重金属冶炼厂原料制备车间的设计(重非矿原料制备车间的设计;Ous metal Large Calworks)是重金属冶炼厂的车间设计,根据冶炼工艺要求,准备重金属冶炼所需的各种物料。重金属种类繁多,其特性和冶炼方法各不相同,所需材料的制备要求也大相径庭。该工艺一般包括原料储存、配料、干燥、熔剂粉碎、造球、造球、焙烧和烧结。为了保证冶炼厂的连续生产,冶炼厂通常储存一定量的原料。精矿和返出烟尘等粉状原料应存放在室内原料仓库。存放时间应根据原料供应点的数量、冶炼厂和选矿厂的作业制度和运输条件综合考虑,一般为15 ~ 20d。原料仓库有地下和地上储料仓,根据工程地质等条件确定。并且要考虑防水。寒冷地区可采用解冻车运输矿石,原料仓库应设置解冻防冻措施。5 ~ 15t抓斗起重机一般用于仓库的原料装卸,一般使用2台。原料仓一般有几个受料斗,受料斗下部一般设有慢速皮带给料机给矿。将各种原料按规定比例混合均匀。配料是仓库配料和堆垛配料。(1)仓储式配料。单个配料仓最大容量可达200吨,其形式有方形和圆形。它由钢筋混凝土或钢板制成,内壁衬有塑料或不锈钢板,锥角一般大于等于60°。矿仓下部装有给料和计量装置。常用的有皮带给料机、振动给料机、圆盘给料机、电子皮带秤、料斗秤等。设计中一般采用方锥底圆柱形双层减压仓。料仓配有皮带给料机,电子皮带秤控制物料量,精度1/200。(2)堆叠配料。各种粉状原料由移动卸料机按比例分层均匀堆积成梯形料堆,混合物由取料装置从料堆一端的横截面取出。一般有2 ~ 4堆,每堆的量从几千吨到上万吨不等。堆垛配料由于一次配料量大,设施简单,适合大型工厂。干矿提供的精矿含水量一般为13% ~ 15%,不能满足冶炼要求,通常需要提前干燥。干燥方式主要根据冶炼时对原料水分的要求来确定。常用的有滚筒干燥和气流干燥,少数工厂采用流化干燥和喷雾干燥。
(1)烘缸干燥。即在圆筒干燥窑中干燥。干燥窑的外壳是一个钢瓶,里面装有捣固板和链条。圆筒直径1 ~ 3m,长度5 ~ 33m,倾斜度3% ~ 5%,转速2 ~ 6r/min。干燥形式分为顺流和逆流两种。硫化物精矿通常采用顺流。干燥热源是燃料燃烧的烟气,也可以利用其他冶金炉的烟气余热。入口烟气温度800 ~ 900℃,出口烟气温度60 ~ 150℃,干燥后的精矿含水率小于10%,干燥窑容积(m3)除以精矿脱水量(kg/h)除以干燥强度(kg/(m3 & middot;h))计算出干燥强度一般为40 ~ 50k g/(m3 & middot;h).(2)气流干燥。利用热气流干燥沿管道流动的物料的方法。气流干燥设备由短干燥窑、鼠笼式破碎机和气流干燥管组成。当被干燥物料的含水量低于10%时,鼠笼式破碎机和气流干燥管可用于两级干燥。气流采用负压输送,入口热风温度为350 ~ 400℃,气体出口温度为75 ~ 80℃。气流干燥的优点是干燥和精矿输送同时进行,干燥效率高,精矿最终含水量可降至0.3%。(3)流化干燥。适用于精矿的深度干燥,用热气流在流化床中干燥物料。加拿大国际镍业公司曾采用这种方法对INC0闪速炉熔炼的铜精矿进行干燥,干燥后的铜精矿含水量降至0.1%。
(4)喷雾干燥。在热空间中把含水量25%~30%的精矿矿浆用雾化喷嘴喷入干燥室,以高温余热作热原,经干燥获得含水量为0.3%以下的干精矿。熔剂破碎火法冶炼使用的熔剂主要是石英石和石灰石。通常直接选用粒度满足冶炼要求的熔剂,不在厂内设置熔剂破碎设施。只有当熔剂粒度不能满足要求时,才考虑建设熔剂破碎车间。 熔剂破碎流程的选择主要是确定破碎段数。破碎段数取决于进厂熔剂的最大粒度和最终要求达到的粒度之比,即总破碎比。总破碎比为各段破碎比的乘积。各段破碎比由选用的破碎机型式、流程类型(开路或闭路)和熔剂硬度等因素确定。一般采用两段或三段闭路流程;对于三段流程,粗碎到100~250mm;中碎到25~50mm;细碎到5~8mm。最终破碎的熔剂要过筛,筛上部分要返回再破碎。 破碎设备主要根据设计规模、工作制度和破碎流程等选定。粗碎一般采用颚式破碎机(破碎比3~5);中碎采用标准圆锥破碎机(破碎比5左右);细碎采用短头圆锥破碎机(破碎比5左右)。对辊破碎机和反击式破碎机(破碎比达15)可用于中碎和细碎。所选用的破碎机的给料口宽度必须与熔剂的最大块度相适应,一般粗碎机给料口的宽度为炉刷最大块度的1.2~1.15倍;中、细碎破碎机给料d宽度为熔剂最大块度的1.15~1.1倍。破碎机的能力与熔剂的性质有关,设计时必须参照类似工厂的生产数据进行校正。常用的筛分设备有振动筛和固定筛。振动筛用于破碎后的检查筛分;固定筛一般用作预先筛分,设在粗破碎料仓的上部,用以控制进料粒度。 重金属冶炼厂的熔剂破碎设备应在原料库附近集中设置,以便于贮存和输送。各破碎段通常分层配置在一个厂房内,破碎机上部设有相应的料仓和给料设备。中、细碎前须设除铁装置,以保证设备安全运行。厂房内须考虑设有防尘装置、检修用的起重设备和必要的检修场地。 造球使粉状原料形成球粒,以改善炉料的透气性,减少烟尘率和避免加料系统堵塞等的工艺过程。主要用于铜精矿电炉熔炼和铅、锌烧结料的造球。铜精矿造球须将原料干燥至含水量为8%~11%,粒度控制在-0.074mm占80%以上。圆盘造球机是造球的主要设备,适宜的转速是成球的基本条件,一般按下式计算:
