內加熱式回轉窯還原氧化錳系統技術方案

本發明專利技術公開了一種內熱式回轉窯還原氧化錳系統，它包括預熱烘干窯、內熱式回轉窯、噴粉式燃燒器、水冷輸送機、脫硫除塵塔；預熱烘干窯、內熱式回轉窯、噴粉式燃燒器、水冷輸送機依次傾斜連接，預熱烘干窯為該系統的進料端，水冷輸送機為該系統的出料端；脫硫除塵塔通過風機及管路連接于預熱烘干窯的進料端。用本發明專利技術方法還原氧化錳礦生產電解金屬錳產生的廢渣得到了大幅度的減少，為解決行業的節能減排奠定了基礎。由于采用內熱式焙燒還原新技術能耗降低、工藝控制指標準確，生產穩定，還原率高達95%以上，機械化程度高、產能高、適應大生產的要求、工藝連續性強、對還原劑煤和燃燒煤沒有特殊的要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種內加熱式回轉窯還原氧化錳系統，
技術介紹
因為天然氧化猛礦(Mn02、Mn2O3、Mn3O4的混合)它不能直接和硫酸起反應生成硫酸錳，因此，在電解金屬錳、電解二氧化錳、化學二氧化錳和硫酸酸錳等行業中都不能直接使用。如果要用的話必須用一種方法將它還原成MnO方可使用。同時又由于地球表層地殼中的錳60%以上是以氧化態狀況而存在。這種氧化態的錳礦品位較高，全世界鋼鐵行業都是用這種礦石通過高爐冶煉還原的方法生產錳鐵、硅錳合金等半成品后再入煉鋼爐。近半個世界以來也有很多人研究和試驗想把氧化錳礦用在高純度的電解錳和電解二氧化錳、化學二氧化錳和高純硫酸錳的生產上。所有方法歸結起來有以下兩大類第一類是火法它的還原原理是2Mn02+C====2Mn0+C02 丨 Mn203+C====2Mn0+C02 Mn304+C0====3Mn0+C02 I、堆燒法，就是把錳礦和煤混合后再點火堆燒，這種方法還原率低，勞動強度大，污染嚴重，早已被淘汰；2、反射爐法，這種方法目前也被明令禁止使用了 ；3、高爐法、電爐法，這是錳合金目前通常使用的方法；4、微波還原法，目前這種方法還在試驗中，還有很多技術難點需要克服；5、豎爐燃燒還原法，這種方法種類很多，有類似燒石灰的立式窯，有類似煤氣發生爐的塔式轉動爐蓖式爐窯；有立管爐窯；還有沸騰爐焙燒法。6、不同于反射爐的臥式爐窯。這里也有很多種滑動式梯步窯、鏈式焙燒窯、回轉窯；回轉窯又分外熱式回轉窯、內熱式回轉窯、單膛和多膛式回轉窯等。第二類就是濕法濕法還原的關鍵技術就是還原劑的選擇，還原過程中的工藝控制。為了將氧化錳在浸出過程中將氧化錳礦的高價錳還原成二價錳，就必須加入還原劑在一定的還原條件下才能達到還原的目的。目前最常用的就是用MnO2礦加硫鐵礦在硫酸溶液中用蒸汽加熱浸出，這就是所謂的二礦一部法，這種方法上世紀70年代在廣西新興農場的一個硫酸錳生產線上得到應用， 它的反應原理是3Mn02+FeS2+2S04__==>2MnS04+MnS206+Fe+++目前該方法在云南文山一個電解廠用得比較成功。除此之外，還有人用SO2作為還原劑將MnO2礦石進行還原生產出硫酸錳溶液，反應原理Mn02+S02=MnS04。還有用葡萄糖加上還原酶作為還原劑來還原MnO2礦再用硫酸浸出生成硫酸錳。這也是被用來生產硫酸錳。但是到目前為止用濕法還原生產電解錳只有兩礦一步已在電解錳大型生產流水線得到應用以外，其他方法都在試驗摸索過程中。濕法還原有幾個關鍵的問題得不到解決①SO2法生產電解錳就是酸平衡的問題解決不了。