低温部分硫酸化焙烧沸腾焙烧的主要原因是什么？
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|焙烧1公斤硫化锌精矿可释放约6,700千瓦的热能，1公斤黄铁矿氧化可释放6,700千瓦的热能。 烟气余热可用于生产高压蒸汽。 焙烧1吨硫化锌精矿一般可产生1吨3030~蒸汽左右，即生产1吨锌可产生2吨左右蒸汽。 湿法炼锌厂生产1吨锌大约消耗1吨蒸汽，多余的1吨蒸汽可用于发电。 火法炼锌厂可充分用于发电。 2.5.4 硫化锌精矿沸腾焙烧热平衡及余热利用2.5.4 硫化锌精矿沸腾焙烧热平衡及余热利用2.5.4 硫化锌精矿沸腾焙烧热平衡及余热利用2.5.4 硫化锌精矿沸腾焙烧热平衡及余热利用2.5.4硫化锌精矿焙烧热平衡及余热利用。 消除沸腾层余热的方法有：①直接向炉内喷水；②在沸腾层炉壁�**沧八祝虎墼诜刑诓隳诓迦肭恐蒲匪堋� 第三种方法更有优势。 为了提高热能利用率，沸腾层冷却水管与锅炉连接，产生蒸汽。 2.5.5硫化锌精矿沸腾焙烧的发展 1、高温沸腾焙烧 锌精矿沸腾焙烧温度已由1123k提高到1223k左右，多数工厂为1183~1253k。 温度提高后，可以提高炉子生产率和脱硫程度。 2.5.5 硫化锌精矿沸腾焙烧的发展 2.5.5 硫化锌精矿沸腾焙烧的发展 2、锌精矿富氧空气沸腾焙烧 富氧鼓风沸腾焙烧是强化措施之一。
前苏联某工厂首先在沸腾炉中采用27-29%O2的富氧鼓风，使生产率提高60-70%，达到8.4-8.8吨/(m2·天)，减少烟气量，并将SO2浓度提高到13~15%，也降低了发烟率，提高了产品质量。 其他强化沸腾焙烧的措施包括造粒、二次风或贫SO2烧结烟气焙烧、多层沸腾炉焙烧等。 2.5.5 硫化锌精矿沸腾焙烧的发展 2.5 硫化锌精矿沸腾焙烧 沸腾焙烧是强化焙烧工艺的一种新方法。 它使空气以一定的速度从下往上吹过固体电荷层，固体电荷粒子被风吹得彼此分开，并作连续的复杂运动。 运动的颗粒呈悬浮状态，就像水的沸腾一样，故称为沸腾烘焙。 沸腾焙烧炉内料层温度高达850~1150℃，炉内热容量大且均匀。 由于固体颗粒可以长时间保持悬浮状态，因此它们构成了氧化单个矿物颗粒的最有利条件。 反应速度快、强度高、传热传质效率高、温差小、颗粒与空气接触时间长，使焙烧过程大大增强。 沸腾焙烧炉于1952年首次应用于锌冶炼工业。 2.5.1硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 1.固体流化的特点 沸腾焙烧的基础是固体流化。 当气体通过固体炉料层时，因气体速度不同，可分为三个阶段：固定床、膨胀床和流化床，如图a所示。 图b显示了线速度和床层压降之间的关系。 图片。
图a 鼓风速度对炉料层状态的影响 图b 线速度与床层压降的关系 图2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础图a 吹气速度对电荷层状态的影响 图b 线速度与床层压降的关系 图b曲线中AB段为固定床，BCD段为膨胀床，DE为流化床。 到达B点后，床层开始膨胀，颗粒通过点接触进行调整。 因此，膨胀床实际上是固定床和流化床之间的一个调整阶段或过渡阶段。 膨胀床和流化床的基本区别在于，在膨胀床中，床内固体颗粒分布均匀，基本均匀膨胀，而在流化床中，床内产生气泡，导致固体颗粒膨胀。进行剧烈的搅拌和混合。 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 2、压力降 精矿正常流化时，流化床的压力降等于床层单位面积的有效重量，即重量床层单位面积减去浮力，即压力降的大小，可以决定沸腾焙烧过程中料层的状态。 测量压降是控制沸腾焙烧过程的重要条件。 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 2、压降沸腾层可分为粘态、聚合态和腾冲态3种形式。 ①当固体物料的密度很小，粒度极细，或物料有粘性时，气流不能很好地流化，会出现一些气槽。 这时，细小的颗粒就会在空气槽周围滚成小球。锌精矿，直径几毫米。
