[发明专利]钼精矿自热式焙烧方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及硫化钼精矿生产工业氧化钼技术领域，主要提出一种钼精矿自热式焙烧方法及其装置。

背景技术

目前，国内外应用的所有硫化钼精矿约有96％首先要通过焙烧转化成工业氧化钼，才能进一步提取可溶性的钼盐，进而冶炼成为钼金属或其合金，且大部分用于钢铁冶金。钼精矿焙烧在氧气不足时，MoS₂和氧气反应生成褐色MoO₂，并放出热量；氧气充足时，生成淡黄色MoO₃，同时放出热量。反应热化学方程式如下：

MoS₂+3O₂→MoO₂+2SO₂+817kJ

MoO₂+0.5O₂→MoO₃+111kJ

MoS₂+3.5O₂→MoO₃+2SO₂+928kJ

可见，钼精矿在空气中的焙烧是显著的放热反应过程，完全可以自热完成，焙烧过程不需要消耗热能且不应该生成低浓度SO₂烟气。但焙烧钼精矿的生产的焙烧过程中，无论是早期简易的反射炉焙烧、还是目前广泛应用的回转窑焙烧、多膛炉焙烧、甚至包括未实现工业应用的闪速炉焙烧及添加助剂焙烧等都需要采用外热源提供焙烧热量以保证反应的顺利进行。焙烧热量一般由煤、油、各种煤气、天然气、电等外热源提供。

目前，国内部分小企业仍采用反射炉工艺生产氧化钼，焙烧钼精矿时的加料、出料及炉料的搅拌都是人工操作，焙烧热量由煤、重油或煤气燃烧供给，并结合炉门的开关来控制焙烧温度。反射炉焙烧工艺的优点是设备投资少、建设周期短，但焙烧过程中因燃料烟气与工艺烟气从同一烟道排出，致使排放烟气中烟尘成分复杂，伴生的铼不好回收和SO₂浓度过低(一般仅为0.44～0.6％)而不好处理，易造成环境的严重污染。另外，反射炉的热利用率低，具有能耗大、生产条件差、劳动强度大等缺点，能耗1t工业氧化钼消耗煤高达480kg标准煤，故该工艺日渐被淘汰。

国内的大中型企业多采用多膛炉焙烧钼精矿。多膛炉一般8-16层炉床构成，钼精矿从第1层给入，第1层与第2层炉床用天然气加热，进行预热并脱除钼精矿中的浮选油(如蒸汽油或煤油等)，然后钼精矿旋转落人第3层到第5层，在这3层靠钼精矿放热反应发生氧化，之后氧化成的二氧化钼和三氧化钼落入第3层，经外加热继续氧化，此时二氧化钼连续氧化并大部分转化为三氧化钼，最后两层通常要充人氧气或富氧空气来强化氧化未氧化的二氧化钼和少量未氧化的二硫化钼。并使脱硫逐渐完全。目前多数多膛炉产出的工业氧化钼焙烧回收率约98％，较高的可达到99％，脱硫率＞99.8％，含S为0.05-0.07％，能耗1t工业氧化钼消耗天然气为30-50m³，个别为100m³(决定于人炉钼精矿的化学组分、粒度和浮选油含量)。但多膛炉结构较复杂，炉体内活动部件较多。且各层炉膛反应放热不均。当温度控制不好超过MoO₃的升华温度(795℃)时，易引起MoO₃升华损失，而且还会引起炉料烧结，造成下料口堵塞，必须定期清炉，不仅增加了劳动强度，也影响正常生产。多膛炉焙烧时外排尾气中的SO₂浓度较低(1.5％左右)，制酸不经济，易造成SO₂的污染，形成社会公害。

在我国，中小企业大都采用回转窑焙烧工艺。焙烧时物料在窑体的旋转和倾斜作用下，由窑尾向窑头运动，辉钼矿随之开始进行氧化反应。根据钼精矿在窑内发生的化学反应和加热炉的热效应，窑内可分成三段，每段的位置随加料速度、精矿物性及化学成分的不同而变化。预热干燥带位于窑尾部，温度为250～450℃之间，物料在此预热干燥，除去油、水；反应带处在窑中部，温度在500～700℃之间，钼精矿在这段达到燃点，靠本身的化学反应热进行氧化反应，生成氧化钼，当物料的残硫降至3.5％以下时，不能靠自燃反应继续脱硫，此时靠外加热源供给的高温或高温烟气使残硫继续脱掉，该段炉温为350～650℃，焙烧好的物料在该段出料。