②還原速度慢、效率低無法進行大生產。③由于濕法使用的還原劑帶進去雜質和還原劑本身對電解工段帶來的影響及負作用很難解決，后處理工段工藝流程比較復雜，工藝要求比較高。其中包括兩礦一步法，也有這些問題，所以濕法還原方法目前還沒有大面積推廣。同時濕法還有一個重要的問題很難解決，就是只能使用有氧化作用的MnO2,而對Mn2O3和Mn3O4就不行了。因此，用氧化錳礦通過還原生產電解金屬錳、電解二氧化錳和錳鹽的最好方法還是火法。因為火法具備還原劑既廉價，來源又廣泛；還原速度快；還原率高；能夠流水作業并且便于大規模生產的眾多優點。從2005年開始，我們對火法冶煉中的豎窯和臥式回轉窯進行了分析研究研究結果①豎窯的優點是結構簡單，操作簡便。缺點是窯外加熱，熱能利用率低，窯內礦石必須要一定的粒度，否則不利于CO2氣體外排；單管直徑太大不利于熱傳遞，中心部位還原率降低； 礦石粒度太大也不利還原。單臺設備產能低，不能連續化不適應大生產要求。還原管上方的廢氣和塵不易收集處理。②回轉窯的優點比較明顯還原劑廉價，來源廣泛；還原速度快， 還原率高；流水作業自動化生產又能降低勞動強度，適應于大生產的要求。但是它的存在問題也比較多窯內加熱，溫度較難控制，爐料易結巴，窯內還原氧份很難保證。因此，國內外都不使用窯內加熱的回轉窯，都采用窯外加熱的方法。然而窯外加熱能源消耗較高。還原成本較高。設備長期在高溫下運行易損壞。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種生產成本低的內加熱式回轉窯還原氧化錳系統。本專利技術提供的這種內熱式回轉窯還原氧化錳系統，它包括預熱烘干窯、內熱式回轉窯、噴粉式燃燒器、水冷輸送機、脫硫除塵塔；預熱烘干窯、內熱式回轉窯、噴粉式燃燒器、 水冷輸送機依次傾斜連接，預熱烘干窯為該系統的進料端，水冷輸送機為該系統的出料端； 脫硫除塵塔通過風機及管路連接于預熱烘干窯的進料端。所述噴粉式燃燒器為多風道燃燒器，包括旋流式燃燒嘴、油氣霧化室、燃料霧化室、高壓風室、預熱風室、軌道，所述各室依次由內往外排列、相互獨立、各室的后端分別連通于所述旋流式燃燒嘴，且與旋流式燃燒嘴共軸向中心線；所述旋流式燃燒嘴和各室形成的整體通過滑輪與所述軌道連接。所述油氣霧化室、燃料霧化室、高壓風室、預熱風室的長度依次縮短，各室的下側前端分別有空氣入口、燃料和壓縮空氣混合物入口、壓縮空氣入口、預熱風入口 ；所述油氣霧化室的前端有用于點火的噴油管。所述旋流式燃燒嘴的軸向中心有連通所述油氣霧化室的漸縮錐孔；對應所述油氣霧化室和燃料霧化室圍成的區域內均布有S形筋條，對應所述其它各室圍成的區域內錯位均布有直的筋條。所述水冷輸送機為內螺旋輸送機，包括冷卻槽、金屬圓筒，金屬圓筒的內壁有螺旋葉片，冷卻槽位于金屬圓筒的上方。所述冷卻槽為開口的U形槽，其平行的兩側壁上端有鋸齒狀的分水口 ；所述金屬圓筒外壁的前后部有托輪、中間位置有傳動齒輪；所述金屬圓筒的前端有進料口、后端有出料花板。所述脫硫除塵塔為逆流旋轉式水膜脫硫除塵塔，包括采用塑料制作的塔體，塔體的下部有進氣室、上端有放空煙 ，塔體內的上部有噴淋裝置、多層分水篩板和傾斜式旋流板，分水篩板位于噴淋裝置的下方，傾斜式旋流板位于分水篩板和進氣室之間。