这种沸腾层称为粘性状态，不适合焙烧精矿。 ②当物料粒径大于40μm时，不会发生上述现象，且流态化良好。 这是正常的流化床，是精矿焙烧所需的状态，称为多态。 2.5.1硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础③当沸腾层中产生的气泡向上上升时，它们可以相互结合，形成较大的气泡，从而产生气体浓缩和固体浓缩的现象，沸腾层也会形成不均匀的状态，如果气泡较多，会形成较大的气泡。 当在直径较小的容器中进行流化时，其上方的颗粒被向上提升，出现“腾冲”现象。 这个州被称为“腾冲州”。 影响气体浓度和固体浓度或活塞状态形成的因素包括气泡产生的速度和容器的尺寸。 一定密度的床层高度与容器直径之比越大，越容易形成“腾冲”现象。 当出现“腾冲”现象时，烘烤效果会降低，影响烘烤质量，烟尘量也会增加。 因此，要尽力消除腾冲现象。 2.5.1硫化锌精矿沸腾焙烧的理论依据3、沸腾层的鼓风压力和鼓风量也是在设计沸腾焙烧炉和选择鼓风机压力时根据压降来确定的。 沸腾焙烧炉内的实际压降变化如下图所示。 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 3、沸腾层鼓风压力和鼓风量。 当固定层高度不变时，随着颗粒尺寸的增大，沸腾层的临界线速度也增大（即临界鼓风量也增大）。 大），而沸腾层的压降保持不变。
鼓风量（线速度）与锌精矿粒度的关系如下图所示。 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 4、沸腾层临界速度和最大速度 沸腾层临界速度是流化点速度，即沸腾开始时气流的线速度。 临界速度还与孔隙率有关。 ：沸腾层的临界速度与颗粒直径的平方成正比，与固体和气体的性质有关，与沸腾高度无关。 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 4、沸腾层临界速度和最大速度 最大速度可认为是颗粒在气流中的自由沉降速度。 与临界转速的关系如下： Vmax/ = ( 2/3)f 一般f=70~120。 粗略计算时，f=100，所以Vmax/=66。 由于临界速度和最大速度与颗粒直径的平方成正比，因此粒径差异很大的颗粒不能共存于同一沸腾层中。 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 4、沸腾层的临界速度和最大速度 临界速度和最大速度应通过实验获得。 实际运行沸腾焙烧速度介于临界速度和最大速度之间。 为了强化烘烤过程，提高生产率，一般需要较大的线速度，但提高线速度也会相应增加烟雾的产生。 实际生产中，对于浮选锌精矿，一般采用的鼓风线速度为0.35~0.75 m/s（热风条件下）。
2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 5、沸腾层传热 沸腾层传热可分为固体与流体之间的传热、沸腾层各部分之间的传热、沸腾层传热等。沸腾层之间和管壁或换热器之间的传热有三种形式，主要是对流。 由于沸腾层中固体颗粒的快速循环和气流使床层剧烈搅动，因此沸腾床内的传热系数很大。 沸腾层各部分温度几乎相同，沸腾层温度波动可控制在±10℃以内。 。 2.5.1 硫化锌精矿沸腾焙烧的理论基础 6、沸腾层有效粘度 沸腾层具有一定的粘度，粘度可以反映沸腾层内的流化程度。 沸腾层的有效粘度与气体流速、固体颗粒直径、固体颗粒密度及粗细颗粒分布有关：①随着气体流速的增加，床层的有效粘度先迅速降低，然后气体达到一定速度后，粘度几乎不变。 ②当空气流速一定时，沸腾层的有效粘度随着固体颗粒直径的增大而增大。 ④床内粗、细颗粒的分布对其有效粘度影响很大。 ③对于相同直径的颗粒床，有效粘度随着颗粒密度的增加而增加。 液体中的气泡随着沸腾层有效粘度的增大而增大，产生结子或“腾冲”现象。 2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备 1、沸腾焙烧工艺流程 沸腾焙烧工艺流程一般包括炉料准备及装料系统、炉体系统、除尘及气体处理系统及排放四部分系统。
