专利名称：一种高碱量钠化焙烧湿法冶金熟料的方法
技术领域：
本发明提出的是湿法冶金领域用于工业回转窑无卣无钙钠化 焙烧金属矿物或废渣熟料的方法，具体地说是一种高碱量钠化焙 烧湿法冶金熟料的方法。
背景技术：
湿法冶金行业从金属矿物或废渣中提取高纯度的金属盐类或 氧化物的第一道工序是钠化焙烧熟料，目的是使被提取的金属转 化为可溶性的钠盐，才能进行深度的加工提纯。目前世界上广泛
应用的钠化焙烧方法有三种
一是在以纯碱为主添加剂的同时，添加适量的NaCl或Na2S04, 目的是提高被提取的金属在焙烧过程中转化可溶性钠盐的比率。 其负效应是产生的CI,和S02,严重污染环境，且此方法适用于纯 碱的加入量小于被提取的金属矿物或废渣加入量的60%。
二是当纯碱的加入量与被提取的金属矿物或废渣重量比为 0.6~0.8:1时，由于高温下混合料反应剧烈，放出大量热量，使 反应物料在窑内呈熔融粘稠状态，易粘结回转窑的内壁和极易产 生烧结结圏，使生产无法进行，故通常加入此种熟料的浸出渣或 者石灰等一些惰性填料来解决反应物料粘稠和易烧结结圈的问 题。其负效应是人为降低了反应物料中被提取金属的含量，放热 反应不明显，致使单位产品的钠化焙烧工序能耗明显提高，同时导致浸出工序的水、电、汽消耗也明显增加。
三是为了解决高温下物料粘稠易烧结结圈问题，以大量的生 石灰或石灰石为添加剂，其负效应一是加大后续工序的废渣量，
占用大量土地来贮存，并且粉尘污染环境；二是被提取金属的焙 烧转化率低，导致被提取金属的总回收率降低，浪费资源；三是 有可能形成有毒的危险固体废物(如Ca(M)4),形成二次污染。
发明内容
为了解决湿法冶金高碱量钠化焙烧过程反应物料呈熔融粘稠 状态，易粘结回转窑内壁和易烧结结圈的技术难题，本发明提出 一种高碱量钠化焙烧湿法冶金熟料的方法。该方法解决物料熔融 粘稠、易烧结结圈，并有效回收焙烧物料反应热的技术问题。
本发明解决技术问题所釆取的方案是
1、 原料破碎用破碎机和球磨机将准备提取的金属矿物或废 渣粉碎至120~180目，得到破碎原料。
2、 制备过粘熟料将纯碱与破碎原料充分混匀，投入到反射 炉中，以煤或煤气为燃料，在500 ~ 800°C的条件下焙烧30~90 分钟，期间每隔20分钟人工用铁伊充分翻动一次物料，并用铁伊 击打粘稠结块的物料使其破碎，直至物料由粘稠熔融状态转至不 粘稠的松散状态，将物料从炉内扒出后进一步破碎至20~80目， 制备得到过粘熟料。
3、 制备混合料将纯碱与破碎原料按O. 6~0. 8: 1的质量比 加入；过粘熟料的加入量按质量比为破碎原料量与纯碱量之和的 30%~90%,三种物料准确计量后，在混料机内混合得到混合料4、焙烧熟料制备按照回转窑升温曲线用煤气或天然气将窑 头的温度升至800 ~ 1000°C,用提升机经给料器由窑尾将混合料投 入回转窑内，混合料发生放热反应，窑尾温度升至800 ~ 1000QC, 窑尾5米内的物料呈半粘稠状态；在窑温和二次风正常的条件下， 窑内无结圏的现象；窑尾物料自身放热反应产生的热量，可使窑 尾20米左右的温度维持在800 ~ 1000°C;整个钠化焙烧的时间为 4~8小时。焙烧好的熟料由窑头流出，经lOOx 100mm网孔的筛分，
将少量熟料块分离出来，自然冷却返回窑尾作为过粘熟料；通过 lOOmmx 100mm网孔的熟料经冷却机降温，再经锊式细碎机粉碎后 提至熟料仓供浸出使用。无卤无钙钠化焙烧后的熟料中被提取金 属转化为可溶性钠盐的比率均达到95%以上。
本发明方法克服物料焙烧过程物料熔融粘稠、易烧结结圈并 有效回收焙烧物料反应热，实现了热能的充分利用，具有节能、 环保和循环经济的特点，适宜产业化回转窑在高温下钠化焙烧高
粘度物料的自动化生产应用。
图1为本发明方法搡作流程图
具体实施例方式
实施例1:含钒、钼和磷的工业废催化剂的钠化焙烧 将含钒、钼和磷的工业废催化剂按照800吨组批，充分均化
