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多膛炉低温焙烧节能降耗技术研究

2024-05-05 来源:九壹网
第37卷第5期 中 国钼业 V0l_37 No.5 2013年1O月 CHINA M0LYBDENUM INDUsTRY CIctober 201 3 多膛炉低温焙烧节能降耗技术研究 康向文 ,尹孝刚 ,符新科 ,杨猛 (1.金堆城钼业股份有限公司,陕西华县714101) (2.昆明理工大学,云南昆明650000) 摘要:通过对金堆城钼业股份有限公司股份多膛炉低温焙烧条件下生产成本过高的现状及理论分析,结合实际 生产提出可行的焙烧试验调整方案,实现了低温焙烧操作的效果,提高了产品质量,大幅度降低了企业的生产 成本。 关键词:多膛炉;焙烧;粒度;温度;负压;进气量 中图分类号:TFS06.13文献标识码:A文章编号:1006—2602(2013)05-0033一o3 STUDY oN ENERGY SAVING TECHNoLoGY IN LoW TEMPERATURE RoASTING oF IULTI—HEARTH FI,RNACE KANG Xiang—wen.YIN Xiao—gang,FU Xin—ke,YANG Meng (1.Jinduicheng Molybdenum Co.,Ltd.,Huaxian 714101,Shaanxi,China) (2.Kunming University of Science and Technology,Kunming 650000,Yunnan,China) Abstract:By analyzing the reason of hJigh—cost production status of low temperature roasting process on multi— hearth furnace,the process was adjusted and optimized according to actual production.Low temperature roasting was applied with high product auaIity and low production cost on multi—hearth furnace. Key words:multi—hearth furnace;roasting;particle size;temperature;negative pressure;air input O 引 言 将依下次序进行:MoS2 M02s3 MoO2 MoO3。 该反应在常温标准状态下即能进行,焙烧反应 目前金堆城钼业股份有限公司焙烧钼精矿使用 一旦进行,不需要外部供应热量。反应会放出大量 的12层的多膛炉规格为66 553 mm,于2010年3 的热,使体系温度升高。它的速度随着氧的浓度计 月由美国HANKIN公司提供全套设备,整个系统包 流速的增加、扩散距离的缩短、温度的升高而加快。 括多膛炉附属设备,由冷却风机、助燃风机、中轴驱 而对于放热反应来说,温度升高,平衡会向反应逆方 动、燃烧器及阀门等组成。 向移动,降低反应速率,对反应不利。 金堆城钼业股份有限公司于2010年6月开始 辉钼精矿在氧化过程中,发生的化学反应实际 建成进行多膛炉试产,通过一年的实践摸索,各项产 上是不可逆的。矿物表面被氧化生成的氧化膜所覆 品质量指标均符合国际质量标准,同时生产的高溶 盖,氧和二氧化硫两种气体通过氧化膜向相反的方 性氧化钼及时满足了公司下属化学分公司钼酸铵生 向扩散,它的扩散速度由氧化膜的结构所决定。在 产的原料需要。但在生产过程中,天然气的单耗达 400℃时生成的氧化膜是致密的,在550~600 时 136 Nm /t,生产成本较高,从而影响企业经济效益 氧化膜是多孔松散的。因此,在550—600 oC时的反 的最大化。 应速度最快,在600 oC时矿物的氧化速度大约 1 多膛炉焙烧过程热能理论分析 为0.009 mm/min。 