輝鉬礦懸浮態(tài)焙燒試驗(yàn)研究_第1頁
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文檔簡介

1、輝鉬礦懸浮態(tài)焙燒試驗(yàn)研究輝鉬礦懸浮態(tài)焙燒試驗(yàn)研究趙博,陳延信,胡亞茹(西安建筑科技大學(xué)粉體工程研究所,西安710055)摘要摘要:采用“兩段式”焙燒新工藝,即利用懸浮態(tài)焙燒技術(shù)在預(yù)反應(yīng)器中脫除輝鉬礦精礦中的大部分硫,然后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)脫除殘余硫,在試驗(yàn)室模擬懸浮態(tài)裝置中考察焙燒溫度、焙燒時(shí)間等參數(shù)對(duì)脫硫效果的影響以及鉬精礦的預(yù)反應(yīng)過程。結(jié)果表明,相對(duì)于焙燒時(shí)間而言,焙燒溫度對(duì)殘硫量的影響相對(duì)較??;在脫硫率≤80%時(shí),絕大部分氧化鉬以MoO2

2、形式存在,不會(huì)產(chǎn)生MoO3大量升華損失的情況;在焙燒溫度700~780℃、物料停留時(shí)間1~3s時(shí),懸浮態(tài)焙燒技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)50%以上的表觀脫硫率;相對(duì)于堆積態(tài)焙燒,脫硫效率大大提高。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:輝鉬礦;懸浮態(tài)焙燒;預(yù)反應(yīng);表觀脫硫率中圖分類號(hào):中圖分類號(hào):TF841.2;TF806.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):文章編號(hào):10077545(2013)09000000StudyonSuspensionRoastingofMolyb

3、deniteZHAOBoCHENYanxinHUYaru(InstituteofPowderEngineeringXi’anUniversityofArchitectureTechnologyXi’an710055China)Abstract:Theprereactionprocessofmolybdeniteeffectsofroastingtemperaturetimeondesulfurizationrateofmolybdeni

4、teinsimulatedsuspensionroastingdeviceinlabatywerestudiedby“twostagesroastingprocess”i.e.mostofthesulfurwasremovedindevicebysuspensionroastingtheresidualsulfurwasremovedinrotarykiln.Theresultsshowthatwiththedesulfurizatio

5、nrateof≤80%themajitygenerationisMoO2.Insuspensionprereactiontestdevicetheapparentdesulfurizationrateofmolybdeniteisabove50%inconditionsofsuspensionroastingtemperatureof700~780℃remainingtimeof1~3s.Thedesulfurizationeffici

6、encyisgreatlyimprovedcomparedtoaccumulationroastingprocess.Keywds:molybdenitesuspensionroastingprereactionapparentdesulfurizationrate目前的反射爐焙燒工藝、回轉(zhuǎn)窯焙燒工藝和多膛爐焙燒工藝采用堆積態(tài)或半堆積態(tài)焙燒方式,存在熱效率低、單機(jī)臺(tái)時(shí)處理能力小、能耗高等缺點(diǎn)[13]。懸浮焙燒技術(shù)具有氣固之間換熱傳質(zhì)速率

7、高、反應(yīng)速率和熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。懸浮態(tài)焙燒時(shí),顆粒之間不是固定接觸,使輝鉬礦燒結(jié)的可能性減小[46]。針對(duì)現(xiàn)有工藝存在的問題,本文提出了“兩段式”焙燒新工藝,即利用懸浮態(tài)焙燒技術(shù)在預(yù)反應(yīng)器中高溫快速脫除大部分硫,在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)低溫脫除殘余硫。這樣一方面可以將MoS2氧化反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱從傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)移到預(yù)反應(yīng)器中,避免溫度過高引起的燒結(jié)和氧化鉬的升華;另一方面懸浮態(tài)焙燒提高了MoS2轉(zhuǎn)化為氧化鉬的反應(yīng)速率,提高了熱效率和臺(tái)時(shí)產(chǎn)能。本文以河南

