1 引言

        鉬產(chǎn)品加工行業(yè)經(jīng)過(guò)業(yè)內(nèi)人士多年的共同努力，初步實(shí)現(xiàn)了鉬鐵冶金全過(guò)程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)清潔生產(chǎn)的目的。本文重點(diǎn)總結(jié)介紹在鉬鐵冶金全過(guò)程中的先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)及裝備的應(yīng)用狀況。

2 原材料標(biāo)準(zhǔn)及要求

2.1 鉬精礦焙燒原材料標(biāo)準(zhǔn)及要求

1)鉬精礦：GB3200-89

2)燃料煤：GB9143-88(發(fā)生爐煤氣用煤)

2.2 焙燒煙氣制酸及生產(chǎn)亞硫酸鈉原材料標(biāo)準(zhǔn)及要求

1)工業(yè)硫酸:GB/T534-2002

2)催化劑:釩催化劑

3)碳酸鈉：GB210-92

4)氫氧化鈉：GB209-93

2.3 焙燒煙氣錸回收生產(chǎn)高錸酸銨原材料標(biāo)準(zhǔn)及要求

1)氧化鈣：GB1262-1977

2）氫氧化鈉：GB209-93

3）碳酸鈉：GB210-92

4）氯化鈉：GB1253-2007

5）氯化銨：GB/T2946-2008

6）雙氧水：GB1616-2003

7）氨水：GB/T631-2007

8）鹽酸：GB320-2006

9）硫氰酸銨：GB/T660-1992

2.4 鉬鐵冶煉原材料標(biāo)準(zhǔn)及要求：

　　3 鉬鐵冶金全過(guò)程流程圖

　　4 工藝過(guò)程中主要技術(shù)特點(diǎn)及主要設(shè)備應(yīng)用

　　A、鉬精礦回轉(zhuǎn)窯焙燒

　　1）閃蒸干燥機(jī)直聯(lián)焙燒回轉(zhuǎn)窯技術(shù)及設(shè)備

　　鉬精礦進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行焙燒前需要將其打散，干燥直至輸送到回轉(zhuǎn)窯加料端的料倉(cāng)內(nèi)。（見(jiàn)設(shè)備流程示意圖）

　　打散的作用是將結(jié)成餅塊狀的含濕鉬精礦分散至鉬精礦的原始粒度，便于干燥。干燥的作用是將含濕的鉬精礦脫除一部分水分，保持入窯鉬精礦的含水率在2~4%，防止進(jìn)入焙燒窯內(nèi)的鉬精礦飛揚(yáng)損失和團(tuán)聚而影響焙燒脫硫的效果。

　　閃蒸干燥機(jī)系統(tǒng)通過(guò)螺旋給料機(jī)與焙燒回轉(zhuǎn)窯直接連接，形成一個(gè)完全密閉的干燥物料輸送系統(tǒng)。無(wú)物料粉塵外漏飛揚(yáng)損失，因此提高了產(chǎn)品的回收率并保證生產(chǎn)環(huán)境的清潔。

　　2）自熱式焙燒回轉(zhuǎn)窯

　　鉬精礦的氧化焙燒主要作用是脫硫，根據(jù)其化學(xué)反應(yīng)方程式可知

　　MoS2+3.5SO2=MoO3+2SO2+995.1J

　　是一個(gè)放熱反應(yīng)過(guò)程。根據(jù)這一原理，國(guó)內(nèi)在2010年研發(fā)出自熱式硫化礦焙燒回轉(zhuǎn)窯，用于焙燒鉬精礦，取得了明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)環(huán)保效果。

　　其工作原理是在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)設(shè)置換熱器，將鉬精礦點(diǎn)燃建立焙燒溫度帶后，將焙燒過(guò)程中所釋放出的熱量利用空氣置換出部分熱量，并通過(guò)該換熱裝置將回收的熱空氣再合理的輸入焙燒回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，使窯內(nèi)的鉬精礦保持焙燒的持續(xù)進(jìn)行。（見(jiàn)設(shè)備流程示意圖）在此工作條件下不需外加熱源進(jìn)而達(dá)到鉬精礦的自熱焙燒，外供熱能耗趨近于零及CO2排放趨近于零。

