[发明专利]一种活性氧化锰腾浮炉旋流式焙烧工艺

说明书

技术领域

本发明属于有色金属领域，具体涉及一种活性氧化锰腾浮炉旋流式焙烧工艺。

背景技术

电解金属锰是特殊钢和有色金属合金的重要原料、广泛用于钢铁、有色冶金、合金冶炼、轻工化工、国防和电子工业等行业。

金属锰的主要生产原材料碳酸锰矿和二氧化锰。

碳酸锰是直接利用硫酸与碳酸锰化合反应抽取硫酸锰溶液，再通过中和、净化、过滤等一系列工艺制备为电解液，经加入添加剂如二氧化硒、亚硫酸铵等即可进入电解槽进行电解；而利用二氧化锰生产电解锰的工艺与用碳酸锰生产工艺有所差别，主要是二氧化锰在一般条件下不与硫酸反应，必须经处理为二价锰后再与硫酸反应制备硫酸锰溶液，其处理方法一般是将二氧化锰与还原性物质共同混合后密闭加热，在一定温度下将四价锰还原为二价锰，粉碎后与硫酸反应，这种方法称为焙烧法。

  锰矿资源与其它矿产资源一样，均属不可再生资源，加之我国是个富锰资源极其贫乏的国家，为此，行内专家家学者目光将转向国内贫锰提纯上，近年来研究山了重选法、浮选法、强磁选法，焙烧还原法等，其中反射炉焙烧还原工艺对低品位微细粒嵌布锰矿取得了良好效果，金属回收率82.83%的优良指标。在一段时期内，成为我国难选软锰矿回收利用的有效手段。可是，传统的焙烧还原技术一直以来存在能耗大(350Kg煤/吨)、成本高、金属回收率相对较低、规模小、成本高、能耗高、污染严重等诸多缺点，难以广泛推广应用。而且，多年来还原焙烧在技术开发和设备研制上，一直没有根本性的突破，使我国储量巨大的难选氧化锰矿资源的开发利用受到较大的限制。

发明内容

现针对现有技术不足，本发明提供一种活性氧化锰腾浮炉旋流式焙烧工艺，本工艺低能耗、清洁生产、环保高效，解决我国难选软（硬）低品位氧化锰矿的选矿问题。

实施本发明的具体技术方案是：一种活性氧化锰腾浮炉旋流式焙烧工艺，腾浮炉是采用沸腾炉与悬浮炉组合的一体炉，出料口设置焖化罐，具体包括以下步骤：

1）干燥的矿粉以分散状态均匀加入炉内，在腾浮炉悬浮段与热烟气混合进行换热；

2）通过还原剂喷射装置，加入还原气体CO+H2；

3）热矿粉进入沸腾床中与还原气体流接触，发生还原反应；

4）还原后的物料经气固分离器将粉体与气体分离，粉体经漏斗流入密闭式焖化罐进行二次还原。

腾浮炉副床两侧墙各安装一组还原剂喷射装置。

矿粉细度为90~110目。

步骤4）的气固分离器为多级多管气固分离器，分离后的固体从排料口直接进入密闭式焖化罐进行二次还原，气体经排风口进入回转窑进行氧化锰原矿干燥。

焖化时间为5—10h。

回转窑对原矿石进行干燥后，再经尾部气固分离和收尘。

收尘采用多管收尘和在线分室引射脉冲袋式收尘器联合收尘工艺。

主炉中悬浮段上升气流的流速为1~2m/s，物料接触热烟气到进入焖化罐用时为10秒—5分钟。

物料接触热烟气到进入焖化罐用时为1分钟—3分钟。

对软性氧化锰原料的焙烧，其煤比8%，热烟气温度：600—900℃，物料接触热烟气到进入焖化罐用时为：3—5分钟，焖化时间6—8h。其中煤比是指使用或加入煤的比例。

沸腾焙烧处理物料细（-100~-120目）。

由于上述焖化罐是密闭的，因而保持了还原气氛（其中CO+H2占4%左右）和还原所需要温度（600℃以上），期间在中高温环境内缓慢运行8—10小时，继续完成还原焙烧。它包括炉料的加热、蒸发、吸热、挥发和分解；炉料和煤气之间的热交换等等，是一系列物理化学反应过程的综合。在相对运动的高温热烟气作用下，将焙烧物按不同粒度分离出来，在旋流中前进，前进中加热并进行充分的热交换，期间经历了传导、对流、辐射3种热的复合作用，并经历了扩散和吸附、化学反应、气体产物的脱附以及后还原阶段等四个阶段，前三个阶段的进行与矿石的特性、还原剂特性及温度有着密切的关系，均在腾浮炉旋流中瞬时进行瞬间完成，后阶段在焖化罐内缓慢进行，后者是对前者的补充，才使得二氧化锰晶体得到了充分有效的转变，获得较好的产品质量。

沸腾焙烧处理物料细（-100~-120目），气流与固体颗粒接触面大，传热效果好，沸腾层中物料温度和气流分布容易维持均匀，气流通过矿粒的扩散阻力小，有利于加速还原反应，温度波动小，矿石在炉内停留时间容易控制。