[發明專利]一種帶高溫除塵功能的硝酸鎂熱解爐裝置及方法

在審

• 申請號: 202010841315.4
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111847489A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王德喜;董輝;張繼宇
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學;遼寧圣世資源環境科技有限公司
• 主分類號: C01F5/06
• 分類號: C01F5/06;C01B21/38;B01D46/30
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

本發明屬于冶金固廢資源化利用領域，特別涉及一種帶有高溫除塵功能的硝酸鎂熱解爐裝置及方法。熱解爐裝置包括使熔融硝酸鎂發生熱解反應的熱解區和將硝酸鎂熱解后產生的分解氣體除塵的除塵區。熱解方法進入熱解爐步驟包括：將熔融狀態的硝酸鎂通過運輸泵送到熱解爐的熱解區進行熱解反應，粉料在底部排料；熱解區熱解硝酸鎂產生的分解氣體進入分解區，通過彎折管進入到填充層，分解氣體攜帶顆粒被填充層上的耐高溫顆粒附著，形成除塵氣體進入第一引風機。熱解步驟同樣利用熱解爐的除塵區簡化除塵裝置。本發明提出了一種結構簡單，除塵效率高，除塵效果好的帶有高溫除塵功能的硝酸鎂熱解爐裝置。

技術領域

本發明屬于冶金固廢資源化利用領域，特別涉及一種帶有高溫除塵功能的硝酸鎂熱解爐裝置及方法。

背景技術

鎳是重要的戰略金屬，廣泛用于不銹鋼、高溫合金、電鍍和化工行業。鎳資源主要分為硫化鎳和氧化鎳(紅土鎳礦)，硫化鎳含鎳品質高，所以成為生產鎳的重要礦物資源，儲量占世界總儲量30％～35％，而世界有70％鎳生產于硫化鎳礦。隨著鎳需求不斷增加及硫化鎳礦資源逐漸減少，從紅土鎳礦中經濟、高效地提鎳已成為關注的焦點。

紅土鎳礦含鎳品位低，大約1％，并且紅土鎳礦在冶煉之前不能通過選礦而顯著富集，開采的礦石直接進行冶金處理，投資成本高，經濟效益差。現有的紅土鎳礦冶煉工藝為火法、濕法、火法-濕法。濕法工藝因為具有能耗低、成本低、污染小的特點，近年來得到長足發展。尤其隨著高壓釜技術不斷成熟，加壓酸浸工藝已成為一種極具前景濕法冶金工藝。

紅土鎳礦濕法冶金生產中，以加壓硝酸酸浸技術代替傳統加壓硫酸酸浸技術作為Ni、Co浸取劑，由于紅土鎳礦中含有大量鎂，會產生副產品硝酸鎂等物質；目前，對于生產中副產品硝酸鎂等物資不能有效利用以及不當排放造成的環境問題，制約了工程技術的發展。根據現有技術而言：

專利CN 108862218 A公開了一種金屬硝酸鹽熱解制取硝酸的方法及裝置，通過在密閉的裝置中使金屬硝酸鹽粉末通過熱解，產生氧氣、二氧化氮及金屬氧化物，將得到的氧氣、二氧化氮導入吸收塔中，通過吸收塔中設有的吸收液循環吸收后，得到需要濃度的硝酸。整個系統保持密封、正壓，讓硝酸鹽在回轉窯內充分熱解，所產生氣體被吸收塔中液體吸收劑制成硝酸溶液。該專利實現了硝酸的回收利用。但是硝酸鹽的分解溫度要求很高，在回轉窯分解，存在分解不充分的情況，生成的氧化物在回轉窯爐中容易粘結在爐壁上。

因為回轉爐窯存在分解不充分的問題，硝酸鹽在回轉窯中會導致爐子的腐蝕問題，為了解決上述問題CN 109721038 A公開了一種硝酸鹽熱解回收硝酸方法，其特征在于將硝酸鹽分兩級預熱，獲得熱流體。采用噴霧熱解方法，在分解器中，利用高溫氣體進行加熱，將混合氣體和固體粉末分離，將氣體送至制酸系統。該專利克服了回轉爐窯腐蝕問題和硝酸鹽熱解受熱不均問題。

公開號為CN 110342497 A公開了一種采用蓄熱式循環加熱進行硝酸鎂霧化熱解的系統包括熱解爐、運輸泵、原料加熱器、風溫調節器、氣固分類器、蓄熱式熱風爐、第一引風機和酸吸收裝置組成。該方案提供了一種蓄熱式循環加熱進行硝酸鎂霧化熱解的系統方法，用以實現紅土鎳礦濕法冶金副產品硝酸鎂資源合理利用，以及無公害。采用蓄熱式加熱爐的方式，很好的實現了熱解爐中沒有其他氣體的混入，增加了分解氣體的純度。

綜上所述，采用噴霧熱解方法解決了回轉爐窯的腐蝕以及硝酸鹽熱解過程中受熱不均的問題，蓄熱式循環加熱進行硝酸鎂霧化熱解也只是分解氣體濃度得到了提高。但是熱解爐存在的出口粉塵量大的問題沒有得到很好的改善。

現有設備在運行實驗中存在以下問題：

熱解爐產生的分解氣體中顆粒物粒徑細，出口溫度高達450～500℃。現使用的旋風除塵器與沉降室組成的二級除塵效果不佳，周圍空氣中存在大量粉塵。

發明內容

發明目的：