Dubultkonusa vakuuma žāvēšanas iekārtu raksturojums un trūkumi

Šajā rakstā kā piemērs ir izmantots vara sulfīda koncentrāts, lai ilustrētu koncentrāta žāvēšanas īpašības, žāvēšanas iekārtu izvēli un tā rūpniecisko pielietojumu.

Metāla sulfīda rūdas (pirīts, halkopirīts, galēna un sfalerīts utt.) ir svarīgas sērskābes un metalurģijas rūpniecības izejvielas. Koncentrāti pēc flotācijas (sulfīda koncentrāts, vara koncentrāts, niķeļa koncentrāts, molibdēna koncentrāts un cinka koncentrāts utt.) ir jāizžāvē, pirms tie tiek ievietoti nākamajās apdedzināšanas un kausēšanas iekārtās. Manā valstī, būvējot lielas-pirīta apdedzināšanas un krāsaino metālu kausēšanas rūpnīcas, ir steidzami jāpalielina koncentrāta žāvēšanas iekārtu vienas-vienības apstrādes jauda un jāievieš koncentrāta dziļa žāvēšana.

1. Koncentrātu žāvēšanas īpašības un prasības

Mitrs vara sulfīda koncentrāts parasti ir pelēcīgi{0}}brūns, daļiņu izmērs ir aptuveni 200 siets (74 μm). Augstā metāla satura un tilpuma blīvuma dēļ tas ir ļoti abrazīvs pret aprīkojumu. Flotācijas rezultātā iegūtā koncentrāta W(H₂O) saturs parasti ir 10–15%. Ja w(H₂O) saturs ir aptuveni 10%, koncentrāts ir samērā irdens; ja w(H2O) saturs ir lielāks, koncentrāts ir viskozāks. Turklāt sulfīdi koncentrātā karsēšanas laikā ir pakļauti skābes korozijai.

Krāsnī ievadītā koncentrāta ūdens saturs būtiski ietekmē kausēšanas darbību. Parasti kausēšanas procesos krāsnī ievadītajā koncentrātā aw(H₂O) saturs ir nepieciešams 6%-8%, un dažos gadījumos ir nepieciešams vēl mazāks saturs, piemēram, kausēšanai zibens krāsnī, kam krāsnī ievadītajā vara koncentrātā aw(H₂O) saturs ir mazāks par 0,3%. Pārmērīgs ūdens saturs izraisīs sliktu koncentrāta plūstamību, padeves piltuves [L2] bloķēšanu, kā arī kaitē krāsaino metālu kausēšanai. Turklāt kausēšanas operācijām ir arī noteiktas prasības attiecībā uz žāvētā koncentrāta daļiņu izmēru.

2. Žāvēšanas metodes un aprīkojums

Metāla sulfīda koncentrātu žāvēšanu parasti iedala divās metodēs: tiešā žāvēšana un netiešā žāvēšana.

2.1 Tiešā žāvēšana

Koncentrāta tieša žāvēšana attiecas uz žāvēšanas procesu, kurā žāvēšanas vide saskaras ar koncentrātu žāvēšanas procesa laikā, piemēram, žāvēšana cilindrā un žāvēšana gaisa plūsmā. Tiešā žāvēšana parasti izmanto karstu gaisu vai karstas dūmgāzes kā sildīšanas līdzekli un ietver vienu vai divus žāvēšanas posmus atkarībā no procesa prasībām. Agrīnās kausēšanas ražotnēs parasti tika izmantota cilindriskā žāvēšana vai žāvēšana gaisa plūsmā, kur žāvēšana gaisa plūsmā tika sadalīta divās -pakāpēs (sprosta izkliedētājs + žāvēšanas caurule) un trīs -pakāpes (īss cilindrisks žāvētājs + sprostu izkliedētājs + žāvēšanas caurule). Lai gan šīs divas metodes nodrošina augstu koncentrātu apstrādes jaudu un rada vienādu daļiņu izmēru, tās cieš no zemas termiskās efektivitātes, lielas platības un sarežģītiem procesiem.

