盘式连续干燥机与回转窑干燥机干燥镍精矿的比较

火法冶炼厂一般都需要对精矿进行干燥。干燥是一个高能耗、多污染的单元操作。随着能源的日益紧张和环保意识的增强，低能耗、高环保的新技术、新工艺被不断地应用到冶炼工艺中。镍精矿是火法冶炼生产金属镍的主要原料，在镍精矿冶炼过程中，干燥工段是工厂特别需要强化和提高的工艺段，应用节能降耗的新技术、新设备就成为技术人员的工作目标。 　　为提高干燥物料的能力，降低能源消耗，减少污染，以适应节能环保的要求，我们专门进行了为期一周的干燥试验，主要考察盘式连续干燥器的干燥能力、环保效果，为筹建新厂选择合适的干燥设备。 　　1盘式连续干燥机与回转窑干燥机的工作原理 　　1.1工作原理 　　盘式连续干燥机由干燥盘、耙臂、装在耙臂上的耙叶、碾滚、主轴、传动装置和外壳等组成。中空的干燥盘内通入加热介质。干燥盘分为大盘和小盘两种，物料在干燥器内呈水平层式分布。干燥盘静止不动，物料靠大盘上的耙叶推动由外向里运动，由大盘的里缘落入小盘的里缘，物料在小盘上由里向外运动，由小盘的外缘落入大盘。物料在干燥盘面上由耙叶输送、翻动，呈阿基米德螺线轨迹运动。在运动过程中被干燥盘加热，进行传热传质干燥作业；根据物料的产量、性质、初始及最终含水量确定干燥盘数即干燥面积，盘式干燥器立式工作，湿物料由顶部加料口加入，通过每层干燥盘后由干燥器的底部排出。整个过程密闭操作，从物料中释放出的水蒸气由干燥器顶部的排气管通过除尘器后再由引风机排入大气；该尾气主要成分是水蒸气、因加热介质是水蒸气、故因热风和粉尘分离不好而随尾气夹带造成的产品损失较少、也没有二次污染，如果条件允许也可以采用冷凝器对盘式连续干燥器产生的蒸汽进行回收利用。 　　回转窑干燥机由筒体、支撑、滚圈、扬板、链条、窑头、窑尾等组成，中空的筒体内通过加入加热介质。加热方式可以分为顺流加热和逆流加热两种，物料在回转窑窑尾进入，通过筒体并用链条打碎块状物料、扬板翻料，使物料不断地滚动前行，最后从回转窑窑头排出。物料与炉气逆向或顺向运行，物料与加热介质通过气-固反应，物料首先与窑尾温度较低、硫势略高的烟气接触，随着物料向窑头运行而温度逐步升高，依次进行水分蒸发、部分结晶脱硫等过程。但同时需要控制炉气温度，如果温度过高，便会达到物料的着火温度，使物料燃烧。因物料与炉气直接接触，所以产生的蒸汽夹带着物料的小颗粒，一起进入除尘器后再由引风机排入大气；该尾气主要成分是大量水蒸气和物料的混合物，并且含有一定的硫，故只能采用湿式除尘系统或干式除尘与湿式除尘的联合系统，所以收尘系统非常庞大且及易造成二次污染。 　　1.2半工业化实验 　　1.2.1实验设备 　　GDPG1200/8C型盘式连续干燥器，干燥面积：6.6 m2。 　　1.2.2实验原料 　　硫化镍精矿：黑色、块状、较粘、初始水分50%左右和红色、块状、特粘、初始水分40%左右（其中含20%左右的结晶水）。 　　1.2.3实验流程 　　采用人工加料方式按0.5～2.0 　　t/h的量将物料加到对辊齿加料器中对物料进行初步破碎，然后进入盘式连续干燥器或回转窑干燥机进行干燥。 　　1.2.4试验过程 　　（1）将含水35.9%的工业浸出渣47.5 kg分批加入直径1200 mm 8盘的小型干燥机内，通入0.35MPa的饱和蒸汽，主轴转速300～400 r/min，经过24 min的试验，47.5kg工业浸出渣全部干燥完毕。物料含水达8%。此次试验蒸汽单耗0.033 t/kg、干燥器脱水能力4.93kg/（h·m2）、干燥能力6.82 kg/（h·m2）、物料温度80℃。