[发明专利]一种对矿石或矿渣进行焙烧的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从天然矿石中提炼金属或者贵金属的方法，特别是涉及对初步脱除了碳、硫、磷、砷、或其他可燃杂质的矿渣或发热量低于每公斤700大卡的原矿进行氧化焙烧或者还原焙烧及其组合焙烧的对矿石或矿渣进行焙烧的方法。

背景技术

   很多含有金属及稀有金属原矿中都不同程度地含有如碳、硫、磷、砷等可燃杂质。如含钒石煤和含碳金矿中含有可燃的碳杂质，而含铁硫锌矿中含有可燃的硫杂质。在从这些原矿中提炼金属前，必须通过焙烧除去其中的碳、硫、磷、砷等可燃杂质。以从含钒石煤中提炼钒的焙烧为例，目前常用的方法中是采用CFB锅炉或沸腾炉对原料进行流化态脱碳和焙烧，或用采用立窑、回转窑、隧道窑对原料进行非流化态脱碳和焙烧。流化态脱碳和焙烧的不足之处：受CFB锅炉或沸腾炉的构造限制，碳脱效果不够理想，其脱碳渣中的含碳量在2%以上。非流化态脱碳和焙烧的不足之处：填充率低，保温效果不好，原料间透气性差，气固反应不均匀，工作温度及气氛极难控制、容易结焦造成停机、脱碳及焙烧质量不高，能耗高，运行成本高，设备体积大成本高。它们共同的不足之处还有：在同一个焙烧室内不能对同一原料进行氧化焙烧、还原焙烧以及氧化焙烧与还原焙烧交替组合的焙烧。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在同一焙烧室内对同一原料能够进行氧化焙烧、还原焙烧、氧化焙烧和还原焙烧相互交替的组合式焙烧的，生产效率高的，产品质量好的，能够节约能源的对矿石或矿渣进行焙烧的方法。

   本发明的目的通过以下方式实现：

所述方法的原料为初步脱除了碳、硫、磷、砷、或其他可燃杂质的矿渣或发热量低于每公斤700大卡的原矿；所述焙烧分为氧化焙烧和还原焙烧；所述氧化焙烧是根据工艺要求，对原料中的可燃杂质进行深度脱除、极限脱除和富氧焙烧；深度脱除完成后，其原料的发热量降至每公斤50大卡以下；极限脱除完成后，其原料的发热量降至每公斤7大卡以下；所述还原焙烧是根据工艺要求，采用还原性气体对原料或氧化焙烧后的产物直接进行焙烧；其工艺过程如下：

将原料放置在滚筒式焙烧室中，原料填充率为30-80%；焙烧室配置可控的多源气体、温度传感器、尾气检测装置，并设置保温层；

在设定的工作期间内，滚筒式焙烧室绕水平轴以每分钟1-20转的速度回转，原料在焙烧室内无序扬起翻滚；根据工艺要求吹入随时间温度变化的空气、或富氧、或还原性气体，对原料进行无明火的焙烧；即：在不转移高温物料的情况下，通过改变吹入焙烧室的气源的种类和用气量，对同一批原料进行连续的不同反应气氛的多阶段的氧化焙烧、或还原焙烧、或组合式焙烧。

所述氧化焙烧的步骤：

（a）对于温度低于摄氏400度的原料，首先将原料加热到摄氏400度时停止加热，然后吹入富氧，对原料中残余的可燃杂质进行无明火有氧燃烧，当原料温度达到摄氏650度时，停止吹入富氧，转而吹入空气，空气的吹入量由大变小，维持残余可燃杂质的燃烧，对原料进行深度脱除；

（b）对于温度高于摄氏400度的原料，首先吹入富氧，对原料中残余的可燃杂质进行无明火有氧燃烧，当原料温度达到摄氏650度时，停止吹入富氧，转而吹入空气，空气的吹入量由大变小，维持残余可燃杂质的燃烧，对原料进行深度脱除；

（c）对于温度高于摄氏650度的原料，只吹入空气，空气的吹入量由大变小，维持残余可燃杂质的燃烧，对原料进行深度脱除。

   在深度脱除的过程中，当尾气中的氧含量当大于12%和检测到焙烧温度每分钟下降摄氏2度以上时，表明深度脱除完成。

所述深度脱除完成时，停止吹入空气，转而吹入氧浓度为22-99%富氧，通过调节富氧的进气量，控制有氧焙烧的温度为摄氏700-1100度；经过40-300分钟的有氧无明火的焙烧，对原料进行极限脱除。

所述深度脱除完成时，只吹入适量浓度的还原性气体进行还原焙烧，调节还原性气体的进气量，控制焙烧温度为摄氏700-1100度；焙烧时间为20-300分钟。

所述极限脱除完成时，只吹入适量浓度的还原性气体进行还原焙烧，调节还原性气体的进气量，控制焙烧温度为摄氏700-1100度；焙烧时间为20-300分钟。

  所述还原焙烧的步骤：

（a）对于温度低于摄氏400度的原料，首先将原料加热到摄氏400度时停止加热，然后吹入富氧，对原料中残余的可燃杂质进行无明火有氧燃烧，当原料温度上升到还原工艺要求的温度时，停止吹入富氧，转而只吹入适量浓度的变化的还原性气体，对原料进行还原焙烧。