Ｔｏｔａｌ １３４ 铜 业 工 程 总第１３４期 ３钼精矿氧化焙烧机理 钼精矿的氧化焙烧＿７ 过程实质是气一固相之 间的多相反应，整个过程要经历外扩散、化学吸附、 化学反应内扩散等步骤。 烧结反应（Ⅲ） 深度氧化（Ⅳ）。烧结反应的 存在是钼精矿氧化焙烧作业的显著特征，对焙砂的 质量起着决定性影响。因此钼精矿品质、通风量、 台效及回转窑结构等都是影响高铜钼精矿氧化焙烧 的主要因素。 ４．１温度对氧化焙烧的影响 钼精矿在高于着火点的空气中发生剧烈的放热 氧化反应生产淡黄色ＭｏＯ 。其主要化学反应式有： ＭｏＳ２＋７／２０２＝ＭｏＯ３＋２ＳＯ２ 从动力学角度考虑，随着温度的升高，分子运 动和扩散速度将显著提高，分子间的相互碰撞的机 少氧时，ＭｏＯ３与ＭｏＳ２反应生成褐色ＭｏＯ２， ６ＭｏＯ３＋Ｍ０Ｓ２＝７ＭＯＯ２＋２ＳＯ２ 率也随之增加，反应速度加快，且铼的挥发率也随 着温度的升高而增大。资料表明，辉钼矿在４００￣Ｃ 左右会生成致密的保护膜，反应主要受该膜扩散 控制，在５５０—６００℃时生成物疏松多孔，附着在物 料表面的氧能较容易而有效地通过颗粒内部而渗 透到反应界面参与反应。同时由于ＭｏＯ 的熔点低 （７９５ ｏＣ），沸点低（１１５０℃），在７２０℃左右蒸汽 钼精矿中主要杂质Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｈ与氧反应生成 氧化物和部分硫酸盐、钼酸盐： ＭｅＳ＋３／２０２＝ＭｅＯ＋ＳＯ２（Ｍｅ代表Ｆｅ、ｃｕ、Ｐｂ等） ２ＳＯ２＋Ｏ２＝２ＳＯ３ ＭｅＯ＋ＳＯ３＝ＭｅＳＯ４ ＭｅＯ＋ＭｏＯ３＝ＭｅＭｏＯ４ 压达到０．０８ｋＰａ，６５０℃以上显著升华，因此，焙烧 温度不能过高，否则一方面挥发损失加大，另一方 面ＭｏＯ 与ＭｅＭｏＯ 形成共晶物，使物料局部熔化 而烧结，焙砂中残硫和二氧化钼的含量增大；而温 度过低，则反应速度较小，回转窑台效很低，油耗大， ４钼精矿氧化焙烧影响因素分析 钼精矿的焙烧作业本质上是一个脱硫和氧化的 过程 ，是放热过程。反应进程受扩散控制，大 致分为４个阶段：脱油、脱水（Ｉ）＿÷放热反应（Ⅱ） 表３温度对焙烧的影响 不利于工业生产。综上所述，我们选择４００～７００ｏＣ， 进行了一组焙烧对比试验，结果如表３： 条件：试验在马沸炉中进行，到温后保温４ｈ，且每１０ｍｉｎ翻动１次。 从表３可知，温度对氧化焙烧的影响，证实如 上文所述。因此最终确定５５０～７００￣Ｃ作为焙烧的温 度范围。 ４．２空气流量对焙烧的影响 由于辉钼矿的氧化焙烧是一个强放热过程，每 ｌｍｏｌ的ＭｏＳ：氧化成ＭｏＯ，要放出１０６３ｋＪ的热量， ６８ 因此，剧烈燃烧区要采取一定的散热措施，才能保 证物料不烧结。在回转窑的氧化焙烧中，我们是通 过改变空气的流量…来达到给氧的目的，空气流 量的改变是通过改变抽风机电机频率来实现的。改 变风机转速对焙烧的影响如表４。 从表４可知，随着空气流量增大，供氧量加大， 郭株辉，龚益彬：钼精矿氧化焙烧影响因素浅析 ２０１５年第４期 ２０ ２５ ３０ ３５ 剧烈反应区长，烧结区含硫高，物料烧结 剧烈反应区长，烧结区含硫较高，物料烧结 剧烈反应区较合适，烧结区含硫较合理，物料无明显烧结 剧烈反应区合适，烧结区含硫合理，物料无烧结２．６ ３．１ ３．９ ４．８ ６．５ ９１．２ ９２．６ ９５．９ １．６９ １．５８ １．６３ １．６１ １．８９ ９６．１ ９６＿２ ９６．３ ４０ 剧烈反应区较短，烧结区含硫较低，物料无烧结，燃油消耗较大，钼挥发率较高 ４５ 剧烈反应区短，烧结区含硫低，物料无烧结，燃油消耗大，钼挥发率高 ８．