配料准备包括配料、干燥、破碎和筛分。 沸腾烘焙机的喂料方式有两种：干喂料和湿喂料。 硫化锌精矿沸腾、焙烧时产生的高温烟气一般先经过余热锅炉，利用烟气带出的热量产生低压蒸汽，然后通过涡流收尘器收集粉尘颗粒。电除尘器，从电除尘器排出的烟气用于制酸。 沸腾焙烧得到的焙烧矿从沸腾层溢流口排出。 出料后，常采用冷却缸进行冷却。 焙烧矿有湿法和干法两种运输方式。 湿法炼锌时，沸腾焙烧产物（烤砂和烟尘）直接排入含有中性硫酸锌液或废电解液的冲矿溜槽中，然后泵入浸出槽。 2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备 2、沸腾焙烧工艺 硫化锌精矿可采用反射炉、多膛炉、复合炉（多膛炉和反射炉的组合）、悬浮炉等方式进行焙烧烘烤。 熔炉和沸腾烘焙机。 沸腾焙烧广泛用于硫化锌精矿，是当前生产中的主要焙烧设备。 目前使用的沸腾焙烧炉有前室直炉、Doyle湿式装料直炉和鲁奇膨胀炉三种类型。 多采用膨化鲁吉炉（Lurgi炉，又称VM）。 炉）。 2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备精矿及设备 2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备 2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备 2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备 3、沸腾焙烧炉结构炉体结构包括内衬耐火材料的炉体、带风帽的布风板、下钢壳送风道、上炉顶及炉煤气出口、侧换炉等。加料装置及烤砂溢流口。 的。
沸腾炉最重要的部件是炉底布风板和风帽，它必须满足以下要求： （1）空气必须通过炉底整个横截面均匀地送入沸腾层； (2)炉内的焙烧矿不应漏入炉底部的送风管道内； (3)炉底应耐热，在高温下不会变形或损坏。 2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备 3、沸腾焙烧炉的结构 空气能否均匀地送入沸腾层主要取决于气帽的布置和气帽本身的结构。 对于圆形炉，采用同心圆布置； 对于矩形炉灶，采用棋盘布置。 罩的形状有蘑菇形、圆锥形和伞形。 风帽风孔截面积之和一般为炉底面积的1%左右，从孔中喷出的风速达到10~12米/秒。 对于有加料前室的沸腾炉，加料前室与炉体的送风是分开的。 沸腾层周围设有若干汽化冷却水套。 2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备 2.5.2 硫化锌精矿沸腾焙烧工艺及设备 2.5.3 沸腾焙烧技术经济指标 精矿入炉后，在炉内进行焙烧。沸腾层中的高温作用。 焙烧后的矿石通过溢流口自动排出炉外。 焙烧所得炉气携带矿尘，从炉上部炉气出口引入冷却除尘系统。 焙烧矿的质量随作业基本条件的不同而不同。 根据湿法炼锌或还原蒸馏炼锌对焙烧砂的不同要求，沸腾焙烧采用高温氧化焙烧和低温部分硫酸化焙烧两种不同的操作。
2.5.3沸腾焙烧技术经济指标 1、高温氧化焙烧 高温氧化焙烧又称“死焙烧”，是获得适合还原蒸馏的焙烧砂，以满足蒸馏的需要。 除脱硫外，还必须去除精矿中的大部分主要杂质，如铅、镉等。 沸腾层中硫、铅、镉的去除主要取决于焙烧温度。 随着沸腾层温度的升高，焙烧矿中S、Pb、Cd的含量降低。 过量的空气对除铅、除镉有影响，尤其是除铅。 2.5.3 沸腾焙烧技术经济指标 由于沸腾层搅拌剧烈，传热良好，温度均匀，各层焙烧矿质量相似。 1、高温氧化焙烧高温氧化焙烧的矿尘率比低温焙烧低（10~30%）。 在一定温度和一定过量空气量的条件下，提高沸腾层线速度可以提高生产能力，但矿粉率也会相应增加。 过度提高产能，必然会产生较大的矿尘率。