　　由于焙燒過(guò)程中供入的熱空氣充足，因此氧化過(guò)程加快，設(shè)備產(chǎn)能增加，產(chǎn)品質(zhì)量好。焙砂中MoO3可達(dá)80%以上，使鉬鐵冶煉效果更好。

　　3）焙燒煙氣換熱器

　　回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的焙燒煙氣到達(dá)回轉(zhuǎn)窯加料端的灰箱內(nèi)，溫度可達(dá)500℃~600℃。將灰箱設(shè)計(jì)成兼有換熱功能的換熱器，利用焙燒煙氣與空氣換熱，所得到的熱空氣約為150℃~200℃。直送鉬精礦閃蒸干燥機(jī)內(nèi)。干燥鉬精礦效果極佳，系統(tǒng)內(nèi)取消了外加干燥熱源，即節(jié)省了設(shè)備投資又節(jié)省了干燥用外加熱源，這是一項(xiàng)值得推廣的節(jié)能環(huán)保技術(shù)措施。（可節(jié)省Q=142kg標(biāo)煤/t礦，按含水率8%計(jì)算）

　　4）焙燒煙氣表面冷卻器

　　鉬精礦焙燒工藝過(guò)程中的一項(xiàng)重要技術(shù)措施是焙燒煙氣除塵，它關(guān)系到生產(chǎn)回收率。生產(chǎn)過(guò)程中若無(wú)錸回收工序，則應(yīng)采用干法收塵即表冷--布袋（電）收塵系統(tǒng)。（見(jiàn)設(shè)備流程示意圖）

　　采用表面冷卻器冷卻焙燒煙氣的主要作用是保護(hù)布袋（電）收塵器，使其布袋（電）收塵器能夠在最佳的溫度條件下工作。即保證布袋（電）收塵器的使用壽命及除塵效果。系統(tǒng)的收塵率可達(dá)99%，確保周邊的操作環(huán)境優(yōu)良。

　　5）回轉(zhuǎn)窯焙燒鉬精礦的自動(dòng)化控制過(guò)程

　　6）鉬精礦回轉(zhuǎn)窯焙燒系統(tǒng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　①閃蒸干燥機(jī)干燥熱能耗Q≈1000kcal/kg水，干燥后鉬精礦含水率2~4%。

　?、诨剞D(zhuǎn)窯焙燒尾氣含塵量g=3.5g/m?，SO2濃度1.5~3.0%，溫度T氣≈450℃~500℃。

　?、刍剞D(zhuǎn)窯焙燒鉬精礦焙燒時(shí)間τ=6~7h、焙燒溫度T爐≈600℃~800℃、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)填充系數(shù)Φ=0.049。

　?、茏詿崾交剞D(zhuǎn)窯焙燒鉬精礦外供熱能耗Q≈0，CO2排放V≈0。

　　B、鉬精礦焙燒煙氣SO2治理

　　目前國(guó)內(nèi)對(duì)鉬精礦焙燒煙氣的治理主要有生產(chǎn)工業(yè)硫酸和生產(chǎn)亞硫酸鈉兩種方法，經(jīng)過(guò)處理后的鉬精礦焙燒煙氣達(dá)標(biāo)排放。

　　1）焙燒煙氣生產(chǎn)工業(yè)硫酸

　　2）焙燒煙氣生產(chǎn)亞硫酸鈉

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　　鉬精礦焙燒煙氣經(jīng)換熱器換熱后仍有近300℃的高溫，生產(chǎn)過(guò)程中若有錸回收過(guò)程，則應(yīng)保障其溫度，并將其輸送入氣汽水混合器內(nèi)。在氣汽水混合器內(nèi)，由于高溫?zé)煔馀c水的直接混合作用，會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，并能充滿(mǎn)整個(gè)容器內(nèi)。有利于煙氣中的粉塵、Re2O7、SO3等被水、汽所濕潤(rùn)淋洗吸收。氣汽水混合器應(yīng)能耐高溫及復(fù)合（鉬）酸的腐蝕作用。