后，粉碎120目，得到破碎废催化剂。
每吨破碎废催化剂加入纯碱1. 3吨，在混料机进行充分混匀，
然后投入反射炉内，在500^的条件下进行焙烧30分钟，期间每隔20分钟人工用铁伊充分翻动一次物料，并用铁铲击打粘稠结块
的物料使其破碎，直至物料转为不粘稠的松散状态，将物料从炉 内扒出后进一步破碎到20目，制备得到过粘熟料。
将破碎的废催化剂、制备的过粘熟料和纯碱按比例在混料机 内进行充分混合，制备得到混和料，其中破碎的废催化剂与纯碱 的质量比为1: 1.3，过粘熟料的加入量为破碎催化剂量与纯碱量 之和60%。
将制备的混合料由料仓投入回转窑(窑长60m,内径cj)3. 5m) 进行焙烧，焙烧时间为6小时，控制窑头和窑尾温度分别为1000flC 和900t，回转窑使用煤气进行直接加热；焙烧后的物料从窑头自 动卸出，进行网孔筛分，大于ci)100mm的料块经过粉碎，代替制备 的过粘熟料用于混合料制备，粒径小于(J) 100mm的料块经过降温和 破碎，制备得到熟料，进行浸取回收钒、钼。
实施例2:含钒、铬和磷工业渣的钠化焙烧
将含钒、铬和磷工业渣按照IOOO吨组批，充分均化后，粉碎 到180目，得到破碎工业渣。
每。屯破碎工业渣加入纯碱0.8吨，在混料机进行充分混匀， 然后投入反射炉内，在800°(:的条件下进行焙烧60分钟，期间每 隔20分钟人工用铁伊充分翻动一次物料，并用铁铲击打粘稠结块 的物料使其破碎，直至物料转为不粘稠的松散状态，将物料从炉 内扒出后进一步破碎至80目，制备得到过粘熟料。
将破碎的工业渣、制备的过粘熟料和纯碱按比例在混料机内 进行充分混合，制备得到混和料，其中纯碱与破碎工业渣质量比为O. 8: 1，过粘熟料的加入量为破碎工业渣量与纯碱量之和30%。 将制备的混合料由料仓投入回转窑(窑长30m,内径cj)2.5m) 进行焙烧，焙烧时间为4小时，控制窑头和窑尾温度分别为900°C 和75(^C,回转窑使用天然气进行直接加热；焙烧后的物料从窑头 自动卸出，进行网孔筛分，大于(J)100mm的料块经过粉碎，代替制 备的过粘熟料用于混合料制备，粒径小于cj)100mm的料块经过降温
和破碎，制备得到熟料，进行浸取回收钒、铬。 实施例3:铬、铁矿钠化焙烧
将铬、铁矿按照900吨组批，充分均化后，粉碎到150目， 得到破碎铬铁矿。
每吨破碎铬、铁矿加入纯碱l.l吨，在混料机进行充分混匀， 然后投入反射炉内，在700°(:的条件下进行焙烧90分钟，期间每 隔20分钟人工用铁伊充分翻动一次物料，并用铁伊击打粘稠结块
的物料使其破碎，直至物料转为不粘稠的松散状态，将物料从炉 内扒出后进一步破碎至50目，制备得到过粘熟料。
将破碎的铬、铁矿、制备的过粘熟料和纯碱按比例在混料机 内进行充分混合，制备得到混和料，其中破碎的铬、铁矿与纯碱 的重量比为1: 1.1,过粘熟料的加入量为破碎铬、铁矿量与纯碱 量之和的90%。
将制备的混合料由料仓投入回转窑(窑长50m,内径cj)2. 5m) 进行焙烧，焙烧时间为8小时，控制窑头和窑尾温度分别为900°C 和75(TC,回转窑使用天然气进行直接加热；焙烧后的物料从窑头 自动卸出，进行网孔筛分，大于4)100mm的料块经过粉碎，代替制备的过粘熟料用于混合料制备，粒径小于cj) lOOmm的料块经过降温
和破碎，制备得到熟料，进行浸取回收铬。
实施例4:高品位镍、钼矿的钠化焙烧
将镍、钼矿按照800吨组批，充分均化后，粉碎120目，得 到破碎镍、钼矿。
每吨破碎镍、钼矿加入纯碱O. 6吨，在混料机进行充分混匀， 然后投入反射炉内，在50(TC的条件下进行焙烧90分钟，期间每 隔20分钟人工用铁伊充分翻动一次物料，并用铁铲击打粘稠结块 的物料使其破碎，直至物料转为不粘稠的松散状态，将物料从炉 内扒出后进一步破碎至20目，制备得到过粘熟料。