Turklāt gaisa plūsmas žāvētāji patērē ievērojamu jaudu rotācijas krāsns vertikālās materiāla transportēšanas dēļ; sprostu izkliedētājs, pateicoties tā lielajam -griešanās ātrumam (250-300 apgr./min), piedzīvo rotora nodilumu, kā rezultātā ir nepieciešama plaša apkope un nepieciešams metināšanas remonts ik pēc 2–3 nedēļām [3]. Šo iemeslu dēļ daži ražotāji pēdējos gados ir sākuši izmantot rotācijas zibens žāvētājus noteiktu koncentrātu (piemēram, molibdēna koncentrāta) žāvēšanai. Tomēr rotācijas zibens žāvētāji parasti izmanto augstas temperatūras gāzi kā žāvēšanas līdzekli, kas viegli veido SO₂, izraisot iekārtas koroziju. Turklāt apakšējais maisītājs griežas lielā ātrumā, izraisot nodilumu. Turklāt rotācijas zibspuldzes žāvētāji arī cieš no zemas termiskās efektivitātes un mazas apstrādes jaudas. Īpaši svarīgi ir atzīmēt, ka tiešās žāvēšanas metodes parasti ietver izplūdes gāzu apstrādes problēmas. Izplūdes gāzu plūsmas ātrums ir liels, un putekļu saturs ir augsts; nepareiza apstrāde var viegli izraisīt vides piesārņojumu.

2.2 Netiešā žāvēšana

Netieša koncentrātu žāvēšana attiecas uz žāvēšanas procesu, kurā žāvēšanas vide nesaskaras ar koncentrātu žāvēšanas procesa laikā. Izmantotais aprīkojums ietver daudzslāņu tvaika spirāles žāvētājus, disku žāvētājus, lāpstiņu žāvētājus un tvaika caurules rotācijas žāvētājus. Netiešās žāvētavas parasti izmanto piesātinātu tvaiku kā sildīšanas līdzekli, un to termiskā efektivitāte ir daudz augstāka nekā tiešās žāvēšanas gadījumā. Turklāt tie rada mazāk izplūdes gāzu un mazāku putekļu saturu, kā rezultātā process ir salīdzinoši vienkāršāks. Daudzslāņu tvaika spirāles žāvētāji bija agrīni netiešie žāvētāji, ko izmantoja koncentrātu žāvēšanai. Tie sastāv no vairāku -spolu rotora un fiksēta apvalka, un koncentrāts tiek virzīts uz priekšu, rotoram griežoties. Koncentrāta augstās abrazivitātes dēļ var rasties spoles bojājumi, aizsargplākšņu un skrāpju nodilums utt., kas prasa biežu apkopi. Normālos apstākļos žāvētājs tiek izslēgts pārbaudei reizi nedēļā. Kādreiz sēra koncentrāta žāvēšanai izmantoja disku žāvētājus, taču radās daudzas ražošanas problēmas: augšējos žāvēšanas diskos saskrāpējās materiāls, materiāls viegli nokrīt tieši no žāvēšanas diska ārējās malas uz apakšējo disku, izraisot īssavienojumus, kā arī grābekļa asmeņi viegli nodilst, izraisot grābekļa stieņa lūzumu. Šīs problēmas tieši ietekmēja žāvēšanas efektu un žāvēšanas iekārtu normālu darbību, liekot ražotājiem iepriekš-izžāvēt materiālu pirms to nosūtīšanas uz disku žāvētāju, kas ne tikai pagarināja procesu, bet arī palielināja ieguldījumus. Turklāt tā apstrādes jauda ir salīdzinoši neliela. Lāpstiņu žāvētāji ir īpaši piemēroti viskozu un pastveida materiālu žāvēšanai. Kā liecina eksperimentālie pētījumi, lāpstiņu žāvētājiem ir ļoti laba koncentrātu žāvēšanas iedarbība. Pateicoties lāpstiņu pašattīrošajai iedarbībai, materiālam praktiski nav adhēzijas, tam ir laba plūstamība, kā arī mitruma saturs un izejmateriāla daļiņu izmērs atbilst rūpniecības prasībām. Tomēr materiāla īpašību dēļ lāpstiņas ir pakļautas nodilumam, un enerģijas patēriņš ir salīdzinoši augsts, tāpēc tās nav piemērotas liela mēroga{20}}instalācijām. Tvaika caurules rotācijas žāvētāji to enerģijas-taupīšanas un videi draudzīgo priekšrocību, lielas-vienības apstrādes jaudas un zemā enerģijas patēriņa dēļ pakāpeniski ir kļuvuši par galveno koncentrātu žāvēšanas aprīkojumu. Nākamajā sadaļā galvenā uzmanība ir pievērsta tvaika caurules rotējošajam žāvētājam.