所述塔體對應所述噴淋裝置和分水篩板段的直徑大于其下段的直徑，塔體內壁的傾斜式旋流板以下段襯有耐酸瓷磚，所述進氣室沿塔體的切向連接于該段；所述塔體的軸向中心有用于固定所述傾斜式旋流板的支撐柱。所述分水篩板均布有分水孔。所述內熱式回轉窯的外殼為夾套式結構，其下側有接管與所述噴粉式燃燒器的預熱風入口連接。本專利技術跟現有技術相比，具有以下優點采用烘干窯和回轉窯聯體形式，充分利用回轉窯的余熱將氧化錳礦和還原劑烤干并預熱，不但節約了能源，還增加了回轉窯的產能。多風道煤粉燃燒器的四風道及滑輪配合軌道結構為點火、調整煤粉給料量以有效控制窯內溫度、調整加熱部位、保證窯內的還原氣氛起到關鍵作用，同時也為劣質煤的利用提供了保證。水冷式內螺旋輸送機使高溫還原后的原料在封閉的圓筒中輸送，不但保證其在封閉狀態下得到快速冷卻，也保證其不再被重新氧化送入下一工段進行球磨。逆流旋轉式水膜脫硫除塵塔在有水蒸汽的情況下，既能除塵、又能脫硫。本設備利用粉塵中含有的二氧化錳粉和SO2氣體在水膜中發生氧化還原反應生成MnSO4和MnS2O6, MnS2O6在較高的溫度下又可能生成MnSO4和S02，SO2又和MnO2反應，在多次循環的情況下就只有MnSO4存在。定期將循環液過濾后，含MnSO4的液體進入電解錳生產過程中的液體循環，濾渣進入化合工段參加化合。用本專利技術方法還原氧化錳礦，不但取代碳酸錳礦生產電解錳，而本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種內熱式回轉窯還原氧化錳系統，其特征在于：它包括預熱烘干窯、內熱式回轉窯、噴粉式燃燒器、水冷輸送機、脫硫除塵塔；烘干窯、內熱式回轉窯、噴粉式燃燒器、水冷輸送機依次傾斜連接，預熱烘干窯為該系統的進料端，水冷輸送機為該系統的出料端；脫硫除塵塔通過風機及管路連接于預熱烘干窯的進料端。

【技術特征摘要】
1.一種內熱式回轉窯還原氧化錳系統，其特征在于它包括預熱烘干窯、內熱式回轉窯、噴粉式燃燒器、水冷輸送機、脫硫除塵塔；烘干窯、內熱式回轉窯、噴粉式燃燒器、水冷輸送機依次傾斜連接，預熱烘干窯為該系統的進料端，水冷輸送機為該系統的出料端；脫硫除塵塔通過風機及管路連接于預熱烘干窯的進料端。2.如權利要求I所述的內熱式回轉窯還原氧化錳系統，其特征在于所述噴粉式燃燒器為多風道燃燒器，包括旋流式燃燒嘴、油氣霧化室、燃料霧化室、高壓風室、預熱風室、軌道，所述各室依次由內往外排列、相互獨立、各室的后端分別連通于所述旋流式燃燒嘴，且與旋流式燃燒嘴共軸向中心線；所述旋流式燃燒嘴和各室形成的整體通過滑輪與所述軌道連接。3.如權利要求2所述的內熱式回轉窯還原氧化錳系統，其特征在于所述油氣霧化室、燃料霧化室、高壓風室、預熱風室的長度依次縮短，各室的下側前端分別有空氣入口、燃料和壓縮空氣混合物入口、壓縮空氣入口、預熱風入口 ；所述油氣霧化室的前端有用于點火的噴油管。4.如權利要求2所述的內熱式回轉窯還原氧化錳系統，其特征在于所述旋流式燃燒嘴的軸向中心有連通所述油氣霧化室的漸縮錐孔；對應所述油氣霧化室和燃料霧化室圍成的區域內均布有S形筋條，對應所述其它各室圍成的區域內錯位均布有直的筋條。5.如權利要求I所述的內熱式...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳德根，張靜，高中友，陳寶忠，
申請(專利權)人：湘西自治州德邦錳業有限責任公司，
類型：發明
國別省市：