[发明专利]一种微波流态化焙烧闪锌矿的装置与方法

说明书

本发明涉及一种微波流态化焙烧闪锌矿的装置与方法，属于有色金属冶炼技术领域。所述的装置包括螺旋进料器、微波加热功率控制器、磁控管、保温壁、流量控制器、保护性气体存储罐、富氧空气存储罐、气体分布板、物料收集器、出料口阀门、汽化冷却排热管、微波炉腔体、排气口、粉尘回收装置、热电偶、测温仪、微波导管、进料斗。一种微波流态化焙烧闪锌矿的方法，步骤如下：（1）将闪锌矿连续给入微波炉腔体中；（2）向腔体中通入气体，使闪锌矿处于流化状态；（3）开启微波，调节微波功率大小；（4）闪锌矿温度到达反应温度后，进行焙烧反应；（5）反应结束后降至室温，得到焙砂。本发明装置操作简便，矿物单体解离度高，物料不烧结。

技术领域

本发明涉及一种微波流态化焙烧闪锌矿的装置与方法，属于有色金属冶炼技术领域。

背景技术

现代锌的冶炼方法可分为两大类，即火法炼锌和湿法炼锌。火法炼锌和湿法炼锌都要先将闪锌矿进行焙烧。传统氧化焙烧实验设备维修耗费大且设备维修用时长；焙烧矿物品位低；烟气中SO₂的浓度低。国内炼锌企业使用的焙烧炉以鲁奇式沸腾炉为主，沸腾焙烧存在烟尘率高（可达80-90%）、能耗高、污染环境等问题。反射炉焙烧工艺反射炉的热利用率不高、劳动强度大、生产条件差、能耗高。常规的流态化焙烧，在焙烧含硫低矿石时，需要添加煤等燃料、不易低温焙烧。传统焙烧工艺由于物料相对静止不动，外部物料与周围环境进行热交换的同时，物料内部能量过高不能及时传导出来，因此，常常导致内部物料烧结而周边物料未反应完全的现象。本发明采用微波流态化焙烧，解决了传统焙烧工艺存在的焙烧不均匀的问题。此外，微波流态化焙烧操作简便、能耗低、生产效率高、环境友好、产品品位高。

闪锌矿具有较高的介电常数，因此采用微波加热升温速率快、加热效率高。通过微波在物料内部的能量耗散来直接加热物料。由于微波能够选择性的加热有用矿物而不加热脉石矿物，因此物料中介电常数较高的有用矿物如硫化矿和氧化矿会在较短时间内被加热到极高的温度。有用矿物和脉石矿物的吸波特性存在很大的差异，使得矿物结合面产生内应力形成裂纹和裂缝，或是晶体间缝隙扩展变宽，促进矿物单体解离，有利于后续湿法浸出过程中浸出剂的渗入，加强液固反应，使得浸出时间大大缩短，浸出率高。流化反应是一种利用气体或液体通过固体颗粒而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应或液固相反应的过程。流态化焙烧具有节约能源、反应速度快、污染程度低、设备简单，操作简便等优点。

专利公开号为CN201463542U公开了一种间断式微波沸腾焙烧装置，其微波腔体固定在支撑架上，石英管位于微波腔体中，石英管上部和底部固定密封，炉膛顶部设有加料口、排烟口、热电偶，炉膛底部与微波腔体连通，风室与热风炉连通并与高度可调支架连接，且可随支架的连接部同步上下移动，气体分布板位于石英管底座和风室之间。该设备采用微波沸腾焙烧，无添加剂、助燃剂等辅助燃料，适用范围广，节约能源。但是该设备未设置出料口，因此，焙烧完成后，关闭微波后要先卸下风室与固定脚的连接，然后调整高度可调支架放出烧好的物料，操作繁琐。

微波流态化焙烧与传统焙烧方式相比，具有以下特点：（1）选择性加热、加热效率高、升温速率快、整体性加热；（2）清洁无污染、高效低耗；（3）工艺简单、操作简便、随开随停；（4）流态化焙烧，解决焙烧过程中存在的焙烧不均匀的问题；（5）使用微波加热，解决传统焙烧含硫低矿石时，需要添加煤等燃料、不易低温焙烧的问题。

本发明使用的闪锌矿为黑色粉末状固体，其中硫含量较高，后续生成产品较困难，所以在生成氧化锌的同时脱除其中的硫含量对后续锌系列产品具有重要的意义。

发明内容