　?、诒簾裏煔馑此?/p>

　　焙燒煙氣經(jīng)氣汽水混合器充分混合后，進(jìn)入多級(jí)水洗塔，繼續(xù)對(duì)煙氣中粉塵、Re2O7、SO3等進(jìn)行淋洗吸收。其目的是提高回收錸、鉬有價(jià)元素的回收率、脫除SO3為下道工序生產(chǎn)亞硫酸鈉創(chuàng)造有利條件。

　　③汽水分離塔（電除霧器）

　　經(jīng)過(guò)多級(jí)水洗后的煙氣，由于SO3被吸收而形成的酸性溶液，在此條件下溶解在溶液中的Re2O7形成高錸酸HReO4、具有隨水蒸氣逃逸的現(xiàn)象，因此需要設(shè)置汽水分離器將其截留下來(lái)，實(shí)踐證明選用電除霧器進(jìn)行汽水分離的效果最佳。

　?、軣煔釹O2吸收塔

　　SO2吸收塔的結(jié)構(gòu)同水洗塔。煙氣中的SO2經(jīng)過(guò)多級(jí)堿液淋洗吸收后，煙氣達(dá)標(biāo)排放。吸收液達(dá)到飽和濃度PH≈5.6時(shí)，及時(shí)抽取送氧化中和工序。

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　　飽和吸收液中含有一定量的亞硫酸氫鈉NaHSO3，因此需要在氧化中和罐內(nèi)加入堿NaOH，進(jìn)一步氧化中和調(diào)PH至8~9。使溶液內(nèi)的NaHSO3充分轉(zhuǎn)化程N(yùn)a2SO3，經(jīng)金屬管過(guò)濾器過(guò)濾后清夜送蒸發(fā)結(jié)晶儲(chǔ)罐，污濁液返送至配堿罐或堿液吸收塔。

　?、拚舭l(fā)、結(jié)晶

　　氧化中和凈化后的亞硫酸鈉飽和溶液濃度~27%。送入蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)。

　　1）多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)

　　多效蒸發(fā)濃縮結(jié)晶充分利用蒸汽做熱源，與傳統(tǒng)的蒸發(fā)過(guò)程相比，可節(jié)省蒸汽~80%。

　　2）MVR蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)

　　MVR蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)外加熱源啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)入加壓泵加壓提壓提溫，系統(tǒng)中采用高效換熱器進(jìn)行換熱蒸發(fā)，熱源采用電能轉(zhuǎn)換。

　　多效蒸發(fā)與MVR蒸發(fā)兩者各有優(yōu)勢(shì)。

　?、邅喠蛩徕c的干燥與包裝

　　經(jīng)過(guò)多效蒸發(fā)或MVR系統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶后排出的含水率較高的亞硫酸鈉，需要進(jìn)行離心甩干。甩干后的亞硫酸鈉仍含有20~30%的水分，因此需要進(jìn)行干燥。亞硫酸鈉的干燥采用振動(dòng)流化床干燥機(jī)干燥。干燥后的亞硫酸鈉即可進(jìn)行計(jì)量包裝，選用粉料自動(dòng)包裝機(jī)包裝。

　?、鄟喠蛩徕c生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（單耗）

　　1）多效蒸發(fā)蒸汽耗0.4t汽/t水

　　MVR蒸發(fā)電耗55Kwh/t水

　　噸產(chǎn)品堿耗Na2CO3800kg/t亞鈉

　　NaOH100kg/t亞鈉

　　水耗t水/t亞鈉

　　2）SO2排放量≤100mg/Nm?

　　C、焙燒煙氣錸回收

　　焙燒含錸鉬精礦煙氣中含有錸的揮發(fā)物Re2O7，對(duì)煙氣進(jìn)行充分的淋洗吸收使其溶解在吸收液內(nèi)進(jìn)行錸的回收。吸收過(guò)程見(jiàn)“焙燒煙氣氣汽水混合器”“、“焙燒煙氣水淋洗吸收塔”及“汽水分離器部分”

