[其他]用热干燥气体直接接触干燥硫化物矿石的方法

说明书

本发明是关于用热干燥气体直接接触干燥硫化物矿石的方法，其中硫化物矿石得到加工处理，同时产生含SO₂的气体。这含SO₂的气体经接触法制酸装置制备硫酸，制酸过程中所得到的余热用来加热干燥气体。

硫化物矿石或者金属富集矿，如铜、镍、铅、锡、铁的矿石及其任意混合物，例如粗矿砂、石灰石以及从矿渣中回收的金属富矿，在冶炼之前往往需要经过干燥。冶炼过程或者是在焙烧之后进行，或者在冶炼的过程中同时进行焙烧。由此产生的含SO₂气体可以经接触法在制酸设备中处理来制备硫酸。特别是在焙烧和冶炼同时进行的情况下，干燥后的矿物含水量必须达到很低，以保证矿石在一定的温度下起燃。另一方面，进行干燥的过程中也应该考虑到矿石的可燃性，因为必须避免矿石在干燥的过程中起燃。这可以通过合理选择干燥气的进口温度来实现。在选择该进口温度时，要考虑到气体中的氧含量以及气体、固体的流动形式。通常干燥使用固体燃料燃烧所产生的热烟道气。干燥过程中蒸发水份需要大量的热，用此需要耗费大量的一次能源。

从1983年4月出版的《冶金学》37卷第四册299页（“Metall”，Vol.37，No.4，April 1983，page 299）的文中可知：利用接触法制酸过程产生的余热加热干燥空气。然后用该空气去干燥铜矿石。该方法节约了相应量的一次能源。但这样节约的一次能源必须用高温余热来代替，这部分高温余热可以在以高浓度SO₂气体为原料的接触法制酸过程中获得，在其它情况下，该余热可用来产生高压蒸汽。

本发明的目的在于使干燥所用的高品位热量的用量最小。

根据本发明，实现这一目的的方法是，使用接触法制酸过程所产生的热干燥尾气作为干燥气体。

这里所说的“尾气”指的是接触法制酸装置中从SO₂吸收塔最后一块接触板所排放的干燥废气。干燥废气中基本上不含SO₂和SO₃。该气体的温度通常在60～80℃，如果吸收在高温下进行，该出口尾气的温度可高达140℃以上。该尾气仅含有少量的残余氧气。使用制酸过程中所产生的余热对该尾气进行间接式加热。

依照优选的另一个特征，供入干燥器的尾气速率相当于该干燥装置的“单位气流额定值”（Specific gas flow rating），用接触法产生的余热加热所用尾气到这样温度，使之有足够的热量供给干燥设备以蒸发矿石所含水份，并且湿的干燥用空气离开干燥器的温度高于其露点温度，以免在后继的过程中出现蒸汽冷凝。干燥设备的“单位气流额定值”是指所用的干燥器气流通道上单位截面积允许通过的最大体积流速，同时也兼顾随输送固体颗粒所带走气体的允许负荷以及用于气体输送的能量。干燥后的湿空气温度要求高于其露点温度，即使对于吸尘器之类的后续设备也应如此。而另一方面又要求离开干燥器的湿空气温度尽量可能地低，以使得随排放的气体和固体带来的热量损失最小。“接触法制酸装置所产生的余热”指的是在SO₂反应过程中所不需要的那部分热。而且该部分热必须除去以使反应向生成的SO₃方向进行。获取适用的该余热的速率依赖于原料气中SO₂的浓度以及反应装置所处理的气体速率。如果矿石所含的硫量比较高，则接触法制酸过程中产生的余热足以在整套装置中完全干燥所处理的矿石，即使在SO₂气浓度较低，例如SO₂的体积百分数为8～10%的情况下也是如此。接触法制酸所用的原料气中SO₂浓度越高，产生余热的速率也就越大。接触法制酸装置所生的余热其温度通常在150～700℃。其温度下限主要取决于含SO₃气体的露点温度。由于提供给干燥流程的干燥气体其速率，温度较高，（干燥气温度仅稍低于矿石燃烧所允许的最高温度），使得热的利用大大地改善了。

另一个优选的特征是，送到干燥设备的尾气用接触法制酸过程所产生的余热进行预热，随后将该气体经间接式换热方式加热至干燥器所要求的进口温度。这方案需要一个辅助的换热器，当接触法制酸系统所产生的余热不够时可采用该方案，使用间接式换热方式为的是尽可能的保留使用干燥尾气所具有的优点。