沸腾焙烧炉,又称流化床焙烧炉,简称沸腾炉。用固体流态化技术焙烧硫化矿的装置。焙烧过程有反应热放出,产生含有二氧化硫的气体主要用来制造硫酸,矿渣则用作冶金原料。
沸腾焙烧炉炉体(见图)为钢壳内衬保温砖再衬耐火砖构成。为防止冷凝酸腐蚀,钢壳外面有保温层。炉子的下部是风室,设有空气进口管,其上是空气分布板。空气分布板上是耐火混凝土炉床,埋设有许多侧面开小孔的风帽。炉膛中部为向上扩大的圆锥体,上部焙烧空间的截面积比沸腾层的截面积大,以减少固体粒子吹出。沸腾层中装有废热锅炉的冷却管,炉体还设有加料口、矿渣溢流口、炉气出口、二次空气进口、点火口等接管。炉顶有防爆孔。
分直筒型炉和上部扩大型炉两种:
1、直筒型炉。多用于有色金属精矿的焙烧,焙烧强度较低,炉膛上部不扩大或略微扩大,外观基本上呈圆筒型。
2、上部扩大型炉。早期用于破碎块矿(作为硫酸生产原料开采的硫铁矿,多成块状,习惯称块矿)的焙烧。后来发展到用于各种浮选矿(包括有色金属浮选精矿、选矿时副产的含硫铁矿的尾砂,以及为了提高硫铁矿品位而通过浮选得到的硫精矿,这些矿粒度都很小)的焙烧,焙烧强度较高。
主要是焙烧强度、沸腾层高度、沸腾层温度、炉气成分等。
1、焙烧强度
习惯上以单位沸腾层截面积一日处理含硫35%矿石的t数计算。焙烧强度与沸腾层操作气速成正比。气速是沸腾层中固体粒子大小的函数,一般在 1~3m/s范围内。一般浮选矿的焙烧强度为15~20t/(㎡·d);对于通过3×3mm的筛孔的破碎块矿,焙烧强度为30t/(㎡·d)。
2、沸腾层高度
即炉内排渣溢流堰离风帽的高度,一般为0.9~1.5m。
3、沸腾层温度
随硫化矿物、焙烧方法等不同而异。例如:锌精矿氧化焙烧为1070~1100℃,而硫酸化焙烧为900~930℃;硫铁矿的氧化焙烧温度为850~950℃。
4、炉气成分
硫铁矿氧化焙烧时,炉气中二氧化硫13%~13.5%,三氧化硫≤0.1%。硫酸化焙烧,空气过剩系数大,故炉气中二氧化硫浓度低而三氧化硫含量增加。
1、 焙烧强度高;
2、 矿渣残硫低;
3、 可以焙烧低品位矿;
4、 炉气中二氧化硫浓度高、三氧化硫含量少;
5、 可以较多地回收热能产生中压蒸汽,焙烧过程产生的蒸汽通常有35%~45%是通过沸腾层中的冷却管获得;
6、 炉床温度均匀;
7、 结构简单,无转动部件,且投资省,维修费用少;
8、 操作人员少,自动化程度高,操作费用低;
9、 开车迅速而方便,停车引起的空气污染少。但沸腾炉炉气带矿尘较多,空气鼓风机动力消耗较大。