[其他]貧氧還原流化焙燒工藝和設備

在審

• 申請號: 101985000005934
• 申請日: 1985-07-31
• 公開（公告）號: CN85105934B
• 公開（公告）日: 1988-07-13
• 發明（設計）人: 黃朱向;王湘明
• 申請（專利權）人: 黃朱向;王湘明
• 代理公司: 湖南專利事務所
• 代理人: 張美娟

貧氧還原流化焙燒工藝和設備系礦石或廢料的焙燒法初步處理。本發明采用一級流化床，通過調節進入流化焙燒爐流化氣體中的尾氣量，從而控制還原焙燒溫度解決高溫還原焙燒中的結焦問題，又能在流化床中產生一定的還原性氣氛，達到所需的還原深度，完成高溫還原焙燒過程，采用本工藝，二氧化錳的還原率可達９７％以上，生產成本可降低２５％～３５％，是化工、冶金系統實現高溫還原焙燒經濟有效的工藝。

貧氧還原流化焙燒工藝和設備系礦石或廢料的焙燒法初步處理。

隨著流化理論的不斷發展，流化技術越來越廣泛地應用于冶金和化工工業，我國自1954年南京化工總廠應用流化技術焙燒硫鐵礦以后，現已普遍應用于煤的流化焙燒。

化學工業生產硫酸錳、碳酸錳和立德粉均有一個還原焙燒過程，把MnO₂還原成MnO，BaSO₄還原成BaS，冶金工業上把低品位的錳礦石提高為高品位的錳氧化物，即把礦石中的鐵氧化物還原成磁性Fe₃O₄，再采用磁選法，從而獲得高品位的錳氧化物，也有一個還原焙燒過程，還原焙燒技術在化工、冶金系統具有重要作用。

國內、外一般采用球團法，回轉窯和反射爐或二級流化床實現高溫還原焙燒過程，我國在硫酸錳、碳酸錳和立德粉的生產過程中，采用回轉窯或反射爐完成高溫還原焙燒。還原焙燒過程是一個放氧和放熱的過程。例如：

MnO₂+1/2C＝MnO+1/2CO₂+熱量

BaSO₄+2C＝BaS+2CO₂+熱量

要把流化技術應用到還原焙燒上，就須要解決流化床的溫度控制和高溫結焦問題，又必須達到一定的還原深度，冶金部馬鞍山冶金研究院曾進行過一級流化床還原焙燒的工業性試驗，他們以原煤作還原劑，把貧錳礦中的鐵氧化物還原成磁性Fe₃O₄，用磁選法提高錳礦石的品位，但在試驗過程中，焙燒爐的操作不很穩定，經常出現高溫結焦，同時還原率只有70%左右，因而未能應用于生產。美國專利3864118報導了以原油作還原劑，采用二級流化床實現貧錳礦富集生產中的鐵氧化物的高溫還原過程。專利中提出了向爐內噴水的直接冷卻方法調節爐溫，雖然解決了高溫結焦問題，但反饋時間長。控溫幅度小，爐內還原焙燒溫度波動大，同時，為達到一定的還原深度，必須增加還原劑用量以達到更高的還原溫度，因而浪費能源，既使通過控制原油量來控制溫度，又可能使還原深度達不到要求。這種方法也只能使部分的MnO₂還原成MnO，不能滿足某些生產工藝的要求。

本發明采用貧氧還原流化焙燒工藝和一級流化床焙燒爐，通過調節進爐的尾氣量，既可控制還原溫度解決高溫結焦問題，又能產生一定的還原性氣氛，達到所需的還原深度，以完成高溫還原焙燒過程，滿足生產上的要求。

貧氧還原流化焙燒工藝的特征為在流化焙燒爐內，一次性地完成MnO₂還原成MnO的焙燒過程，進入流化焙燒爐風室的流化氣體，是由還原焙燒過程中，流化焙燒爐內產生的尾氣，經凈化后，部分與空氣按一定比例混合而成。本工藝使用的還原劑可以是固體，也可以是氣體或液體。在以無煙煤作還原劑時，流化氣體中的氧量，按下列公式計算：

X＝K·R·M/V（14.5ηmC₁-C₂y）

式中：X-進爐氣體含氧體積百分數

K-修正系數（0.7-1）

R-常數（0.03578m³/T）

M-焙燒強度（T/m²·hr）

V-標準狀態的流化速度（0.2m/s-1.5m/s）

η-煤的反應效率

m-煤的配量百分數

C₁-煤中含固定碳含量