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焙烧

2023-02-26 23:46:13 暂无评论 百科资料

焙烧是在低于物料熔化温度下完成某种化学反应的过来自程,为炉料准备的组成部分。绝大部分物料始终以固体状态存在,因此焙烧的温度以保证物料不明显熔化为上限。显然,焙烧反应以固-气反应为主,有时兼有360百科固-固、固-液及气-液的相互反应或作用。焙烧大多为下步的熔炼或浸出等主要冶炼作业做准备,因而在冶炼流程中常常是一个炉料准备工稳正多料序,但有时也可还冷社现门需界身作为一个富集、脱杂、金属粉末制备或精炼过程。

  • 中文名 焙烧
  • 外文名 roasting
  • 分类 加添加剂和不加添加剂
  • 功能 把物料(如矿石)加热而不使熔化
  • 设备 焙烧炉

介绍

  物料(矿石和精矿)在低于其熔化温度的条件下,使但定用成映再其发生脱水、分 解、氧化、还原、氯化、硫酸化、结块或球团等来自过程。依据焙烧时所发生的化学过 程的不同,分为煅争程司么名据最静胡烧、氧化焙烧、还原焙烧、氯化焙烧、硫酸化焙烧;依据其物理 状态的不同,分为粉状焙烧和烧结(结块焙烧)。大多专深向素未易强数情况下,焙烧是冶金过 程中矿石和精矿的第一个处理阶段,是一种火法冶金过程,为熔炼或湿法冶金 做准备,在这个过程中物料发生某种化学变化,但仍保持固体状态。

焙烧作用

  依据物料的性质和后序加工方法的不同,焙烧具有不同的目的:

修似  (1)使矿石中的非氧化 物矿物变成氧化物,这些氧化物在湿法冶金过程中会转入溶急有低简带历督因议展老液中以提取金属, 在火法冶金过程中会还原成金属状态;

  (2)除掉矿石中对冶据植负脚督搞校奏流民金过程有害的水分 及其它易挥发组分(如砷、锑等)360百科:

  (3)使粉状物料变成块状或球团状,利于冶炼 过程的进行。任何类型的焙烧过程都是固相与气相间菜述的多相化学反应过程。硫 化物焙烧为放热过程,一般可不加热或加少许热量的条件下可自动进行。多价 金属的化合物焙烧时,先离解成低价化合物后再进行焙烧。焙烧温度控制在硫 化物和氧化物熔点以下,一般低于9华理司待陆扩00℃-1000℃;有些硫化物右厚困应组真焙烧温度较 低,为提高焙烧速度历搞率套密达放,常控制在500℃-6视烟刻助帮意族田交乎00℃。故实际焙写丰行地为烧温度控制在 500℃-1000械飞美裂接第角夜全香长℃。

焙烧分类

  根据工艺的目的,焙烧大致可分为:氧化焙烧、盐化来自焙烧、还原焙烧、挥发焙烧、烧结焙烧,其中的盐化焙烧包括硫酸化焙烧、氯化焙烧和苏打焙烧,磁化焙烧属还原焙烧。按物料在熔炼过程中的运360百科动状态,分为固定床焙烧、移动学始于云尔别限汽供液若床焙烧、流态化焙烧、飘浮焙守需溶载发妈士即烧。

氧化焙烧

  粉碎后的固体原料在氧气中焙烧,使其中的有候编北很周题想东脸宗用成分转变成氧化物,同时除去易挥发的砷、锑、硒、碲等杂质。在硫酸工业中,硫铁矿焙烧制备二用老硫氧化硫是典型的氧化焙烧。般代受空指管但凯易冶金工业中氧化焙烧应用广泛,例如:硫化铜矿、硫化及数局锌矿经氧化焙烧得氧化铜、氧化锌,同时得到二氧化硫。

还原焙烧

  在矿石或盐类中添加还原剂进行高温处理,常用的还原剂是碳。在制取高纯度产品时,可用氢气、一氧化碳或甲临垂序谓烷作为焙烧还原剂。例如:贫氧化镍矿在加热下用水煤气还原,可使其中的三氧化二铁大部杆城界的体程斤陈分还原为四氧化三铁,少量还原为氧化亚铁和哥口二犯破阳金属铁;镍、钴的氧化物则还原为金属镍和钴。因为该过程中的三氧化二铁具有弱磁性,四氧化三铁具有强磁性,利用这种差别可以进行磁选,故此过程又所报材亮持称磁化焙烧。

氯化焙烧

  在矿物或盐类中添加氯化剂进行油应议片双编板装即术五高温处理,使物料中某些组分转变为气态或凝聚态的氧化物,从而同其他组分分离。氯化剂可用氯气或氯化物(如氯化钠、氯化钙等)。例如太角老括背态位:金红石在流化床中加氯气进行氯化焙烧,生成四氯化钛,经进一步加工可得二氧化钛。又如在铝土矿化学加工中,加炭(高质煤)粉成型后安础力兰脱的双氯化焙烧可制得三氯化铝。若在加氯化剂的同时加入炭粒,使矿物中难选的有价值金属矿物经氯化焙烧后,在炭粒上转变为金属,并附着在炭粒上,随后用选矿方法富集,制成精矿,其品位和回收率均可以际影掌息物室导关全提高,称为氯化离析焙烧。

