[发明专利]一炉两段沸腾焙烧工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种难处理金矿石的沸腾焙烧工艺，特别涉及一种一炉两段沸腾焙烧工艺。

背景技术

众所周知，难处理金矿石的特征一是含有硫化物，二是金处于微细粒包裹状态，三是含有炭质物；难处理金矿石沸腾焙烧工艺在国外已经成功地应用于工业生产，主要为富氧焙烧，氧气含量一般在50％～100％。富氧焙烧的优点在于在较低温下便可实现矿石迅速燃烧，这样，设备的单位处理能力大，是一般普通设备的3～5倍，矿石中硫化物、炭质物氧化燃烧完全，金的回收率较高，另外，采用纯氧气焙烧，焙烧后产生的烟气量小，是常规焙烧工艺的1/3～1/5，易于净化处理，应用在制酸行业，可以获得高浓度的SO₃气体，这些都是国外难处理金矿石特点所决定的；

我国含砷、含炭卡林型难处理金矿石则不完全适宜采用富氧焙烧，这主要是由这部分难处理金矿石金矿物赋存状态所决定的，迅速、剧烈的燃烧会导致金矿物的二次包裹，使金更难于浸出，特别是在低温条件下富氧焙烧，金的回收率较低，不利于工业化开发、利用，急需加以改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一炉两段沸腾焙烧工艺，不但解决了硫化物、炭物质的氧化问题，同时解决了二次包裹金问题；焙烧过程中利用碳酸盐矿物的自然分解实现了对砷、硫等氧化物的自洁固化，有效地解决了焙烧工艺中的环境污染等问题。

本发明的技术方案是：将金矿石作为一种沸腾焙烧流态化床燃料源，利用空气在供氧量是总需氧量50％～80％、温度600℃～750℃条件下进行的第一段缺氧焙烧，主要解决砷等类型矿物的缓慢氧化问题；紧接着将矿石进行第二段氧化焙烧，第二段氧化焙烧过程中供氧量应过剩20％～40％、焙烧温度600℃～750℃，确保矿石中的硫化物、炭质物等基本上氧化完全；同时，本发明还包括有进行第一段、第二段焙烧时，利用矿石中碳酸盐矿物的分解，控制pH值7.5～10，使矿石显碱性，确保在沸腾焙烧的同时实现对砷、硫等氧化物的固化反应，生成稳定、无毒的固体化合物砷酸钙、硫酸钙，有效地解决了焙烧工艺中有毒、有害气体污染环境的问题，使一炉两段焙烧工艺成为绿色环保工艺；

本发明实现了作业条件不同的两段连续焙烧；第一段在缺氧条件下的缓慢氧化和第二段氧气过剩条件下的完全氧化；本发明是将难处理金矿石通过干式磨矿工艺磨到最佳矿物解离粒度，由于矿石燃烧发热量小，不能实现自热，所以需要外加热源，燃煤是较为经济合理的外加热源，所以，将燃煤与矿石一起进行干式磨矿，有效地解决焙烧温度均匀性问题；另外，将沸腾焙烧使用的空气，利用焙烧烟气余热进行加热，同样可以节省满足燃烧需要外加的能源；

这样，将准备好的矿粉通过自动化计量与控制给入沸腾焙烧炉中，根据矿石性质要求进行两段连续沸腾焙烧；

具体焙烧步骤是：

步骤1是焙烧物料准备：

不同的金矿石，由于金的粒度组成及赋存状态不同，磨矿粒度组成也不相同，一般在-0.15mm60％～0.074mm90％之间；干磨后的矿石含水小于2％；燃煤根据矿石发热量不同、焙烧温度不同，添加的比例也不同，一般控制在1％～5％；

步骤2是第一段焙烧：

通过密封螺旋给料机给入焙烧炉中的物料首先进行第一段焙烧；为了满足含砷矿物的缺氧焙烧条件，控制第一段流态化焙烧床残氧量为零，并且，根据矿石性质要求，供氧量一般控制在总需氧量的50～80％；焙烧温度通过微调燃煤补加系统进行自动化控制，温度范围一般控制在600℃～750℃；第一段焙烧时间一般为30min～60min，通过调节流态化床层高度进行控制；通过以上调节与控制完成第一段焙烧；

步骤3是第二段焙烧：

完成第一段焙烧的物料通过设在焙烧炉中隔墙底部的过流通道进入焙烧炉的第二个焙烧室，进行第二段焙烧；在第二段焙烧中以控制供风量为主，供氧量过剩系数一般在20％～40％；焙烧温度600℃～750℃；焙烧时间30min～60min，确保矿石中硫化物、炭质物氧化燃烧完全，完成第二段焙烧；

两段焙烧产生的烟气在炉膛的扩大段合并在一起由烟道排出；在焙烧过程中严格控制物料流态化速度、焙烧温度、供氧量等条件，确保在进行第一段、第二段焙烧的同时，实现矿石中碳酸盐矿物的有效分解，使矿石显碱性，pH值7.5～10，这样，氧化后的砷、硫等有害杂质将得以充分固化，合理地解决了焙烧工艺中砷、硫的环境污染问题。