双锥真空干燥设备的特性与不足之处

本文以金属硫化铜精矿为例，说明精矿的干燥特性、干燥设备的选型及工业应用情况。 　　金属硫化物矿石(硫铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等)是硫酸工业和冶金工业的重要原料，浮选后的精矿(硫精矿、铜精矿、镍精矿、钼精矿和锌精矿等)需要进行干燥才能进入后续的焙烧和熔炼设备。在我国，随着大型硫铁矿焙烧及有色金属冶炼装置的建设，迫切要求提高精矿干燥设备的单台处理能力，并要求对精矿实施深度干燥。 　　1 精矿的干燥特性及干燥要求 　　潮湿的硫化铜精矿一般为灰褐色，粒度约200目(74 m)。由于金属含量较高，堆密度较大，对设备的磨损性较强。经浮选法生产的精矿，其W(H2O)一般为10％ 一15％ 。当W(H2O)为10％左右时，精矿比较松散；当w(H：O)更高时，精矿比较粘。此外，精矿中的硫化物在加热过程中易造成酸性腐蚀。 　　入炉精矿的水含量对熔炼作业有很大的影响。一般的熔炼过程要求入炉精矿W(H：O)为6％ 一8％ ，有的则要求更低，如闪速炉熔炼要求入炉铜精矿W(H：O)低于0．3％。水含量过高会造成精矿流动性差，堵塞加料斗L2]，也不利于有色金属的熔炼。另外，熔炼作业对干燥后精矿的粒度也有一定的要求。 　　2 干燥方法及干燥设备 　　金属硫化物精矿的干燥一般分直接干燥和间接干燥两种方式。 　　2．1 直接干燥 　　精矿的直接干燥是指在干燥过程中干燥介质与精矿发生接触的干燥过程，如圆筒干燥和气流干燥。直接干燥一般采用热空气或热烟气为加热介质，根据工艺要求进行一级或二级干燥。早期，冶炼厂一般采用圆筒干燥或气流干燥，其中气流干燥又分二段式(鼠笼打散机+干燥管)和三段式(短圆筒干燥机+鼠笼打散机+干燥管)。这两种方法虽然精矿处理能力较大且产品粒度均匀，但都存在着热效率低、占地面积大和流程复杂的缺点。 　　此外，气流干燥机由于垂直输送物料，回转窑动力消耗很高；其中的鼠笼打散机由于高速旋转(250—300 r／rain)，转子易磨损，检修工作量大，一般2—3星期即需补焊一次-3]。鉴于上述原因，近些年部分厂家开始采用旋转闪蒸干燥机来干燥某些精矿(如钼精矿)。但旋转闪蒸干燥机一般采用高温气体作为干燥介质，易形成SO：，对设备造成腐蚀，而且下部搅拌器的转速较高，容易发生磨损。另外，旋转闪蒸干燥机同样存在热效率低和处理能力小的问题。特别需要指出的是，直接干燥法普遍存在尾气处理问题。其尾气流量大，粉尘含量高，处理不当易造成环境污染。 　　2．2 间接干燥 　　精矿的间接干燥是指在干燥过程中干燥介质不与精矿发生接触的干燥过程，其设备有多层蒸汽盘管干燥机、盘式干燥机、桨叶干燥机和蒸汽管回转干燥机等。间接干燥机一般采用饱和蒸汽为加热介质，其热效率远高于直接干燥，且尾气量小、粉尘含量低，因而流程相对简单。多层蒸汽盘管干燥机是最早用来干燥精矿的间接干燥机。它由一个多盘管结构的转子和一个固定壳体构成，精矿随着转子的转动向前推进。由于精矿的磨损性较强，易发生盘管破损、护板及刮板磨损等，检修工作十分频繁。一般情况下，干燥机每周停机检查一次。盘式干燥机曾用于干燥硫精砂，但出现了很多生产故障：上部几层干燥盘上的物料结疤，物料容易从干燥盘外沿直接掉落到底盘而短路，以及耙叶易磨损造成耙杆断裂。这些问题直接影响了干燥效果和干燥设备的正常运行，最后厂家被迫对物料进行预干燥后再将其送入盘式干燥机干燥，不但工艺流程加长，而且投资增加。另外，它的处理能力也较小。桨叶干燥机特别适合于干燥粘性及膏状物料 。根据试验研究，桨叶干燥机对精矿的干燥效果很好，由于桨叶的自清理作用，物料基本没有粘结情况，流动状态良好，出口产品的含湿量和粒度均能满足工业要求。但由于物料的特性，桨叶易磨损且动力消耗较大，不适用于大型装置。蒸汽管回转干燥机由于其节能环保，单台处理能力大和动力消耗低等优点，已逐渐成为精矿干燥的首选设备。下面重点介绍蒸汽管回转干燥机. 　　3 蒸汽管回转干燥机 　　某干燥技术有限公司从1992年开始进行高密度聚乙烯(HDPE)装置蒸汽管回转干燥机的国产化攻关，经过不断地改进和优化，形成了自己的专利技术。该公司先后完成了大型HDPE和PTA(对精苯二甲酸)装置蒸汽管回转干燥机的国产化，并将该技术成功地应用于冶金行业湿精矿的干燥。 　　