７ ２．１４ 条件：试验在 １．２ｍ×２４ｍ的回转窑中进行，台效６ｔ／ｄ采用螺旋给料机均匀给料，空气流量的改变通过风机转速来实现。 反应速度加快，对整个焙烧有利，且台效可以适当 对钼精矿加工指标也会有一定影响。对杂质特别是 增大，但给氧过大，剧烈燃烧区温度过高，钼挥发大， 起尘也大，且深度氧化区温度下降很快，因此为保 证烧结区、深度氧化区的温度要补充大量热量，增 加燃油成本。同时，从表还可看出，随着空气流量 铜元素超过“原料控制标准”的原料，应调整工艺 条件，必要时还需进行二次焙烧。 ４．４台效对焙烧的影响 钼精矿处理台效也是一个重要的影响因素，处 的增大，起尘率增加，钼的挥发率增大，尽管大部 分尘埃可通过收尘系统得到回收，但钼损失也会增 加…。当风机电机频率为３５Ｈｚ进行焙烧，给氧与 散热达到最佳平衡状态，是焙烧过程中的最佳给风 条件。因此我们选择风机电机频率为３５Ｈｚ作为控 制空气流量的最佳条件。 ４－３钼精矿品质对焙烧的影响 ４．３．１ 钼精矿粒度对焙烧的影响 钼精矿粒度过大不易烧透，造成残硫偏高，因 此要求钼精矿粒度较细 ，这样增加了与氧气的 理台效过大，焙烧不充分，局部过热而板结；处理 台效过小，生产效率低下，油耗增加，生产成本上 升，通过现场经验总结： １２００×２４０００的回转窑 正常生产时的台效为１７５ ２００ｋｇ／ｈ，即可获得较佳 的焙烧效果。 ４．５ 回转窑结构对焙烧的影响 回转窑结构主要体现在钼精矿在炉体内的停留 时间，物料在每个区内随回转窑结构而变化。焙烧 时间不够，脱硫不完全；焙烧时间过长，又会使焙 砂过烧，钼升华及气流夹带损失增加。 接触面积，反应速度越快，越彻底，但钼精矿粒度 过小易于团聚包硫，且气流夹带损失增加，因此通 过试验研究和现场经验，一般应控制在一８０目占 ９０％以上，即可获得较佳的焙烧效果。 ４．３．２钼精矿油水分对焙烧的影响 钼精矿油水分过高，钼精矿流动性差，加料困难，难以实现均匀、连续生产，脱油、脱水时间延 长，降低了作业效率，因此通过试验研究和现场经对于给定的回转窑，由于长度一定，所以只有 控制物料在炉管内沿轴向移动的速度来达到控制 焙烧时间的目的，速度决定了钼精矿在炉内的停留 时间，它取决于回转窑转速和安装坡度，根据资 料分析 』，钼精矿在炉内的停留时间按下式计算： Ｔ＝ｋ×Ｌ（ａ＋２４）／Ｄｊｎ式中： 一炉体长度，２４ｍ；ｎ一 转速；ｉ一坡度，１．５。； 一钼精矿自然堆角；ｋ－系数， ０．００５１３。 验，钼精矿油水分一般应控制１％以下，即可获得 较佳的焙烧效果。 ４．３．３钼精矿杂质含量对焙烧的影响 钼精矿杂质是影响生产过程产品质量的重要 环节，分析各种原料中杂质元素含量，尤其是Ｃｕ、 Ｆｅ，由于铜的易熔性，钼精矿在焙烧过程中较易出 因此依据现场经验， 一炉体直径１．２ｍ的回 转窑，其转速０．５ｒ／ｍｉｎ、坡度１．５。条件下，其钼精 矿在炉体内停留时间为１０ １２ｈ，即可获得较佳的 焙烧效果。 回转窑长径比，也是影响焙烧的重要因素， 对钼精矿脱硫的影响是先天性的。也就是说长径 现熔结包裹现象，使操作发生困难或焙砂质量难以 合格，因为高铁，在预处理后氨浸时易出现氢 氧化铁胶体，影响过滤和钼的溶出，钼的品位较低 比不合适的回转窑，很难通过转速和坡度的调整， 达到产量和质量的理想设计目标。因此依据现场 经验，一般长径比为ｌ７—２０是较为理想，既考虑 Ｔｏ／ａ／】 孕 锕 业 工 程 总第】３４期 了不同品质钼精矿的适应性，也考虑过长的停留 时间对收率的不利影响，能够使回转窑达到产量 和质量的兼顾。 （３）钼焙砂中杂质含量对后续加工工艺路线的 确定至关重要，特别是ｃｕ、Ｆｅ、ｃａ、Ｐｂ的含量越 低越好。铜铁高了影响焙砂质量和氨浸作业，由于 ＣａＭｏＯ 、ＰｂＭｏＯ 难溶于氨水，严重影响氨浸时钼 ５结论 （１）在钼精矿焙烧反应的过程中，因烧结反应 的浸出率，．也对钼酸铵产品质量构成不利。 参考文献： ［１］谭刚．内热式回转窑焙烧钼精矿的生产实践叨．中国钼业，２００９（３）：２３— ２６． ． 的存在，对烧结物料的状态控制特别重要。它决定 着焙砂的质量等技术经济指标。烧结物料状态控制 得好，钼焙砂疏松多孔，焙烧氧化充分；因氧化充 分二氧化钼含量低，浸出时反应表面积大，浸出时 ［２］宋春玉，李强，谢小会．钼铁冶炼中钼精矿氧化焙烧的工艺分析［Ｊ］． 中国钼业，２０１０（３１：７—９． ［３］王连勇，张井凡，蔡九菊，等．钼精矿氧化焙烧机理研究ｆＪ］．中国钼 业 ２０１１（２）：２２－２４． 间短，钼浸出率高，回收效果好。 （２）焙烧较佳工艺条件：温度控制：预热区 ３８０℃、防热区４５０℃、烧结区５５０℃、深度氧化区 ［４］冯寅楠，马高峰，郭金亮，等．钼精矿焙烧烟尘中钼的回收工艺研究 ［Ｊ】．中国钼业，２０１４（５）：８＂１０． ６８０℃； 炉体直径１．２ｍ的回转窑，其转速Ｏ＿Ｓｒ／ｍｉｎ、 ［５］汪毅，关彦光，尹学凯，等．回转窑焙烧钼精矿技术及设备［Ｊ】＿中国 钼业，２００６（３）：２４—２６． 坡度１．５。； １２００ Ｘ ２４０００的回转窑正常生产时的 台效为１７５～２００ｋｇ／ｈ，选择风机电机频率为３５Ｈｚ （１５００～１７５０ ｒ／ｍｉｎ）即可获得较佳的焙烧效果。 ［６］刘成西，张干．采用回转窑焙烧铝精矿ｆＪ】．工业炉，２ｏｏ４（２）：２１－２２． ［７］甘敏，范晓慧，张麟，等．低品位钼精矿氧化焙烧过程的反应行为【Ｊ］． 中国有色金属学报，２０１４（１２）：１７１—１７８． 。。、 （上接第６６页） 采用常规法工艺，国内近年建成了几个常规法炼锌 很好解决目前生产企业面临的环保、有价金属回收、 生产成本问题。 厂，主要原因是国内热酸浸出工艺锌回收率低于常 规法，渣含锌等重金属高，堆存效益受损，也不便 堆存。采用氧压浸出可以最大程度将锌及稀散金属 参考文献： ［１］张乐如．铅锌冶炼新技术［Ｍ］．长沙：湖南科学技术出版社， ２ｏｏ６：１４７—１４８． 直接浸出到溶液中，降低浸出渣含锌，渣可直接作 为弃渣，不需挥发窑火法处理高含锌浸出渣；而且 氧压浸出生产工艺流程比焙烧浸出短，工序少，总 体投资比焙烧浸出要少；锌浸出率比焙烧浸出高， 电耗比焙烧浸出低，因此总体生产成本低。２１世纪 ［２］彭容秋 ．铅锌冶金学［Ｍ］．北京：科学出版社，２００３：３１７—３１８． ［３］李有刚，李波．锌氧压浸出工艺现状及技术进展【Ｊ】．中国有色冶金， ２０１０（３）：２６－２９． ［４］王吉坤，周廷熙．硫化锌精矿加压酸浸技术及产业化［Ｍ】．ｊＥ京：冶 金工业出版社，２００５：１２５—１２８． 的环境保护要求更为严格，提高技术指标，节能降 耗，降低生产成本，增加经济效益是企业追求的目 标。随着氧压浸出在国内的成功应用，一种环保、 节能、有价金属综合回收好的工艺正在兴起，它将 ［５］邓孟俐．硫化锌精矿加压浸出元素硫的形成机理及硫回收工艺的研 究［Ｊ］．工程设计与研究，２００８（２）：１４—１８． ［６］晏祥树，陈春林．锌浸出渣火法处理工艺探讨［Ｊ１．中国有色冶金， ２０１２（５）：５８—６２． ７０