实际上,二硫化钼的焙烧在工业规模下有可 二硫化钼氧化焙烧成三氧化钼为强放热过程, 能自热进行,甚至还要采取适当的散热措施,才 总反应式为:MoS2+3.502=MoO3+2S02 t+ 能保证不过热。焙烧温度过高,一方面造成物料 995.1J。辉钼矿氧化成钼的低价物或钼的氧化钼 损失太大;另一方面因三氧化钼与钼酸盐的共晶 时,在SO:分压较低的情况下,随着氧分压的提高, 温度低,物料的局部融化会使物料烧结成块,不 收稿日期:2013—03—05;修改稿返回日期:2013—03—15 仅不利于操作,更重要的是被烧结的物料内部不 作者简介:康向文(1985~),男,冶金工程师。 能充分氧化,含硫量和二氧化钼高;同时烧结过 ・34・ 中 国钼业 2013年10月 程中三氧化钼与其他金属氧化物的反应增加,有 可能使各种钼酸盐的含量增加,故一般温度不超 过600℃;但过低则反应速度小,因此它的焙烧 温度范围较窄,所以在焙烧过程中要有良好的通 矿产品中钼的含量为50%~65%。 众所周知,多膛炉焙烧钼精矿的反应温度在 620℃左右,炉内压力为一l5 Pa至一100 Pa之间。 钼精矿通过均匀加料设备加入到l2层的多膛炉内, 通过耙臂及耙齿的连续搅拌使物料与氧气有较好的 风条件和加强热交换时的温度控制。 由此可判断钼精矿氧化反应速度要受到氧的浓 接触,有利于实现良好的反应与传质过程。每层均 有下料口与下层相通,下料口分别设置在奇偶层的 中间和边缘。炉子每层设有操作门,便于及时更换 耙臂耙齿和观察炉内情况以及清炉。每层还设置有 空气进气口及烟气排出口。为保证炉内温度,分别 在各层设有2~4个燃烧器,采用天然气加热。一般 保证物料在炉停留10~12 h,有充分的氧化脱硫时 间。生产出含硫<0.1%的氧化钼。高温烟气通过 3~9层的烟道进入到收尘系统进行降温收尘,得到 的含钼烟尘返回到上料系统。 然而在实际生产运行过程中,为了保证多膛炉 度、气流速度、粒度、温度等因素的影响。在多膛炉 工业生产中的氧气来源于空气,所以氧气的浓度无 法调节。因此如何利用多膛炉进行低温焙烧降低生 产成本和提高产品合格率,应着重从温度、气流速 度、进气量、粒度4个方面加以考虑。 2 多膛炉焙烧钼精矿实际能耗现状 钼精矿的主要成分为为MoS:,其中包含45%~ 58%的钼及大约37%的硫,另含有水、油、二氧化 硅、铅、铜等其他杂质。将钼精矿通过烘干后定量加 入多膛炉,在高于500℃的空气中剧烈氧化去除其 的产品质量符合要求,在各层均采用配火焙烧用以 补充热能损失,增加反应温度和提升反应速度,炉内 中的硫,硫被氧取代得到产品MoO 并释放热量,硫 与氧结合生成SO,被引入金堆城钼业股份有限公司 硫酸厂制酸,解决环境污染问题。得到的焙烧钼精 负压控制在一5~一100 Pa,反应气体为空气。各层 温度见表1。 ℃ 表1 多膛炉温度参数 通过此工艺指标生产的氧化钼含硫0.07%~ 0.09%之间,二氧化钼含量88%~91%之间,天然 3 多膛炉焙烧钼精矿节能降耗对策 首先从多膛炉焙烧工业氧化钼温度控制方面人手, 气的单耗为136 Nm /t,由此增加天然气的消耗,使 生产成本增加较大。 将各层温度全面下降20 ,所控制温度见表2。 表2多膛炉温度参数 ℃ 此试验当中,在原料品位、炉内负压不发生变化 控制,产品含硫指标上升至0.1%以上,试验24 h产 品指标测试结果见表3。 % 的情况下,降温速率很快,从而导致焙烧收尾层难以 表3多膛炉产品测试 在温度降低后收尾层难以控制,顶层负压维持 在一2 Pa,底层负压维持在一95 Pa。调整顶层负压 圈,产品指标得以控制,略有下降,结果如表4,相对 应温度变化见表4。 % 为一7 Pa,底层负压一100 Pa,控制收尾层在12层内 表4多膛炉产品测试 第37卷第5期 康向文等:多膛炉低温焙烧节能降耗技术研究 ・35・ 由以上数据得知,温度下降后由于负压的调整 气流速度增快,反应在上层开始加剧,但是顶层温度 略有上升,整体指标趋好。 