8、欒川鉬精礦為原料進(jìn)行了模擬懸浮態(tài)焙燒試驗(yàn),在自行設(shè)計(jì)的小型預(yù)反應(yīng)裝置上著重研究輝鉬精礦的預(yù)反應(yīng)過程。1試驗(yàn)原料試驗(yàn)原料該輝鉬礦精礦油分和水分含量為3.98%,樣品粒徑0~210μm,平均粒徑53.60μm。主要化學(xué)成分(%):Mo49.50、S31.40、SiO25.12、CaO1.65、PbO0.11、Fe2O31.80、Al2O33.08、CuO0.15。微觀形貌如圖1所示。圖1輝鉬礦的輝鉬礦的SEM形貌形貌Fig.1SEMmicr

9、ostructureofmolybdenite收稿日期收稿日期:20130311基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目:國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAA08B00)doi:10.3969j.issn.10077545.2013.09.010圖3焙燒時(shí)間焙燒時(shí)間(a)和溫度和溫度(b)對(duì)鉬焙砂鉬焙砂中殘硫量的影響中殘硫量的影響Fig.3Effectofroastingtime(a)temperature(b)onresidualsulfurinmolybd

10、enumcalcining從圖3可看出,氧含量8%的情況下,焙燒時(shí)間對(duì)殘硫量的影響很明顯,焙燒溫度對(duì)殘硫量的影響權(quán)重相對(duì)較小。600℃焙燒時(shí)的脫硫反應(yīng)進(jìn)行得很慢;焙燒時(shí)間為3min和5min時(shí),隨著焙燒溫度的升高,鉬焙砂中殘硫量的減少速率較快;殘硫量減小到2%左右后,焙燒溫度和焙燒時(shí)間對(duì)殘硫量的影響相對(duì)于反應(yīng)初期變得很小。反應(yīng)初期MoS2與熱氣流中的氧氣的接觸面積大,氣相擴(kuò)散阻力小,顆粒內(nèi)部溫度梯度大,熱量和質(zhì)量的傳遞速率高,使得反應(yīng)初

11、期具有較高的反應(yīng)速率[78];隨著反應(yīng)的進(jìn)行,以致密的MoO2為主的反應(yīng)面深入到鉬精礦顆粒內(nèi)部,給氣相擴(kuò)散造成很大阻礙,導(dǎo)致反應(yīng)后期的反應(yīng)速率變慢。圖4是750℃時(shí)不同焙燒時(shí)間鉬焙砂的XRD譜。圖4750℃焙燒不同時(shí)間的鉬焙砂焙燒不同時(shí)間的鉬焙砂XRD譜Fig.4XRDpatternsofmolybdenumcalciningroastedat750℃fdifferenttime結(jié)合其它焙燒溫度下不同焙燒時(shí)間鉬焙砂的XRD圖譜(本文未列

12、出)可以看出,MoS2與氧氣發(fā)生反應(yīng)時(shí),首先生成的是MoO2(氧化鉬中以MoO2為主),隨著焙燒時(shí)間的延長,MoS2含量減少到一定程度后,殘硫量在6.5%左右(脫硫率80%左右)時(shí),MoO3開始大量生成。結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)象,不難得出以下結(jié)論:在輝鉬精礦氧化焙燒時(shí),脫硫率達(dá)到80%左右后,MoO3才開始大量升華,而純MoO3在750℃時(shí)的蒸汽壓為233.3Pa,800℃時(shí)增加到1346.7Pa[9],所以在MoO3大量生成的焙燒階段(即反應(yīng)后期

13、)焙燒溫度控制不宜過高。3輝鉬精礦預(yù)焙燒試驗(yàn)輝鉬精礦預(yù)焙燒試驗(yàn)“兩段式”焙燒工藝的思路是利用懸浮態(tài)焙燒技術(shù)在預(yù)反應(yīng)器中高溫快速脫除大部分硫,在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)低溫脫除殘余硫。試驗(yàn)室模擬懸浮態(tài)焙燒試驗(yàn)表明,鉬精礦氧化脫硫反應(yīng)初期具有較高的反應(yīng)速率。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行,脫硫速率逐漸變慢,反應(yīng)后期焙燒溫度過高會(huì)產(chǎn)生低熔點(diǎn)共熔物和MoO3的大量升華[10]。懸浮態(tài)焙燒時(shí),物料在懸浮態(tài)裝置中的停留時(shí)間是以秒計(jì)的。所以將前期的快速反應(yīng)階段放在高溫懸浮態(tài)裝置中

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