红色工业浸出渣含结晶水较多、有硬块、用盘式连续干燥器干燥不粘盘、无粉尘、干燥后呈粉末状。 　　（2）将含水25.7%的自产硫化镍精矿67.5 kg分批加入直径1200 mm 8盘的小型干燥机内，通入0.35MPa的饱和蒸汽，主轴转速400 r/min，经过39 min试验，67.5kg自产硫化镍精矿干燥完毕，物料含水8%，此次试验蒸汽单耗0.023 t/kg，脱水能力2.79 kg/（h·m2），干燥能力15.73kg/（h·m2），物料温度85℃。自产硫化镍精矿表面水较多，发粘，用盘式连续干燥器干燥时不粘盘，上3层干燥盘上颗粒较多而大，但下几层颗粒被碾滚碾碎，干燥效果较好。 　　(3)工业浸出渣46 kg与自产精矿60 kg混合后总重106 kg，含水30.13%，分批加入直径1200 mm 8盘小型干燥器内，通入0.3 5MPa饱和蒸汽，主轴转速300～400 r/min，经过50min试验物料干燥完毕，物料含水达8.3%，物料温度86 ℃。此次试验蒸汽单耗0.019 t/kg，脱水能力4.21kg/（h·m2），干燥能力19.27kg/（h·m2），混合后物料发粘，其中既有结晶水又有表面水，用盘式连续干燥器干燥不粘盘，上3层干燥盘上颗粒较多，下几层颗粒被碾碎，干燥效果较好。 　　(4)工业浸出渣与自产精矿按1：1混合后在水中浸泡18 h后取出干燥，总重33 kg，含水48.7%，分批加入直径1200 mm 8盘小型干燥器。通入0.35 MPa饱和蒸汽，主轴转速300 r/min，经过47 min，33 kg物料干燥完毕。此次试验物料含水达8%，蒸汽单耗0.057 t/kg，脱水能力2.598 kg/（h·m2），干燥能力6.38 kg/（h·m2），物料温度86 ℃。经过18h水浸泡的混合料表面水、结晶水都较多，发粘，用盘式干燥器干燥不粘盘，上3层干燥盘上颗粒较多，下几层颗粒被碾碎，干燥效果较好。 　　1.2.5数据对比 　　用两种设备分别对含水量42%～45%的60 t的物料进行干燥，干燥数据见表1。 　　由表1数据可以看出盘式连续干燥机对氧化镍矿与硫化镍矿混合干燥，蒸汽单耗低，干燥能力大，所以可以选择混合干燥。 　　2盘式连续干燥器设备选型参数 　　2.1按干燥40 t/h干矿计算，物料原始条件：（按自产精矿80%，工业浸出渣20%配料） 　　物料名称：混合物料 　　初始含水量：a1=27.8% 　　最终含水量：a2=8% 　　湿物料流量：G1=49875 kg/h 　　干物料流量：G2=40000 kg/h 　　绝干物料流量：Gc=36800 kg/h 　　物料初始温度：t1=10℃ 　　物料干燥温度：t2=80℃ 　　热源：0.6 MPa（表压）饱和水蒸气 　　2.2 通过工艺计算，干燥系统设备选型见表2。 　　表2 盘式连续干燥系统一览表 　　3 回转窑干燥机设备选型参数 　　3．1按干燥40t/h干矿计算，回转窑干燥设备见表4。 　　表4 回转窑干燥设备一览表 　　4回转窑干燥与盘式连续干燥主体设备对比 　　5t桥式天车、水管道、基础等辅助设施等在两种干燥方式中都需要投入，这里不做详细比较，主体设备对比见表6。 　　表6两种系统的主体设备对比 　　5 结  论 　　通过对盘式连续干燥机的模生产拟数据和回转窑的实际生产数据的分析比较，证明了应用盘式连续干燥器干燥镍精矿具有一定的优越性。 　　