多膛炉每层设置4个炉门附带进气口,额外设 置2个进气口,共6个进气口,进气口规格为10 cm ×20 cm,以下调节距离均为宽度的调节。通过对每 层进气口的开度大小进行调节进气量。最初工艺要 11、12层:30 cm 。 在上文理论分析时氧与MoS:发生反应生成为 MoO 时释放大量的热能,不需要外界补热,仅需要 大量空气,特调整5、6、7、8层进气口开度大小为 60(3111 ,3、4层进气口开度40 cm ,9、10、11、12层进 气口开度40 cm 。对3、4、5、6、7、8、9、10层的补热 全面取消,实际证明由于反应的大量放热,温度并未 求开度大小如下: 1、2、3、4层:30(3//1 ;5、6、7、8层:40 om ;9、10、 大幅度降低,但是产品指标更加趋于良好,详情见表 6、表7。 ℃ 表6多膛炉温度参数 通过查阅相关资料得知,钼精矿力度小于 0.063 mm时,207℃开始氧化,365 oC开始燃烧;钼 精矿力度在0.09~0.12 mm时,230℃开始氧化, 465℃开始燃烧;钼精矿力度在0.2~0.35 mm时, 300℃开始氧化,510 oC开始燃烧。越细的钼精矿 越容易开始氧化反应,能够将反应提前进行,可以拉 长反应时间达到更佳的指标控制。据此,将人炉的 钼精矿通过细碎机将粒度碎至0.09 mm以下,产品 指标得到大幅度控制,炉温进一步下降,见表8、 表9。 cC 表8多膛炉温度参数 依照调整维持多膛炉焙烧一个月后,产品一次 随后半年时间在此操作基础上逐步调整,增加 在线细碎机一台,顶层负压为一5 Pa,底层负压一 103 Pa,温度调整见表10。 出炉合格率达到了98%,当月天然气消耗降 至105 Nm /t。 表10多膛炉温度参数 气消耗降至75 Nm /t,二氧化钼含量有效 4 结 论 降至5%。 艇一 ’ ~ ~ 通过对温度、气流速度、进气量、粒度的调整,充 (下转第40页) ・40・ 中 国钼业 2013年10月 [8]Shimodaira Y,Kato H,Kobayashi H,Kudo A.Photo— physical properties and photocatalytic activities of bismuth [16]Im J S,Yun S M,Lee Y S.Investigation of muhielemen— tl catalaysts based on decreasing the band gap of titania molybdates under visible light irradiation[J].J Phys Chem B,2006,110(36):17790—17797. ofr enhanced visible light photocatalysis[J].J Colloid In— terface Sci,2009,336(1):183—188. 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(上接第35页) 增加了企业的经济效益。 参考文献 [1] 向铁根.钼冶金[M].北京:中南大学出版社,2002. 分利用氧与MoS:发生反应生成为MoO 时释放大 量热能,不仅有效地降低了炉内温度,达到了低温焙 烧的效果,产品质量大幅度提高,二氧化钼含量有效 [2] 张启修,赵秦生.钨钼冶金[M].北京:冶金工业出版 社,2005. 降低,不仅为钼铁冶炼提供了较好的原料,同时低温 焙烧也减少了炉内因高温产生的粘接现象,使多膛 炉的炉龄由6个月增至9个月。有效地降低了企业 的生产成本,提高了产品合格率。仅仅低温焙烧天 然气消耗这一方面,全年节约成本300万元,大幅度 [3]王连勇,张井凡.钼精矿氧化焙烧机理研究[J].中国 铝业,35(2):l7—19. [4] 宋春玉,李强,谢小会.钼铁冶炼中钼精矿氧化焙烧的 工艺分析[J].中国钼业,34(3):7—9. 

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