3．1 结构和工作原理 　　如前所述，蒸汽管回转干燥机是一种间接加热型回转干燥机，其结构如图1所示。蒸汽管回转干燥机主要由简体、蒸汽管、进料螺旋、进料端密封、出料端密封、蒸汽系统、传动系统和支撑件等组成。蒸汽换热管以同心圆方式排成若干圈，布置在筒体内，贯穿整个干燥机。干燥所需的热量由通入换热管内的蒸汽提供。另外，向简体内通入少量载气(空气)，将干燥过程蒸发出来的水分携带到筒外。 　　3．2 干燥设备干燥工艺流程 　　蒸汽管回转干燥机以中低压饱和蒸汽作为加热介质，干燥温度较低，因此不会造成精矿中硫化物的分解和氧化。铜精矿回转干燥机的工艺流程如下：湿精矿通过螺旋进料器进入干燥机内部，干燥机筒体具有一定的斜度，物料随着筒体的转动一边翻滚向前移动，一边与沿简体四周布置的蒸汽管进行换热而被干燥，干燥后的精矿经过出料箱排出；少量载气从出料端进入干燥设备内部，携带干燥过程蒸发的水分从进料端排出；经过布袋除尘器分离除尘后，尾气排空，收集的粉尘返回进料螺旋。该工艺具有流程简单、设备数量少、投资低、热效率高、粉尘及有害气体排放量小、便于操作及维护管理等优点。 · 行业聚焦：  　　世界上最早将热干燥技术用于污泥处理的是英国的Bradford公司。1910年，该公司首次开发了转窑式污泥干化机并将其应用于污泥干化实践，进入80年代末期，污泥干化技术逐渐为人们所重视，污泥干燥技术的应用和推广，促进了污泥处理处置手段的改变，这种改变主要体现在：污泥填埋处置前，要将污泥进行干燥处理；污泥焚烧处置比例得到了较大提高；干污泥产品作为土地回用的肥源出售，产业规模不断扩大等。如今，污泥干化处理也得到了越来越多包括发展中国家环境工程界的重视。 　　在中国，随着国家经济实力的增强，国民环保意识的提高，城市污水处理行业得到迅速发展，城市污泥的产量与日俱增，污泥的处置和开发制造超微粉体可采用机械方法、化学方法或其他方法等等。但是粉体工程是粉碎不可缺少的关系极大的操作。它对如何突破确实存在的“3微米壁垒”这个粉碎极限作了大量的研究工作，现把其研究结果简单归纳如下。 　　在干式粉碎时，当粒子达到数微米时开始出现凝聚现象，当接近1微米时这种负粉碎或称作逆粉碎与正粉碎相等而出现平衡状态。这就是粉体极限粒度。进而由媒体所施加力的影响，逆粉碎继续进行，粒径继续增大。此时，煤体单个越小平衡粒度*500eql就越往微细侧移动且达到平衡的时间越长。 　　在湿式粉碎（确切应称液中造粒机是我厂吸收国外先进粉体造粒技术而开发的干法造粒设备，并在国外技术的基础上加以改进和提高，结构更加合理紧凑、工艺过程简单、操作方便、性能良好。粉体物料经本设备，无需添加任何粘结剂即可直接制成用户所需的均匀颗粒产品，颗粒密度大，无需再进行后续加工处理，减少了工艺流程，不仅降低了造粒成本，并且减少了粉尘污染，改善了工人的劳动环境。 　　特点： 　　干粉直接制粒，无需任何粘结剂。 　　颗粒的强度可以调整。通过调节轧辊的压力控制颗粒    干燥技术有很宽的服务领域。面对众多的产业、理化性质各不相同的物料、产品质量及其他方面千差万别的要求,干燥技术是一门跨行业、跨学科、具有实验科学性质的技术。   通常,在干燥技术的开发及应用中需要具备三个方面的知识和技术。第一是需要了解被干燥物料的理化性质和产品的使用特点。第二是要熟悉传递工程的原理,即传质、传热、流体力学和空气动力学等能量传递的原理。第三要有实施的手段,即能够进行干燥流程、主要设备、电气仪表控制等方面的工程设计。显然,这三方面的知识和技术不属于一个学科领域。而在实践中,这三方面的知识和技术又缺一不可。所以干燥技术是一门跨行混合的目的，它有三种标准的搅拌设计一连续式螺带、打断式螺带和浆叶，分别根据中心或底部出料的要求来进行选择. 　　双螺旋锥形混合机由电机经减速机驱动特殊布置的螺带主轴旋转，外部的螺条将物料移到中心但置，内部的螺条将物料推到一定位置或端板，两者使物料作相互扩散、对流、剪切、错位和辐射状运动，从而使物料在极短的时间内达到混合均匀的效果。有三种标准的搅拌设计 －－- 连续式螺带、断续式螺带和桨叶的设计是可以选用的。双螺旋锥形混合机它们分到根据中心或底部卸料的要求进行排列。

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