[實用新型]一種氧化錳礦物連續(xù)還原焙燒裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320230382.8
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN203238312U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 周振喜
• 申請（專利權）人: 西安西駿新材料有限公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B47/00
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型屬于化工工藝技術領域，具體涉及一種氧化錳礦物連續(xù)還原焙燒裝置。

背景技術

我國錳礦資源主要分為氧化錳礦和碳酸錳礦兩類，碳酸錳礦主要用于生產電解錳，而且技術成熟，在國內外得到廣泛應用，隨著錳工業(yè)的發(fā)展，優(yōu)質碳酸錳礦資源供應越來越緊張，一定程度上限制了電解錳工業(yè)的發(fā)展，高品位的高價氧化錳礦由于雜質含量較少，工業(yè)上可作為制備硫酸錳和電解錳的優(yōu)質原材料，但氧化錳礦物一般都不溶于或微溶于稀酸，生產硫酸錳和電解錳要求首先將氧化錳礦中的錳氧化物還原為酸溶性的MnO，這一還原過程對錳系產品的工藝流程及生產成本以及產品品質均有重要的影響，所以氧化錳礦石的還原，包括濕法和火法還原一直是國內外錳加工產業(yè)的重要研究課題。

高溫火法還原是目前國內外研究和應用最多的火法還原工藝，根據(jù)還原主體設備不同，可分為回轉窯、反射爐、沸騰爐/流態(tài)化爐、微波還原等方法。

1）回轉窯法：國外電解金屬錳，電解MnOZ和其它錳鹽類產品的生產幾乎都是使用回轉窯工藝，以高品位軟錳礦為原料，進行還原焙燒后獲得MnO中間產品，20世紀70年代，南京棲霞山錳礦采用回轉窯還原軟錳礦用于硝酸法化學二氧化錳生產，20世紀80年代國內云南、湖南、廣東等地亦曾建成回轉窯用于軟錳礦的還原焙燒。余植春等報道了北京礦冶研究總院1985年對云南某錳礦回轉窯進行改造的工業(yè)化試驗結果。譚立群報道了全國錳業(yè)技術委員會開發(fā)的硫酸錳生產用電熱回轉式還原窯，廣西崇左康密勞化工公司采用蘭州制造的大型回轉窯進行進口高品位軟錳礦（含錳量大于45%）的還原焙燒；中信大錳公司大新分公司于2002年使用電熱式回轉窯對低品位軟錳礦進行還原焙燒；湖南湘西自治州德邦化工開展了以半水煤氣為熱源，使用多膛式回轉窯焙燒還原氧化錳礦的試驗；重慶大學近年來針對氧化錳礦回轉窯法開展了基礎研究，取得了較好的還原效果，但由于溫度較高，產物二次氧化仍然存在，導致氧化率低，仍然存在成本較高等問題。

回轉窯法還原劑無煙煤用量大于100kg/t，焙燒消耗煤氣220～230立方米，反應帶溫度在900℃以上。綜合來看，回轉窯還原焙燒法存在溫度高、能耗高、環(huán)保問題嚴重、窯內易結疤等缺點，生產成本一直高居不下。

2）反射爐法：廣東梅縣大雅化工廠采用兩礦焙燒法，即軟錳礦和黃鐵礦混合焙燒—水浸工藝生產硫酸錳的研究，在小型試驗的基礎上，采用反射爐進行了擴大化試驗并獲得了較好的試驗指標。然而，反射爐雖然結構簡單、投資少，但是能耗高、單位面積產量小、勞動強度大、密閉性差、污染嚴重、總熱耗為7732～7751MJ/t原礦，國家現(xiàn)已明令禁止采用該方法生產。

3）沸騰爐/流態(tài)化爐法：沸騰爐和流態(tài)化爐采用煤氣或還原性的燃燒氣體作為流化介質加熱還原軟錳礦。廣西八一錳礦曾于20世紀70年代實驗日處理100t氧化礦的單層沸騰爐，使用發(fā)生爐煤氣，或煤粉作為還原劑和燃料。巴西ICOMI礦業(yè)公司的圣塔納廠采用了道爾一奧立佛公司的雙格式流態(tài)層大型還原焙燒爐，日處理1000t精礦粉，但由于加熱和還原礦石在同一爐膛內完成，使爐內氣氛難以合理控制，致使熱耗高，熱效率低，煙塵率大，殘?zhí)几撸蚨a成本亦高。廣西大新縣新振錳品公司與武漢理工大學合作開展/軟錳礦流態(tài)化快速還原焙燒技術研究；清華大學與泉州化工廠合作開展了氧化錳礦的流態(tài)化還原的基礎及工藝研究，還原效果較好，但尚未工程化；長沙礦冶研究院申請了專利“一種用于高價氧化錳礦物的還原焙燒方法及設備”，申請?zhí)枺?00910303854.6，該方法通過控制熱風爐內的空氣過剩系數(shù)產生還原所需的氣氛和溫度，氧化錳礦粉在流態(tài)化焙燒爐中還原為可溶性的MnO，該方法未見后續(xù)報道。總的來說，沸騰爐和流態(tài)化爐還原焙燒目前在我國尚處探索和研發(fā)階段，工藝還未成熟，亦存在著系統(tǒng)能耗大、熱量不能回收、配套設備較復雜等缺點。

4）微波還原法：微波還原焙燒可實現(xiàn)連續(xù)化生產和全過程的自動化控制，且無粉塵、噪聲、余熱污染，從根本上改善了生產條件。為了使微波焙燒還原軟錳礦能夠實現(xiàn)產業(yè)化應用，近年來國內相關的研究機構開展了許多研究，但是尚需要經(jīng)過生產實踐的考驗。

除上述方法外，湖南湘西金旭冶化集團采用氣基豎爐進行了高品位軟錳礦的還原工業(yè)試驗，取得了一定進展，但生產中仍然存在產能低、能耗較高、生產不順行等問題。

總之，現(xiàn)有的采用焦炭、無煙煤、水煤氣等為還原劑的碳基還原法，普遍存在焙燒溫度高（大于850℃）、設備投資大、能耗高（煤基還原無煙煤的消耗大于100kg/t）、成本高（一般為380元/t一450元/t）等問題,致使碳基火法還原方法在工業(yè)上較少應用。