銅精礦在熱氣流中蒸發脫除非結合水的銅爐料煉前準備作業。煉銅原料大都是浮選銅精礦,一般含有8%~15%的非結合水。為了減少熔煉過程的能耗和確保熔煉的加料和爐子操作的順利進行,濕銅精礦在入爐前須預先加熱乾燥。為了防止乾燥時脫硫,乾燥溫度不宜過高。乾燥的方式主要有迴轉窯乾燥和氣流乾燥。
迴轉窯乾燥 一般採用直接加熱,並分為順流式和逆流式。銅精礦的乾燥常採用順流式。在處理粘性較大的精礦時採用逆流式。
銅精礦乾燥一般在槳葉式迴轉窯內進行,窯內揚板形狀在加料端為螺旋式,其後為直線式。窯體轉速為2~5r/min,窯身斜度為2。~5。。迴轉窯可用煤、粉煤、重油、煤氣和天然氣作燃料。氣體入窯溫度一般為1023~1223K,出窯溫度為353~453K,流速為1.5~3.0m/s。
迴轉窯乾燥對銅精礦原始水分要求不嚴格,乾燥後銅精礦含水較高,多用於流態化焙燒、反射爐煉銅、電爐煉銅等的煉前爐料準備。閃速煉銅前的精礦乾燥也有採用此法。聯邦德國北德精煉公司(Norddeutsche Affinerie AG)的閃速煉銅用直徑為3m、長30m的迴轉窯,把含水6%~9%的銅精礦與石英混合物乾燥到含水分0.3%以下。芬蘭也用迴轉窯把含水分8%的銅精礦乾燥到含水分0.3%以下。
迴轉窯乾燥熱效率約為50%;脫硫率為0.6%~0.7%;煙塵率較低,出窯煙氣經兩段旋風收塵器收塵後即可排空。
氣流乾燥 銅精礦懸浮在熱氣流中,邊輸送邊乾燥。銅精礦因表面積充分暴露在乾燥介質中,乾燥速度快,可在數秒鐘內使水分由8%降到0.3%以下。
常用的設備為管式氣流乾燥系統。當進入氣流乾燥管的精礦含水大於8%時,一般採用迴轉窯進行預乾燥,然後進入鼠籠破碎機鬆散,再進入氣流乾燥管。整個乾燥系統由迴轉窯、鼠籠破碎機、氣流乾燥管和收塵器等部分組成。迴轉窯較短,內襯不鏽鋼板並裝有揚板,為順流式。入窯熱氣流溫度一般為673~873K,窯內氣流速度為10~15m/s,窯身轉速為5~7.5r/min。含水8%~10%的銅精礦在窯內可乾燥到含水5%~6%。鼠籠破碎機的轉子由鉻鎇鋼棒組成,其轉速為250~300r/min。鼠籠破碎機起破碎結塊和鬆散銅精礦的作用。在設於乾燥系統後部的排煙機抽力作用下,銅精礦和熱煙氣從鼠籠破碎機被吸入氣流乾燥管內,呈懸浮狀態,以大於10m/s的速度運動,並迅速乾燥到含水分0.3%以下。乾燥過程的脫硫率小於0.3%。載有銅精礦的氣流經沉塵室、旋風收塵器、電收塵器後可直接排空,收下的銅精礦送往熔煉處理。為了防止超過規定粒度的銅精礦進入沉塵室,在距鼠籠破碎機出口1m處設有一個粒度分級漏斗,將粒度太大的銅精礦分離出去。
管式氣流乾燥系統各部分的脫水率為:迴轉窯20%~30%,鼠籠破碎機50%~60%,氣流乾燥管20%~30%。氣流乾燥熱效率為60%~75%,乾燥後的銅精礦粒度全部小於1mm,適用於閃速煉銅等要求乾燥程度高的熔煉過程。
氣流乾燥煙氣含塵濃度高,收塵系統較龐大。
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