　　1）焙燒煙氣錸吸收液的氧化中和

　　含錸吸收液內(nèi)含有錸酸HReO4及MoO42-、SO42-、Cu、Zn、Fe、As等其他雜質(zhì)（PH≈1.5~2.0），需要對(duì)含錸液進(jìn)行預(yù)處理。采用氧化中和罐加入氧化劑、脫硫劑調(diào)PH值，經(jīng)氧化中和后過(guò)濾，得到凈化后的堿性含錸溶液，送離子吸附。在堿性條件下錸的吸附率較高。解析后對(duì)離子交換柱的再生處理也比較簡(jiǎn)單。

　　2）離子交換柱錸的吸附與解析

　　經(jīng)過(guò)預(yù)處理的凈含錸溶液，進(jìn)入離子交換柱進(jìn)行吸附，選用D201×7強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂及其他樹(shù)脂吸附溶液中的鉬和錸。其中Mo的吸附率為2%、Re的吸附率為80%。經(jīng)過(guò)多級(jí)串聯(lián)的離子交換柱連續(xù)吸附，將Re徹底的吸附回收。吸附飽和后的離子交換柱轉(zhuǎn)入解析。

　　先解析Mo后解析Re，分別得到富含Mo和Re的解析液。富含Mo的解析液送沉鉬酸銨，富含錸的解析液送蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。

　　3）高錸酸銨產(chǎn)品的提純

　　初級(jí)產(chǎn)品NH4ReO4的純度一般在~99.5%，利用高純水對(duì)初級(jí)產(chǎn)品多次溶解，并利用陽(yáng)離子交換柱吸附、解析、蒸發(fā)、結(jié)晶，能夠獲得高純NH4ReO4產(chǎn)品純度可達(dá)99.99%。

　　4）焙燒煙氣錸回收主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　?、馘n總回收率η≈80%（從焙燒鉬精礦開(kāi)始至獲得高錸酸銨產(chǎn)品）。

　?、诋a(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品純度99.9~99.99%。

　　D、鉬鐵冶煉

　　1）鉬鐵冶煉自動(dòng)化配料

　　鉬鐵冶煉各種原料約7~9種，其中7種為必備原料，另外2種為冶煉鉬鐵的渣選粉料。目前采用的自動(dòng)化配料系統(tǒng)，關(guān)鍵是計(jì)量混配準(zhǔn)確、系統(tǒng)密閉性好、自動(dòng)化程度高，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)性。

　　2）遙控行走臺(tái)車(chē)冶煉及收塵

　　鉬鐵冶煉為爐外法冶煉，冶煉爐裝置比較簡(jiǎn)單。為了減輕工人的操作勞動(dòng)強(qiáng)度，改善冶煉周邊環(huán)境，采用遙控行走臺(tái)車(chē)冶煉爐、固定煙罩冶煉排煙的生產(chǎn)裝置。解決了工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作環(huán)境不好的問(wèn)題。其操作特點(diǎn)具有冶煉爐放置在遙控臺(tái)車(chē)上運(yùn)行，配合橋式吊車(chē)工作體現(xiàn)出操作靈活、車(chē)間內(nèi)可利用空間大、提高作業(yè)率的特點(diǎn)。固定排煙罩配置表面冷卻器、布袋收塵器，收塵效果好，回收的粉塵返回鉬精礦焙燒，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　3）水淬冶煉爐渣

　　鉬鐵冶煉爐點(diǎn)火冶煉后，靜置一段時(shí)間將臺(tái)車(chē)冶煉爐控制行走至放渣口，進(jìn)行水淬沖渣。水淬沖渣的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)高溫粉塵污染，（但要求做好玻璃纖維粉塵回收措施）得到的水淬渣粒度好可外銷(xiāo)。

　　4）冶煉爐固體渣破碎搖床鉬鐵回收

　　對(duì)冶煉爐內(nèi)的少部分保護(hù)鐵渣及爐底固體渣內(nèi)含有~2%的鉬鐵，因此要采取粉碎搖床重選的方法，回收其中的鉬鐵。

　　5）鉬鐵精整混批與計(jì)量包裝

　　多批次的鉬鐵存在這成分變化的現(xiàn)象，需要多爐多批次的鉬鐵進(jìn)行精整破碎混合，經(jīng)混批后檢測(cè)、計(jì)量、包裝、入庫(kù)。

　　5 鉬鐵冶金全過(guò)程技術(shù)裝備發(fā)展發(fā)向

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