（1）回转窑干燥机：回转窑干燥主体设备投资略小，但占地面积大，配置复杂，设备基础复杂，综合能耗高，热风损失和粉尘飞扬损失大，劳动环境较差。 　　（2）盘式连续干燥器：盘式连续干燥主体设备投资略大，但密闭操作，蒸发强度大，湿度呈阶梯式分布，占地面积小，配置简单，设备基础用普通水泥地面即可，综合能耗低，热损失和烟尘飞扬损失小，劳动环境较好，具备节能环保发展趋势。 　　通过对盘式连续干燥机和回转窑干燥机的全面比较，认为盘式连续干燥机在技术上可行. · 行业聚焦： 内藏分级立式微粉碎机组主要结构 　　粉碎机主要结构如图所示，由螺旋进料机、粉碎室和分级室三部分组成。其中粉碎室由粉碎盘和带圆弧槽粉碎圈所组成。分级室由分级轮与分流锥套组成。粉碎盘的转速是固定的，而分级轮与进料螺旋可无级调速。 　　内藏分级立式微粉碎机组工作原理 　　物料经进料螺旋送人粉碎室内，受到粉碎盘上的刀片高速冲击和剪切，同时也受到涡流产生的高频振动而被粉碎。粉碎后的粉体在负压作用下越过分流锥套而进1、工作可靠，热效率高，物料烘干效果好，容易实现自动化控制，操作人员少。 　　2、转筒烘干机具有结构紧凑，占地面积少，是相同产量单筒烘干占地面积的地二分之一。 　　3、烘干机设备所需投资是国外进口产品6/1。 　　4、烘干机筒体自我保温热效率高达80%以上(传统单筒烘干机热效率仅为35%)提高热效率45%。 　　5、物料终水份确保0.5%以下，是干混沙浆及矿渣粉生产线首选产品。 　　6、比单筒烘干机减少当前干燥设备企业都非常重视新产品的开发。应当看到，我国的干燥设备工业发展到今天，虽然与国际先进水平尚有差距，但已经超越了简单地照搬吸收的阶段。寻求进一步发展的技术途径，应当在分析借鉴国外先进产品的同时，从更深的层次上对干燥设备技术发展的趋势和产品开发的走向进行综合的分析和思考，努力开发具有自主知识产权的新产品。 　　以人为本，树立人性化的产品设计理念 　　通常我们在干燥设备产品设计中主要考虑的是它的材质、结构、机械强度、工作性能、使用寿命等要素，在评价干燥设备的优劣选择干燥设备一定要兼顾配套设备，因为干燥系统是由干燥设备和附属设备组成。附属设备选择是否得当也是关键一环。一般情况下，干燥系统主要由通风设备、加热设备、主机（干燥设备）、气固分离设备、供料设备等组成。  能源费用的上升以及对污染限制的规定，工作条件和操作安全性等对工业干燥机的设计和选择有着直接的关系。有人对这些设计因素影响（特别是悬浮式干燥机设计，例如喷雾、闪蒸和流化床干燥机）已经给予了充分的讨论，在对各种型号干燥机的选择阶段也一定要考虑到这些因素。有时候，在对不同物料和不同场合都可进行加工的干燥装置时，人们必须在设计阶段就把这些因素考虑进去。  对于气体来说，会在粉碎室得到多次粉碎，由此势必会加大粉碎机的负荷，造成不心要的能源浪费。鉴于此，采用二次粉碎工艺会明显地避免这一不足之处。二次粉碎工艺是在一次粉碎工艺的基础上，增加一台粗粉碎机（如立式粉碎机）和一台分级筛。在前道粉碎中，使用的立式粉碎机，其筛网孔径可以选用较大一点。经初次粉碎再筛选后，其中达到粒度要求的细粉便可直接进入下道工序，而不必再经微粉碎机粉碎。未达到要求的，进入微粉碎机中进行二次粉碎，由此可较大幅度地减轻微粉碎机的负荷。 　　二次粉碎工艺与一次粉碎相比，虽然增加了两台设备，但是能明显提高生产效率及产品质量，并且能耗降低约25%～50%。因此这种工艺已被很多大、中型饲料厂所采用。

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