹燥機和（hé）蒸汽管（guǎn）回轉幹燥機等。間接幹燥機一般采用飽（bǎo）和蒸汽為加熱介質（zhì），其熱效率（lǜ）遠（yuǎn）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（jī）是^早用（yòng）來幹燥精礦的間接幹（gàn）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（kuàng）隨著轉子的轉動向前推進。由於精礦的磨損性較強，易發生盤管破損、護板及刮板磨損等，檢（jiǎn）修工作^頻繁。一般情況下，幹燥機每周停機（jī）檢查一次。盤式幹燥機曾用（yòng）於幹（gàn）燥硫（liú）精砂，但出現了很多生產故障：上部幾層幹（gàn）燥盤上的（de）物料結疤（bā），物（wù）料容易從幹（gàn）燥盤外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的正常運行，^後廠家被迫對物（wù）料進行預幹燥後再將其送入盤（pán）式幹燥機幹燥，不（bú）但工藝流程加（jiā）長，而且投資增加（jiā）。另外，它（tā）的處理能力也較小。槳葉幹燥機特別適合於幹燥粘性及膏狀物料 。根據試驗研究，槳葉幹（gàn）燥機對精礦的幹燥效果很好（hǎo），由於槳葉的自（zì）清理作用，物料基本沒有粘（zhān）結情況，流（liú）動狀態良（liáng）好，出口（kǒu）產品（pǐn）的含濕量和粒度均能滿（mǎn）足工（gōng）業要求。但由於物料的特性，槳葉易磨損且動力消耗較大，不（bú）適用於大型裝（zhuāng）置。蒸（zhēng）汽管回轉幹燥機由於其節能環保，單台處理能力（lì）大和動力消耗低等優點，已逐漸成為精礦幹燥的^設（shè）備。下麵重點介紹蒸汽管回轉幹燥機.
3 蒸汽管（guǎn）回轉幹（gàn）燥機（jī）
蘭州瑞（ruì）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（gàn）燥機的國產化攻（gōng）關，經過不斷地改進和優化，形成了自（zì）己的（de）專利技術。該公司先後完成了大型HDPE和PTA(對精苯二甲（jiǎ）酸)裝置蒸汽管回轉幹（gàn）燥機（jī）的國產化，並將（jiāng）該技術成功地（dì）應用於冶金（jīn）行業（yè）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（gàn）燥機是（shì）一種間（jiān）接加熱型回轉幹燥機，其結構如圖1所示。蒸汽管回轉幹燥機主要由簡（jiǎn）體、蒸汽管、進料螺旋、進料端密封、出（chū）料端密封、蒸汽係統、傳動係統和支撐件等（děng）組成。蒸汽換熱管以同心圓方式（shì）排成若幹（gàn）圈，布（bù）置在筒（tǒng）體內，貫穿整個幹燥機。幹（gàn）燥所需的熱量由通入（rù）換熱管內的蒸汽提供。另外，向簡體（tǐ）內通入少量載氣（qì）(空氣)，將（jiāng）幹燥過程蒸（zhēng）發出來的水分攜（xié）帶到筒（tǒng）外。
3 2 試驗研究
天華化工機械及自動化研究設計院采用蒸汽管回轉幹燥機（jī），對銅精礦的幹燥（zào）進行了詳細的試驗研究。幹燥機規格（gé）為（wéi） 00 mm X 3 500 mm，采用飽和蒸汽為加熱介質。試驗目的在於了解不同含水（shuǐ）量物料（liào）的流動、粘結情況，以及幹燥後物料的粒徑分布（bù）情況。試驗采用（yòng）廠家提供的（de）國內外共5種原料，其W(H 0)為5％ 一6％。由於水含（hán）量較低，幹燥過程中沒有粘壁現象，物料的流動性很好（hǎo），產品能滿（mǎn）足閃速爐（lú）熔煉的水含量要求，但幹燥前後銅精礦的粒（lì）度（dù）分（fèn）布變化（huà）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，蒸汽管回轉幹燥機具有處理能力（lì）大和功耗低的優勢，隻要適當控製進料的濕含量就可以滿（mǎn）足粒度要求。如果幹燥後產品采用氣力輸送，幹燥時形成的（de）疏鬆（sōng）顆（kē）粒完（wán）全（quán）可以被打散，對後續（xù）設備沒有不利影響。
3．3 幹燥工藝流（liú）程
蒸汽管回轉（zhuǎn）幹燥機以中低壓（yā）飽和蒸汽作為加熱介質，幹燥溫度較（jiào）低，因此不會（huì）造成精礦中硫化（huà）物的分解和氧化。銅精礦回轉幹燥機的工藝流程如下：濕精礦通過螺旋進料（liào）器進入幹燥機內部，幹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（biān）與沿簡體四周布置的蒸汽管進行換熱而被幹燥，幹燥（zào）後的精礦經過出料箱排出；少量載氣從出料（liào）端進入（rù）幹燥機內部，攜帶幹燥過程蒸發的水分從進（jìn）料端排出；經過（guò）布袋除塵器分離除塵後，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（shǎo）、投資低、熱效率高、粉塵及（jí）有害氣體排放量小（xiǎo）、便於操作及維護管理等優點。
3．4 工業應用
天華化工機械及自動化研（yán）究設計院為金川（chuān）公司研製的銅精礦（kuàng）蒸汽管回轉閃蒸幹燥機規（guī）格為 ．2m X 17．5 m，處理能力超過100 t／h。該幹燥（zào）設備應用於（yú）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引進閃速爐配套的大（dà）型國產（chǎn）精礦幹燥設備。它采用廢熱鍋爐的中低壓（yā）蒸汽作為熱源，節（jiē）能（néng）效果^明顯（xiǎn）。自2005年9月開車以來，幹燥機運行狀態良好。它的成功應（yīng）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。此項目（mù）在國內首次采用蒸汽管回轉（zhuǎn）噴霧幹燥設備幹燥（zào）硫精（jīng）砂，設備規格為 ．4 m X 21 m，處理（lǐ）能力65 t／h L1 。實踐（jiàn）證（zhèng）明，蒸汽管回（huí）轉幹燥機非常適合對精礦（kuàng）進行大批量（liàng）處理和深（shēn）度幹燥，並且具有環保和節能的優點，值得（dé）推廣.