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回轉窯焙燒鉬精礦工藝改進技術及效果

時間:2016-04-06   作者:紅星機器 返回列表

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某鉬礦焙燒企業安裝有2臺回轉窯,但是自投產使用以來,經常出現粘灰嚴重,頻繁堵塞現象,造成焙燒負壓不足,爐臺產生的廢品率也較高。為了解決以上問題,該選廠對回轉窯鉬精礦預處理和供熱系統實施改造,終實現了回轉窯鉬精礦焙燒系統節能環保的高效生產。

一、生產中存在問題

(1)鉬精礦預處理系統存在處理粒度較大、處理后原料含水較高。

回轉窯

(2)鉬精礦預處理系統距離回轉窯爐臺較遠,氣力輸送距離長,輸送設備故障率高,導致向兩臺回轉窯輸送物料不均勻,影響了入爐鉬精礦的進料量、水分含量、粒度大小等指標。

(3)原供熱系統采用燃煤燃燒器,存在供熱不穩定,造成回轉窯爐況波動較大,爐況穩定性差,爐況調整難度大。

(4)燃煤供熱能耗高達310kg標煤/噸氧化鉬,回轉窯產出的煙氣中二氧化硫濃度低且配氣制酸效果差。

(5)回轉窯鉬金屬回收率較低,僅為98.1%。

二、工藝改進

2012年該廠通過對回轉窯的鉬精礦預處理和供熱等系統進行一系列工藝技術改進,不斷優化回轉窯工藝操作參數,從而提高了回轉窯焙燒鉬精礦的產量、回收率,同時降低了生產成本等各項技術經濟指標。

1、鉬精礦預處理系統改造

(1)預處理系統存在問題

早期所用原料預處理系統主要設備為烘干機,干燥精礦采用氣力輸送。該系統存在向兩臺窯輸送的物料不均以及氣力輸送設備輸送流程長、故障率高等問題,嚴重影響了入爐鉬精礦的進料量、水分含量、粒度大小等指標,因此對回轉窯原料預處理系統實施了技術改造。

(2)鉬精礦預處理給熱設計理論計算與論證

將鉬精礦預處理系統由原料庫移到回轉窯窯頭處,可縮短預處理給熱管道長度,從而提高熱利用效率。根據冶金傳輸原理,利用直管一維穩態傳熱公式,改造前、后閃蒸給熱管道熱平衡計算如出:T=130℃。為了驗證這一計算結果,用溫度計對入口、出口溫度進行了測試,當入口溫度150℃時,出口溫度約為123℃左右,其結果和理論計算相符,說明烘干機移位使給熱管道距離縮短起到提高熱效的效果。

(3)烘干機分級環設計與應用

根據不同的物料特性,通過理論計算確定分級器直徑,可以避免調試過程中的不必要拆裝,同時,發揮烘干機的潛在能力,使其處于較好的操作狀態下。由于鉬精礦在上浮被粒度控制裝置擋住的過程中,易造成對設備內壁有較大磨損,因此,為了進一步細化鉬精礦顆粒,通過理論分析和計算論證,在烘干機頂部增加分級環,分級環選用材質為鋼耐磨材料。

回轉窯

(4)鉬精礦預處理改進方案的實施

為提高烘干機細化原料粒度的能力,新增原料預處理系統一套,并將原來原料預處理系統由原料庫移到窯頭。由螺旋輸送機輸送烘干機進行精礦干燥、粉碎,布袋收塵器安置于窯頭處料倉的上部,烘干機處理好的鉬精礦經布袋收塵實現固氣分離后,囤入布袋收塵器底部料倉,料倉內的鉬精礦再經過螺旋輸送機輸送到窯內進行焙燒。窯頭罩換熱產生的熱空氣作為烘干機的主要熱源。新系統中取消氣力發送,對系統漏點進行了修復,減少了物料飛揚,使鉬金屬回收率得到提高。

2、供熱系統改造

(1)回轉窯供熱理論計算

根據爐臺原煤每小時耗煤量為175kg,已知標煤燃燒值23027.4kJ/kg,天然氣燃燒值33494.9kJ/Nm3,即折合天然氣耗量為120m3,過剩系數設置為1.3,則天然氣設計耗量為156m3,故滿足供熱要求。

(2)供熱系統改造的實施

拆除原煤燃燒器凈化室,將天然氣燃燒室直接與窯頭罩配置連接在一起。

3、回轉窯焙燒鉬精礦預處理及焙燒工藝試驗

(1)回轉窯焙燒鉬精礦預處理試驗

準確了解改造前烘干機的處理能力,特對改造前原料預處理系統參數進行了統計。改造前烘干機存在熱源不穩定,溫度可達160℃左右,低可達120℃左右,處理后水分波動也較大從1.0%~3.1%,且存在小顆粒,入爐后易形成包裹夾生,影響焙燒反應的充分進行。通過以上可以看出,改造后干燥溫度提高,使鉬精礦入爐水分下降到1%以下,有利于提高焙燒效果,減少廢品的產生。

(2)改造前后焙燒工藝數據對比分析

為了更深入地搞清楚回轉窯焙燒鉬精礦工藝參數之間的關系,更好地指導新系統參數調試的進行。對影響焙燒產品質量的主要因素———料溫和負壓(改造前用風機轉速代替)進行研究。新改造系統下的焙燒法高點料溫在700℃左右,固化區長度由原來的2m左右拉長為3.5m左右。料溫較改造前有所降低,能夠減少高溫鉬升華損失,加上新焙燒法煙灰返量由原來的25%降低到15%,能夠減少鉬遷移過程中的機械損失。綜上所述,新系統下的新焙燒法對于提高鉬金屬回收率具有諸多益處。

回轉窯

四、改進效果及發展趨勢

(1)以天然氣代替原煤作為熱源,實現供熱穩定快捷,有效保證了整個工藝穩定控制,爐況分布合理。

(2)鉬焙燒領域所用烘干機上安裝分級環,可減少鉬精礦的團聚結塊現象,為焙燒創造有利條件,實用性高。

(3)產量由前期的8.89增加為9.66t/天·臺,預計兩臺窯月增產46.2t,能耗由改造前期的310㎏標煤/t氧化鉬下降為145m3天然氣(熱值折合標煤209kg)/t氧化鉬,每噸氧化鉬節約標煤101kg,同時提高了熱利用率;回收率由2011年的98.02%增加到98.3%,全年多回收16.281t氧化鉬實物量。

(4)由于采用天然氣作為供熱熱源,其在焙燒方法上與原熱風爐有些不同,因此需要探索較好的工藝操作方法。

(5)另外為了減少對熱源的依賴,同行業利用鉬精礦焙燒時的自身反應熱,同時對結構進行改造,已經形成了無碳焙燒節能工業應用并取得一定的進展,節能降耗效果明顯,值得進一步研究應用,這也成為鉬精礦焙燒方法今后發展的趨勢。

綜上可知,此次對回轉窯焙燒鉬精礦工藝的改進效果非常顯著,大大提高了選礦企業的生產能力,為該鉬礦企業帶來了非常可觀的經濟效益。此次改造技術為其他選礦企業提供了學習和借鑒。

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