干燥系统培训教材.docx

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在前面的章节中我们已经学习了矿物组成特点及镍精矿的成份特点，为了满足火法冶炼工序对物料的物理质性的要求，必需对含水的精矿进展枯燥或焙烧处理。
精矿的物理特征
精矿是矿石经过选矿工艺过程产出的富集有价金属的物料。依据选矿工艺的不同，其有以下特征：
水份
精矿水份是衡量精矿质量的标准之一，依据选矿方法的不同，精矿水份一般在 10～25％。精矿所含水份有四种：
A、毛细水份B、重力水份C、薄膜水份D、吸湿水份
粒度
它是表示精矿颗粒大小的物理量，通常以“目”表示。它是指每英寸〔相当于 毫米〕长度内所具有的孔数目。筛上物为“+”，筛下物为“-”。例如：-200 目›80％即表示筛网 每英寸长度内有 200个孔，筛孔尺寸为 毫米，有 80％可通过此筛网，筛孔大小与筛孔实际尺寸见表 .
表 5-1 筛孔大小与实际尺寸关系
筛孔大小〔目〕
筛孔实际尺寸〔mm〕
筛孔大小〔目〕
筛孔实际尺寸〔mm〕
3

35

4

48

6

65

8

100

10

150

14

200

20

270

28

400


堆比重
单位体积的物料在自然积存条件下所具有的重量，称为堆比重。干精矿〔含水小于 ％，粒度-200 目大于 80％〕～，不同的水分和粒度，对物料的堆比重值有直接影响。
安眠角
物料漏出时得到的圆锥状积存底角，称为安眠角，湿精矿的安眠角为 45o，干精矿为 30o。
精矿的枯燥
枯燥的目的
枯燥生产工序的目的是对选矿产出的湿精矿进展枯燥脱水、制粒处理。沸腾炉焙烧工艺则要求枯燥后的精矿水分为 5～7％，粒度为3～7mm；％，粒度要求-200 目大于 80％。
枯燥的过程
A、枯燥就是利用介质热能使固体物料中的水份汽化，随之水汽脱离物料被气流带走的过程。固体含水物料即为被枯燥的物料；气体
被称为枯燥介质。
B、依据热能传给湿物料的方式，枯燥过程可分为：对流枯燥， 传导枯燥，辐射枯燥和介电加热枯燥等。
a、对流枯燥：热能以对流的方式由热气体传给与其直接接触的湿物料。转筒枯燥即属于对流枯燥。在对流枯燥中，作为枯燥介质的热空气，既是载热体又是载湿体。
b、传导枯燥：热能以传导的方式传给湿物料。湿物料与加热介质不能直接接触，如蒸汽枯燥等。
c、辐射枯燥：热能以电磁波的形式投射到物料外表使水份汽化， 这种方法又称为红外线枯燥。
d、介电加热枯燥：此法是将电极插入物料中，电极供以变频沟通电，物料靠介电损失所产生的内部热源进展枯燥。
C、枯燥设备
冶金工业中的枯燥设备种类繁多，有转筒枯燥器、气流枯燥器、沸腾枯燥器以及厢式耙式、喷雾枯燥器。
a、转筒枯燥器是把湿物料送入枯燥器使其与热气流接触，从而获得枯燥产品。芬兰即承受转筒枯燥器。
b、气流枯燥法是将泥状、颗粒状的湿物料送入热气流中，与之并流接触，从而获得分散成粉粒状的枯燥产品。日本全部承受气流枯燥，我国的贵溪和金川都承受的是集枯燥和打散于一体的三段式气流枯燥方法。
c、喷雾枯燥是将液体物料通过雾化器喷洒成细小的液滴，以增大它与热空气的接触面积，从而强化枯燥过程。承受这一方法的有澳
大利亚、博茨瓦纳以及前苏联。
d、沸腾枯燥是通过热风使物料形成稳定的流态化沸腾层，与热风充分接触促进枯燥。加拿大国际镍公司钢铁冶炼厂承受这种枯燥方法。
e、蒸汽枯燥是将湿精矿参加夹套式蒸汽枯燥器中使水份汽化， 从而获得枯燥产品的一种方法。蒸汽枯燥是芬兰最承受的枯燥方法。我国的贵溪和金川在铜冶金工艺中也有应用。
f、远红外线枯燥是近年进展起来是一项技术，它是利用物体吸取红外线后物体分子产生共振现象，从而使物质变热，到达枯燥的目的。它以枯燥速度快、生产效率高、节约能源、制造简便等优点得到广泛应用。
转筒枯燥过程的根本原理
转筒枯燥过程分为逆流式和顺流式。逆流式是湿物料由加料管进入窑尾，空气经风机吸入经加热至肯定温度后进入窑头。湿物料与热气流进展定向逆流接触，热空气将热量以对流的方式传给物料；同时物料中汽化的水份被空气带走。
枯燥介质一方面作为载热体将热量传给湿物料；另一方面又作为载湿体将汽化后的水份带走。
顺流式枯燥与逆流式的不同之处即是物料与热空气从同一侧进入枯燥机内，其热传热方式一样。
影响枯燥过程的主要因素有：
A、湿物料的物理及化学特征；
B、湿物料的水份及温度。物料的水份越高，枯燥力量越低。物料温度越低，相应枯燥力量也将降低。
C、枯燥介质的温度。枯燥介质温度高，枯燥力量就大。但是， 枯燥介质的温度不能任意提高，一般应低于物料的变质温度。
D、枯燥介质的气流速度。
E、湿物料与枯燥介质的接触状况。F、枯燥设备构造。
其次节 精矿气流枯燥系统
工艺流程
概述
金川闪速炉系统精矿枯燥承受了气流枯燥工艺，设备设施主要由枯燥窑、鼠笼打散机和气流枯燥管组成，故又称“三段式气流枯燥”。枯燥的介质为粉煤燃烧室产出的热烟气，热烟气可用三次风稀释降 温，将枯燥窑入口烟气温度掌握在 400℃～800℃,使含水为 8%～ %的铜镍混合湿精矿经枯燥窑枯燥，含水降至5%～7%后进入鼠笼打散机。在鼠笼内精矿被高速旋转的鼠笼转子打散呈悬浮状态，枯燥效果格外显著。然后精矿由后部的排烟机将精矿与热烟气吸入气流枯燥管中，精矿与烟气以 18m/s～20m/s 的速度流淌，使精矿脱水枯燥至含水 %以下。此时精矿再经两段旋涡收尘器捕集后由旋涡灰斗底部溢流螺旋、刚性给料器及料管运进干精矿仓存放，枯燥后的烟气则经过枯燥电收尘捕集后排空，枯燥烟灰由仓式泵送往闪速炉烟灰仓存放。
配料
闪速炉要求入炉物料的物理、化学性质均匀且稳定，因此对参加的物料首先要进展配料。所谓配料就是将各种不同品位的精矿或各种不同种类的物料按肯定比例混合，使之物理、化学性质满足冶炼工艺要求。配料方式有两种：一种是仓式配料法，一种是堆式配料法。
仓式配料是将几种品位不同的精矿或各种不同种类的物料分别 存入各自的料仓内，料仓底部配有可调速可计量的卸料装置，通过调速计量来实现配料，配料比率可由现场设定或由闪速炉中心掌握室计算机进展自动调整。闪速炉系统承受的是仓式配料法，将精矿、熔剂和烟灰等由各自的风根秤实现仓式配料。
枯燥过程及方法
闪速熔炼对精矿的要求：
闪速熔炼是将精矿与200℃的预热空气或富氧空气按肯定比例在精矿喷嘴内混合后垂直喷入反响塔内，精矿呈悬浮状态并被高温炉膛加热，与反响空气在 2～3 秒内进展反响，很快到达所要求的温度并快速熔化，熔融物落入沉淀池进展沉降分别。由于反响的时间很短， 为保证冶炼过程的顺当进展，闪速熔炼对精矿提出了比较严格的要 求：
精矿含水必需在 %以下。假设水份大于 %，在冶炼过程中，精矿颗粒外表会形成一层水蒸汽薄膜，阻碍精矿反响的进展。因此，要求精矿进展深度脱水枯燥。
闪速炉要求处理高品位的精矿，即要求处理高硫低镁的铜镍混合湿精矿。由于精矿含硫高，将使熔炼反响有足够的热放出， 以削减外界补充燃料的消耗；由于氧化镁熔点高，生产过程中需要保持较高的操作温度，所以要求精矿中氧化镁含量低于 %。
