Karakteristika og mangler ved dobbelt kegle vakuumtørringsudstyr

Denne artikel tager kobbersulfidkoncentrat som et eksempel for at illustrere koncentratets tørreegenskaber, valget af tørreudstyr og dets industrielle anvendelser.

Metalliske sulfidmalme (pyrit, chalcopyrit, galena og sphalerit osv.) er vigtige råmaterialer til svovlsyre- og metallurgiske industrier. Koncentrater efter flotation (sulfidkoncentrat, kobberkoncentrat, nikkelkoncentrat, molybdænkoncentrat og zinkkoncentrat osv.) skal tørres, før de kommer ind i efterfølgende riste- og smelteudstyr. I mit land er der med opførelsen af-storskala pyritristning og non-jernholdige metalsmelteanlæg et presserende behov for at øge enkelt-enhedsbehandlingskapaciteten for koncentrattørreudstyr og implementere dybtørring af koncentratet.

1. Tørringsegenskaber og krav til koncentrater

Fugtigt kobbersulfidkoncentrat er generelt gråligt-brunt med en partikelstørrelse på ca. 200 mesh (74 μm). På grund af dets høje metalindhold og bulkdensitet er det meget slibende på udstyr. W(H2O)-indholdet i koncentrat fremstillet ved flotation er generelt 10-15%. Når w(H2O)-indholdet er omkring 10%, er koncentratet relativt løst; når w(H2O)-indholdet er højere, er koncentratet mere viskøst. Endvidere er sulfider i koncentratet tilbøjelige til syrekorrosion under opvarmning.

Vandindholdet i koncentratet, der føres ind i ovnen, har en væsentlig indflydelse på smelteoperationen. Generelt kræver smelteprocesser et aw(H2O)-indhold på 6%-8% i koncentratet, der føres ind i ovnen, og nogle kræver endnu lavere indhold, såsom flashovnssmeltning, som kræver et aw(H2O)-indhold på mindre end 0,3% i kobberkoncentratet, der tilføres ovnen. For højt vandindhold vil resultere i dårlig koncentrats flydeevne, blokering af fødetragten [L2] og er også skadelig for smeltningen af ​​ikke-jernholdige metaller. Derudover stiller smelteoperationer også visse krav til partikelstørrelsen af ​​det tørrede koncentrat.

2. Tørremetoder og -udstyr

Tørringen af ​​metalsulfidkoncentrater er generelt opdelt i to metoder: direkte tørring og indirekte tørring.

2.1 Direkte tørring

Direkte tørring af koncentrat refererer til den tørreproces, hvor tørremediet kommer i kontakt med koncentratet under tørringsprocessen, såsom cylindertørring og luftstrømstørring. Direkte tørring bruger typisk varm luft eller varm røggas som opvarmningsmedium og involverer et eller to trin af tørring afhængigt af proceskrav. Tidlige smelteværker brugte generelt cylindrisk tørring eller luftstrømstørring, med luftstrømstørring yderligere opdelt i to-trin (burdisperser + tørrerør) og tre-trins (kort cylindrisk tørretumbler + burdisperser + tørrerør) metoder. Selvom disse to metoder tilbyder høj koncentratbehandlingskapacitet og producerer ensartet partikelstørrelse, lider de af lav termisk effektivitet, stort fodaftryk og komplekse processer.

Desuden bruger luftstrømstørrere betydelig strøm på grund af roterovnens vertikale materialetransport; bursprederen, på grund af dens høje-rotationshastighed (250-300 r/min), oplever rotorslid, hvilket resulterer i omfattende vedligeholdelse og kræver svejsereparationer hver 2.-3. uge [3]. Af disse grunde er nogle producenter i de senere år begyndt at bruge roterende flashtørrere til at tørre visse koncentrater (såsom molybdænkoncentrat). Imidlertid anvender roterende flashtørrere generelt højtemperaturgas som tørremedium, som let danner SO₂, hvilket forårsager korrosion på udstyret. Derudover roterer den nederste omrører ved høje hastigheder, hvilket fører til slid. Derudover lider roterende flashtørrere også af lav termisk effektivitet og lille behandlingskapacitet. Det er især vigtigt at bemærke, at direkte tørringsmetoder generelt involverer problemer med udstødningsgasbehandling. Udstødningsgasstrømningshastigheden er stor, og støvindholdet er højt; forkert behandling kan nemt forårsage miljøforurening.