将破碎的镍、钼矿、制备的过粘熟料和纯碱按比例在混料机 内进行充分混合，制备得到混和料，其中纯碱与破碎的镍、钼矿 质量比为0.6: 1,过粘熟料的加入量为破碎镍、钼矿量与纯碱量 之和的40%。
将制备的混合料由料仓投入回转窑(窑长40m，内径cj)2m)进 行焙烧，焙烧时间为5小时，控制窑头和窑尾温度分别为800°C 和750t，回转窑使用煤气进行直接加热；焙烧后的物料从窑头自 动卸出，进行网孔筛分，大于(MOOmm的料块经过粉碎，代替制备 的过粘熟料用于混合料制备，粒径小于cMOOmm的料块经过降温和 破碎，制备得到熟料，进行浸取回收铬。
混合料投入窑尾时马上发生放热反应，使窑尾的温度持续达 到800 ~ 1000flC。为了充分有效利用这种热量，其措施是
1、对窑尾的烟室和烟道进行密封处理，防止热量散发泄漏。2、 采取硅酸铝和岩棉复合对窑尾烟室和余热锅炉间烟道保温。
3、 根据烟气温度、流量和流速，设计、制造、安装配套的热 效率>75%的余热蒸汽锅炉，锅炉尾气温度< 270°(:;锅炉配套自动 降尘和定期除尘装置，余热锅炉定期使用0. 6Mpa的压缩空气经炉 门清除锅炉换热管道外壁粘结的浮尘。
4、 余热锅炉尾部配备烟尘沉降室进行除尘。
权利要求
1、一种高碱量钠化焙烧湿法冶金熟料的方法，其特征是(1)、原料破碎用破碎机和球磨机将准备提取的金属矿物或废渣粉碎至120～180目，得到破碎原料；(2)、制备过粘熟料将纯碱与破碎原料充分混匀，投入到反射炉中，以煤或煤气为燃料，在500～800℃的条件下焙烧30～90分钟，期间每隔20分钟人工用铁铲充分翻动一次物料，并用铁铲击打粘稠结块的物料使其破碎，直至物料由粘稠熔融状态转至不粘稠的松散状态，将物料从炉内扒出后进一步破碎至20～80目，制备得到过粘熟料；(3)、制备混合料将纯碱与破碎原料按0.6～0.8∶1的质量比加入；过粘熟料的加入量按质量比为破碎原料量与纯碱量之和的30％～90％，三种物料准确计量后，在混料机内混合得到混合料；(4)、焙烧熟料制备按照回转窑升温曲线用煤气或天然气将窑头的温度升至800～1000℃，用提升机经给料器由窑尾将混合料投入回转窑内，混合料发生放热反应，窑尾温度升至800～1000℃，窑尾5米内的物料呈半粘稠状态；在窑温和二次风正常的条件下，窑内无结圈的现象；窑尾物料自身放热反应产生的热量，可使窑尾20米左右的温度维持在800～1000℃；整个钠化焙烧的时间为4～8小时；焙烧好的熟料由窑头流出，经100×100mm网孔的筛分，将少量熟料块分离出来，自然冷却返回窑尾作为过粘熟料；通过100mm×100mm网孔的熟料经冷却机降温，再经锷式细碎机粉碎后提至熟料仓供浸出使用。
2、根据权利要求l所述的钠化焙烧方法，其特征在于所述 的回转窑窑长30~60m,内径cj)2 3. 5m,窑尾烟气主通道进行密 封，其外表面用硅酸铝和岩棉保温层，并在主烟道上安装余热蒸 汽锅炉，回收余热和烟气中烟尘，烟气再经过重力沉降室沉降后 排放，回收的烟尘用于制备混合料；余热锅炉定期使用0.6MPa的 压缩空气经炉门清除锅炉换热管道外壁粘结的浮尘。
全文摘要
本发明提出的是一种高碱量钠化焙烧湿法冶金熟料的方法。经过原料破碎1、制备过粘熟料2、制备混合料3和焙烧熟料制备4工序将矿物原料焙烧成为熟料，用于浸提其中的金属物质。本发明方法克服物料焙烧过程物料熔融粘稠、易烧结结圈并有效回收焙烧物料反应热，实现了热能的充分利用，具有节能、环保和循环经济的特点，适宜产业化回转窑在高温下钠化焙烧高粘度物料的自动化生产应用。
文档编号C22B1/02GK101525685SQ200910010989
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者曹宏斌, 李玉平, 晓 林, 陈香友 申请人:葫芦岛辉宏有色金属有限公司