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[發明專利]一種礦石焙燒過程中防止結塊的方法在審

專利信息
申請號: 201210535769.4 申請日: 2012-12-12
公開(公告)號: CN103866117A 公開(公告)日: 2014-06-18
發明(設計)人: 趙君梅;潘峰;劉會洲 申請(專利權)人: 中國科學院過程工程研究所
主分類號: C22B1/02 分類號: C22B1/02;C22B59/00
代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332 代理人: 鞏克棟
地址: 100190 *** 國省代碼: 北京;11
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 礦石 焙燒 過程 防止 結塊 方法
【說明書】:

技術領域

本發明涉及礦石冶煉技術領域,具體地,本發明涉及一種礦石焙燒過程中防止結塊的方法。

背景技術

包頭稀土精礦目前主要采用濃硫酸高溫焙燒,該方法是包頭稀土礦的主要冶煉生產工藝。但是也暴露出一些不足,如鐵、磷、釷大部分被“燒死”在渣中;含釷放射性廢渣及含氟、硫廢氣對環境污染嚴重;有價元素未得到綜合利用,造成資源浪費。酸氣腐蝕設備,環保困難,產生的“三廢”污染問題隨著稀土生產的加大,日益突出。發展基于堿法的集成新焙燒技術,仍是解決包頭礦焙燒污染的最有效方法之一。其中,碳酸鈉焙燒法被認為是較為清潔的冶煉流程,并且從經濟利益角度考慮成本較低。包頭礦的碳酸鈉焙燒工藝早在上世紀就完成了半工業試驗,但因當時尚無高品位稀土精礦(20-40%的混合礦),焙燒設備落后,存在焙燒過程中回轉窯內發生結塊的問題,致使碳酸鈉焙燒工藝未能在工業中得到生產應用。

包頭混合稀土精礦的碳酸鈉焙燒工藝中,用Na2CO3作為介質對混合稀土精礦進行氧化焙燒,進行了一系列實驗室靜態焙燒工作,在小型實驗中有時結塊,有時不結塊。高品位包頭稀土精礦除含有稀土元素外,還含有大量的非稀土雜質,例如鐵、鈣、氟、磷、硅及放射性元素釷,并含有一定量的螢石,在555℃時,螢石CaF2易與碳酸鈉形成共熔混合物,這也是稀土精礦的碳酸鈉焙燒過程中容易結塊的主要原因。焙燒工序是整個流程中最為關鍵的部分,該步驟直接關系到稀土的浸出率,而稀土的浸出率是焙燒工藝的最主要的生產指標。焙燒溫度和碳酸鈉的加入量是焙燒工藝的重要參數。實驗室的靜態焙燒基礎研究表明,針對當前實驗中的稀土精礦,稀土精礦的量與碳酸鈉的用量配比為1:0.3即可以滿足浸出率的要求。當按照小型實驗的條件,把按照一定比例混合好的稀土礦和碳酸鈉放入回轉窯中焙燒生產時,回轉窯壁上發生了粘結,且粘結像滾雪球一樣,導致窯壁上的粘結層越來越厚,致使窯膛越來越小,不僅發生阻料,而且焙燒效率大大降低,甚至于使得焙燒無法順利進行。

為了防止焙燒時結塊與結疤,通常在焙燒過程中引入研磨體,即邊焙燒邊研磨的方式,把將要發生燒結成塊的團塊迅速打碎,在礦石顆粒表面進行介質更新,同時使已結塊的顆粒在外力的作用下予以破碎。破碎的方法有很多,如用力機械攪拌,在槳葉不斷的攪動下,已經結塊的顆粒被攪碎,但此方法不易擴大,難以進行工業化應用。

例如,我們在先申請的專利提出一種防結圈焙燒回轉窯的研制方法(CN102494535A),具體就是在回轉窯的內部放置研磨體,該研磨體為直徑20~35mm的瓷球或鵝卵石。回轉窯的內部設置有螺旋式帶形導軌,導軌內部中空,且外沿與回轉窯內壁緊密貼合,該帶形導軌貫穿于回轉窯爐膛內,窯體與地面呈3°~5°傾斜角。當將物料送入回轉窯時,物料與回轉窯內部的研磨體形成邊焙燒邊研磨的焙燒方式,隨著回轉窯的旋轉,研磨體與物料沿帶形導軌向出料端移動,最終出料。出料后物料與研磨體冷卻后分離,分離出的研磨體返回回轉窯中重復使用。此外,在先申請的專利也提出在焙燒過程中加入研磨體的焙燒方式(CN102409164A),即在焙燒過程中加入鋼球等研磨體,在馬達的轉動作用下,研磨體由下向上移動,而后研磨體自上而下落下,落下過程中,研磨體對礦粉的沖擊作用,加之研磨體的摩擦作用,使得較大顆粒的礦粉易于破碎,從而保持焙燒物的分散狀。

因此,開發一種適于工業應用且成本較低,并且能有效防止焙燒時結塊與結疤的方法是所屬領域的技術難題。

發明內容

針對現有技術的不足,本發明的目的之一在于提供一種礦石焙燒過程中防止結塊的方法。

在工業煉鐵時也存在一系列問題,礦石品位越來越貧,冶煉鐵礦石的生產率不高,更嚴重的是煉鐵爐的爐壁上經常發生結塊、結疤、結瘤的現象,使得煉鐵爐內體積逐漸變小,生產受到影響。研究工作者針對煉鐵的過程分析了爐內溫度分布和相變情況,發現在冶煉各種生鐵還原過程中,固相、塑料相及液化相區域有一個規律:在650℃以下為固相,650~850℃區域內會產生熔結。650℃是一個分界線,方解石、石英石、磷石英、赤鐵礦均由固態逐漸變為熔結態。在有Fe2O3存在的礦石中,200~300℃時Fe2O3礦粒就粘結起來,在煉鐵過程中發生的結塊結疤情況基本上已研究清楚。

我國火法煉銅、煉鐵上已有上千年的歷史,現代的煉鐵往往在配料時,除鐵礦石外,要添加添加劑。如根據鐵礦石的物料性質,加入石灰或硅石,主要目的是改變在熔融狀態下鐵礦在還原過程中的流動性質,防止結塊、結瘤,并且有利于爐中渣和液相鐵的分離。

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