硫酸化焙烧

  以二氧化硫为误娘声在定反应剂的焙烧过程,通常用于硫化物矿的焙烧,使金属硫化物氧化为易溶于水的硫酸盐。若以Me杂走鱼由左最球等族上表示金属,硫酸化焙烧主要包括下列过程:2MeS+3O2─→2MeO+2SO2

  例如:闪锌矿经硫酸化焙烧制得硫酸锌、硫化经硫酸化焙烧制得硫酸铜等往亮投约船齐诉金死

固定床焙烧

  固定床焙烧的炉料平铺在炉膛上,炉气仅与炉料表面接触较层油天似尔践火,故气-固介面接触有限,质、热传递很不理想,因而生产率低,劳动强度大,烟气浓度低不便回收利用,但烟尘率低。多膛炉焙烧基本属固定床焙烧。固定床焙烧现代工业只在特殊情况下使用,如氧化锌尘脱氯、氟,高砷铜精矿脱砷焙烧等。

移动床焙烧

  移动床焙烧因炉料靠重力或机械作用,在焙烧时缓慢移动,而炉气则与炉料逆(顺)流或垂直的相对运动,故气-固间接触较好。常用的设备有烧结机、竖炉和回转窑等。

流态化焙烧

  流态化焙烧又叫假液化床焙烧或沸腾焙烧,固体粉(粒)料在自料层底部鼓入的空气或其他气体均匀向上的作用下,料层变成流态化状,故气-固间相对运动很剧烈,热、质传递迅速,整个流化床层内温度浓度梯度很小。有时为了强化过程又不致过分地增加烟尘率,精矿粉料常先经制粒后再加入炉内,故称制粒流态化焙烧。流态化焙烧由于有其独特的优点,自20世纪50年代以来在有色冶金中获得广泛的应用。

飘悬焙烧

  飘悬焙烧因炉料飘悬在炉中,气-固间相对运动虽不及流态化焙烧剧烈,但气-固间热、质传递仍然很迅速,并且固体粒子间几乎不直接接触,所以允许采用更高的焙烧温度,以及允许在飘悬炉内存在一定的温度梯度和炉料的浓度梯度。

碱性焙烧

  以纯碱、烧碱或石灰石等碱性物质为反应剂,对固体原料进行高温处理的一种碱解过程。例如:软锰矿与苛性钾焙烧制取锰酸钾;铬铁矿与苛性钾焙烧制取铬酸钾。

钠化焙烧

  在固体物料中加入适量的氯化钠、硫酸钠等钠化剂,焙烧后产物为易溶于水的钠盐。例如:湿法提钒过程中,细磨钒渣,经磁选除铁后,加钠化剂在回转窑中焙烧,渣中的三价钒氧化成五价钒。

影响因素

  影响固体物料焙烧的转化率与反应速度的主要因素是焙烧温度、 固体物料的粒度、 固体颗粒外表面性质、物料配比以及气相中各反应组分的分压等。

焙烧设备

  焙烧过程所用设备,按固体物料运动特性,可分为固定床、移动床和流动床几类;按其所用加热炉的形式可分为反射炉、多膛炉、竖窑、回转窑、沸腾炉、施风炉等。

焙烧炉

  主要有多膛焙烧炉、回转窑、流态化焙烧炉、飘悬焙烧炉、烧结机和竖式焙烧炉等。

  多膛焙烧炉为间隔成多层炉膛的竖式圆筒型炉(图1),一般设有8~12层炉床。炉内壁衬以耐火砖,在中心轴上连结着旋转的耙臂随轴转动,转动耙臂采用空气冷却。物料由顶部加入,并依次耙向每层炉盘外缘或内缘相间的开孔,依次由一层降落至下一层,经干燥、焙烧后从最底层排出。炉气在炉内向着与物料相反的方向流动,直到干燥预热最上层的物料后逸出。与其他焙烧炉相比,多膛焙烧炉具有出炉烟气温度低、散热少的优点;缺点是温度难以控制,焙烧时间长,生产能力小。对于依次进行不同焙烧反应的焙烧,此种炉子倒是很方便的。

回转窑

  为一只稍微倾斜的卧式圆筒型炉 (图2),以耐火砖作内衬。炉料从一端装入,边从旋转的炉壁落下边被搅拌焙烧,最后从出料端排出。一般在出料端设有烧嘴进行加热。由于窑内为负压,防止了从炉的两端漏出烟气和粉尘。回转窑结构简单,搅拌良好,不仅能处理粉料和块料,还能处理在焙烧过程中形成少量熔体的物料,可广泛用于氧化、还原、硫化和挥发的焙烧过程。其不足之处是:温度难以控制,一旦在炉内形成所谓环状炉结,便不能进行正常操作。

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