[發明專利]一種錳礦石還原焙燒方法及設備

無效

• 申請號: 200810073937.6
• 申請日: 2008-11-25
• 公開（公告）號: CN101413056A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 朱軍
• 申請（專利權）人: 朱軍
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B5/10;C22B47/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生產電解錳的原料一氧化錳的方法和設備，特別是利用二氧化錳礦粉還原焙燒成一氧化錳的方法和設備。

背景技術

二氧化錳礦粉在一般條件下和硫酸不反應，但經高溫焙燒后還原成一氧化錳后就可以和硫酸反應成硫酸錳用于電解錳生產，電解錳行業采用二氧化錳礦粉還原焙燒后的一氧化錳進行生產電解錳已進入實踐階段。目前采用的焙燒設備有：(1)反射爐、(2)沸騰爐焙燒、(3)豎爐、(4)回轉窯、(5)微波等。我們首先簡述這幾種方法的特點：

1、反射爐

反射爐結構簡單，將二氧化錳礦在爐中焙燒經過炭還原后，再將焙砂裝入容器內上面覆蓋一層水防止氧化，放入水中再慢慢冷卻，由于經常打開爐門，爐內溫度不穩定且不易控制，導致焙燒產品質量不穩定，熱耗高、產量低、轉化率低，工作現場溫度高，粉塵大，環境污染嚴重，勞動條件惡劣。，國家發改委已明令取締反射爐用于生產電解錳生產工藝。

2、沸騰爐

沸騰爐焙燒是煤粉和還原礦石在同一爐膛內完成加熱—還原過程，但爐內氣體難以合理地控制，需要很大風力，這樣造成煙塵較大，熱耗高、殘炭高，熱效率低，目前很少在工業生產中應用。

3、回轉窯

回轉窯有外熱和外熱式兩種，已經有應用在生產上，但回轉窯能耗高，內熱式焙燒溫度難以有效控制，易結窯，外熱式(電加熱)的爐體損耗大，耗電成本亦高，煙塵大、配套設備較復雜，內熱式焙燒溫度難以有效控制，易結窯；外熱式(電加熱)的爐體損耗大，耗電成本亦高。而流態化焙燒爐則熱耗高、煙塵大、配套設備較復雜。此這兩種爐型結構不是很合理及冷卻效果差設備故障率高而全部停用或正在整改。

4、豎爐

豎爐焙燒是煤粉和還原礦石在同一爐膛內加熱，由于爐膛高，礦層厚通風差，只合適大粒狀的礦石焙燒，礦石透氣性差、還原效果不理想，過程熱耗高，動力大，對環境污染大，環保除塵運行費用大。

5、微波

微波加熱焙燒二氧化錳礦是近來出現的一種新技術，微波加熱對二氧化錳礦的碳熱還原焙燒有顯著的催化作用，使其還原速度加快而且還原程度徹底。但由于微波設備造價高，用電負荷大，電力設施投資巨大。微波設備制造精密度，大量的電子元件構成容易出現故障而難維修，用在工業生產還需要解決很多技術上的難題。

近年來一些文獻公開了一些改進的二氧化錳焙燒爐，例如：中國專利申請號：200520052813.1，公開(公告)號：CN2879076公開了一種二氧化錳焙燒爐，由焙燒室和冷卻室組成，焙燒爐為上下立式結構，其上部為圓拄形焙燒室，熔燒室周邊有多個進料口，下部為冷卻室，焙饒室與冷卻室通過成料出口垂直相通。二氧化錳礦粉經進料口進入焙燒室，焙燒成品后，經人工報至成料出口，下落入冷卻室。冷卻室內裝有百葉水箱，焙燒好的成料由百葉水箱內循環的流水散熱，封閉冷卻。成料冷卻后由二氧化錳生成一氧化錳，通過冷卻出料口出爐備用。該爐子的成料從焙燒室中部的出料口落入冷卻室，全封閉水冷后出爐，縮短了燒爐時間，節省了燃煤，避免了人的高溫作業。但是該焙燒爐還存在的不足之處是焙燒室設計不合理，二氧化錳礦粉在焙燒過程接觸過多氧氣，造成部分二氧化錳反應不完全。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種二氧化錳礦粉反應完全、節能降耗、清潔環保、勞動強度低、自動化程度高，還能充分利用熱能的方法及設備。

本發明的技術方案是這樣實現的：首先將烘干后的二氧化錳礦粉碎至<15mm的粒度，與還原粉以10：0.5—2比例，均勻攪拌，輸送至焙燒爐頂部進料倉，進入若干個密閉焙燒器內，密閉焙燒器之間安裝多個燒咀，燃燒燃料給二氧化錳礦石焙燒，二氧化錳礦石與還原粉在無氧補充的密閉焙燒器內加熱焙燒到900℃-970℃，反應時間2—3小時，然后在密閉焙燒器內下端在無氧接觸的情況下將焙燒后的錳礦石降溫并回收熱量和進一步冷卻到60℃以下，最后由自動出料裝置排出爐外，進入下一工藝工序。

以上所述的還原粉是無煙粉煤或焦炭，或者是能夠將錳礦石中的氧脫除的燃料，要求無硫和其它雜質。

以上所述的錳礦石降溫并回收熱量是焙燒反應完成的錳礦石用空氣在密閉的焙燒器外用空氣降溫到200—300℃，熱空氣收集作為密閉焙燒器外加熱燃料的熱風源。

以上所述的進一步冷卻是將焙燒降溫后的錳礦石用間接水冷卻。

以上所述的密閉焙燒器為管狀、球狀或不規則形狀焙燒器。

以上所述的加熱源可用發生爐煤氣、天燃氣、柴油，重油或電加熱等，二氧化錳礦粉以間接加熱的方式反應，可以設計自動化爐溫控制裝置。