2.2 Indirekte tørring

Indirekte tørring af koncentrater refererer til en tørreproces, hvor tørremediet ikke kommer i kontakt med koncentratet under tørringsprocessen. Det anvendte udstyr omfatter flerlags dampspiraltørrere, skivetørrere, skovltørrere og roterende damprørstørrere. Indirekte tørretumblere bruger generelt mættet damp som opvarmningsmedium, og deres termiske effektivitet er meget højere end ved direkte tørring. Desuden producerer de mindre udstødningsgas og har et lavere støvindhold, hvilket resulterer i en relativt enklere proces. Flerlags dampspiraltørrere var tidlige indirekte tørrere, der blev brugt til tørring af koncentrater. De består af en multi-spiralrotor og en fast skal, hvor koncentratet drives fremad, mens rotoren roterer. På grund af koncentratets høje slibeevne er der tilbøjelige til at opstå skader på spolen, slid på beskyttelsesplader og skrabere osv., hvilket kræver hyppig vedligeholdelse. Under normale omstændigheder lukkes tørretumbleren ned til eftersyn en gang om ugen. Skivetørrere blev engang brugt til tørring af svovlkoncentrat, men der opstod mange produktionsproblemer: materiale, der skurrer på de øverste tørreskiver, materiale, der let falder direkte fra yderkanten af ​​tørreskiven til bundskiven og forårsagede kortslutninger, og rivebladene blev let slidt ned, hvilket førte til rivestangsbrud. Disse problemer påvirkede direkte tørreeffekten og den normale drift af tørreudstyret, og tvang producenterne til at fortørre materialet, før det blev sendt til skivetørreren, hvilket ikke blot forlængede processen, men også øgede investeringerne. Desuden er dens behandlingskapacitet relativt lille. Padletørrere er særligt velegnede til tørring af tyktflydende og pastaagtige materialer. Ifølge eksperimentelle undersøgelser har skovltørrere en rigtig god tørreeffekt på kraftfoder. På grund af paddlenes selvrensende effekt har materialet praktisk talt ingen vedhæftning, god flydeevne, og udgangsproduktets fugtindhold og partikelstørrelse opfylder industrielle krav. Men på grund af materialets egenskaber er skovlerne tilbøjelige til at blive slidt, og strømforbruget er relativt højt, hvilket gør dem uegnede til stor{20}}installationer. Damprørsroterende tørretumblere er på grund af deres energi-besparende og miljøvenlige fordele, store enkelt-enhedsbehandlingskapacitet og lave strømforbrug efterhånden blevet det primære udstyr til koncentratetørring. Det følgende afsnit fokuserer på damprørsrotationstørreren.

3. Damprørsroterende tørretumbler

En vis tørreteknologivirksomhed begyndte sin forsknings- og udviklingsindsats i 1992 for at lokalisere damprørsrotationstørreren til høj-densitetspolyethylen-anlæg (HDPE). Gennem løbende forbedringer og optimering udviklede den sin egen patenterede teknologi. Virksomheden har successivt afsluttet lokaliseringen af ​​damprør-roterende tørretumblere til store- HDPE- og PTA (terephthalsyre)-anlæg og med succes anvendt denne teknologi til tørring af våde koncentrater i den metallurgiske industri.

3.1 Struktur og arbejdsprincip

Som nævnt tidligere er damprørsrotationstørreren en roterende tørretumbler af indirekte opvarmning, og dens struktur er vist i figur 1. Damprørsrotationstørreren består hovedsageligt af et cylindrisk legeme, damprør, en fødeskrue, en tilførselsendetætning, en udløbsendetætning, et dampsystem, et transmissionssystem og understøttende komponenter. Dampvarmevekslerrørene er arrangeret i koncentriske cirkler inde i cylinderen, der løber gennem hele tørreren. Den varme, der kræves til tørring, tilvejebringes af dampen, der indføres i varmevekslerrørene. Derudover indføres en lille mængde bæregas (luft) i cylinderen for at føre den fugt, der er fordampet under tørringsprocessen, til ydersiden af ​​cylinderen.

3.2 Tørringsprocesflow

Den roterende damptørrer bruger mættet damp med middel-lavtryk som opvarmningsmedium, hvilket resulterer i en lavere tørretemperatur, hvilket forhindrer nedbrydning og oxidation af sulfider i koncentratet. Procesflowet for kobberkoncentrat-rotationstørreren er som følger: Vådt koncentrat kommer ind i tørreren gennem en skrueføder. Tørrecylinderen har en vis hældning, og materialet vælter og bevæger sig fremad, mens cylinderen roterer, og udveksler varme med damprørene, der er arrangeret rundt om cylinderen og tørres. Det tørrede koncentrat udledes gennem udtømningsboksen. En lille mængde bæregas kommer ind i tørreudstyret fra udledningsenden og transporterer den fugt, der er fordampet under tørreprocessen og forlader fødeenden. Efter støvfjernelse med et posefilter ledes udstødningsgassen ud i atmosfæren, og det opsamlede støv føres tilbage til fødeskruen. Denne proces har fordele som simpelt flow, mindre udstyr, lav investering, høj termisk effektivitet, lavt støv- og skadelige gasudslip samt nem betjening og vedligeholdelse.