精矿粒度必需是-200 目〔〕＞80%，以保证精矿与反响空气能够良好的接触，以利于熔炼反响的进展。
枯燥过程简介：
所谓枯燥，就是利用介质热能使固体物料中的水份汽化，随之 水汽脱离物料被气流带走的过程。固体含水物料即为被枯燥的物料； 气体被称为枯燥介质。依据热能传给湿物料的方式，枯燥过程可分为： 对流枯燥、传导枯燥、辐射枯燥和介电加热枯燥等。
对流枯燥：热能以对流的方式由热气体传给与其接触的湿物料。这种枯燥方法包括气流枯燥、沸腾枯燥、喷雾枯燥、回转窑枯燥等。在对流枯燥中，作为枯燥介质的热空气，即是载热体又是载湿体。
传导枯燥：热能以传导的方式传给湿物料，湿物料与加热介质不是直接接触。这种枯燥方式有蒸气枯燥器枯燥。
辐射枯燥：热能以辐射的形式投射到物料外表使水份汽化，这种方枯燥方法又称为红外线枯燥。
介电加热枯燥：马上电极插入物料中，电极供给变频沟通电， 物料靠介电损失所产生的内部热源进展枯燥。
枯燥方法简介：
由于闪速炉要求入炉物料的水份小于 %，因此，物料在入炉前必需进展枯燥处理，闪速熔炼物料枯燥的方法一般有：回转窑枯燥、气流枯燥、喷雾枯燥、沸腾枯燥以及蒸汽枯燥，以上几种枯燥方法都能把精矿水份枯燥到 %以下。镍闪速炉承受气流枯燥，铜合成炉承受蒸汽枯燥，镍顶吹炉承受气流预枯燥。这里主要介绍气流枯燥。
所谓气流枯燥：是指将湿物料送入热烟气中，通过与热烟气接触换热，使其中的大局部水份汽化后被带走，最终得到分散成粉状的
含水较低的枯燥物料。日本全部承受气流枯燥，我国的贵溪冶炼厂和金川镍闪速炉也承受这种枯燥方法。气流枯燥工艺的特点是：被枯燥的物料与热烟气直接接触，并且呈均匀、分散、悬浮状态，固相与气相之间的传热、传质条件极为良好。它与其它枯燥方法相比具有以下四个方面的优点：
1〕气流枯燥是一种低温快速枯燥方法，它可广泛利用各种冶炼废气，因此燃料消耗少。2〕气流枯燥速度快，枯燥强度大，处理量大，热效率高，与回转窑枯燥相比，气流枯燥的热耗值仅 1000kcal/kg 水，而回转窑枯燥的热耗值则高达 1300 kcal/kg 水～1400 kcal/kg 水。3〕由于承受负压操作，环保条件好，枯燥过程易于掌握，能实现自动化连续作业。4〕在枯燥的同时将物料提升到炉顶，将枯燥与输送两个过程合二为一，省去了提升设备，投资少，经济效益好。
气流枯燥的主要缺点是：系统设备磨损快，设备浩大，动力消耗大。
工艺流程
闪速炉气流枯燥工艺可分为精矿上料和精矿枯燥两个局部，其工艺流程见下面两幅图。
根本原理
气流枯燥工艺的根本原理
金川精矿气流枯燥分为短窑枯燥、鼠笼打散机枯燥和气流枯燥管枯燥三个过程，是一种低温、大风的枯燥工艺〔即枯燥过程风矿比为
1200M3/t 干矿〕。粉煤燃烧室产生的 800℃～1000℃的烟气经混风室内配入冷空气调控至 400℃～800℃后进入枯燥窑。湿精矿经窑头摇摆机参加枯燥窑内，由枯燥窑扬料板将物料扬起与热烟气进展定向顺流接触，热烟气将热量以对流方式传给湿精矿，同时精矿中的水分被汽化后随烟气带走。在鼠笼内，鼠笼转子将湿精矿打散呈悬浮状态， 使其与热烟气充分接触，湿精矿中的水分进一步汽化脱离。当气流管内的气流速度大于精矿的下落速度时，精矿随气流上升，均匀分布于气流管中与热烟气直接接触，精矿水分进一步汽化，从而实现镍精矿的深度枯燥。
其中，枯燥介质〔即热烟气〕既作为载热体将热量传给湿物料， 又作为载湿体将汽化后的水分带走。