3. Tvaika caurules rotējošais žāvētājs

Zināms žāvēšanas tehnoloģiju uzņēmums 1992. gadā sāka savus pētījumus un izstrādi, lai lokalizētu tvaika caurules rotācijas žāvētāju augsta blīvuma polietilēna (HDPE) rūpnīcām. Nepārtraukti uzlabojot un optimizējot, tā izstrādāja savu patentēto tehnoloģiju. Uzņēmums ir secīgi pabeidzis tvaika cauruļu rotācijas žāvētāju lokalizāciju liela mēroga -HDPE un PTA (tereftalskābes) rūpnīcām un veiksmīgi pielietojis šo tehnoloģiju mitro koncentrātu žāvēšanai metalurģijas nozarē.

3.1. Struktūra un darbības princips

Kā minēts iepriekš, tvaika caurules rotējošais žāvētājs ir netiešas apkures tipa rotācijas žāvētājs, un tā struktūra ir parādīta 1. attēlā. Tvaika caurules rotējošais žāvētājs galvenokārt sastāv no cilindriska korpusa, tvaika caurulēm, padeves skrūves, padeves gala blīvējuma, izplūdes gala blīvējuma, tvaika sistēmas, transmisijas sistēmas un atbalsta komponentiem. Tvaika siltuma apmaiņas caurules cilindrā ir izvietotas koncentriskos apļos, kas iet cauri visam žāvētājam. Žāvēšanai nepieciešamo siltumu nodrošina siltummaiņas caurulēs ievadītais tvaiks. Turklāt cilindrā tiek ievadīts neliels daudzums nesējgāzes (gaisa), lai izvadītu žāvēšanas procesā iztvaicēto mitrumu uz cilindra ārpusi.

3.2. Žāvēšanas procesa plūsma

Rotējošajā tvaika žāvētājā kā sildīšanas līdzeklis tiek izmantots vidēji{0}}zema spiediena piesātināts tvaiks, kā rezultātā žāvēšanas temperatūra ir zemāka, tādējādi novēršot koncentrātā esošo sulfīdu sadalīšanos un oksidēšanos. Vara koncentrāta rotācijas žāvētāja procesa plūsma ir šāda: slapjš koncentrāts iekļūst žāvētājā caur skrūvju padevi. Žāvētāja cilindram ir noteikts slīpums, un materiāls gāžas un virzās uz priekšu, kad cilindrs griežas, apmainoties ar siltumu ar tvaika caurulēm, kas izvietotas ap cilindru un tiek žāvētas. Žāvētais koncentrāts tiek izvadīts caur iztukšošanas kasti. Neliels daudzums nesējgāzes nonāk žāvēšanas iekārtā no izplūdes gala, pārvadot žāvēšanas procesā iztvaicēto mitrumu un izejot no padeves gala. Pēc putekļu noņemšanas ar maisa filtru izplūdes gāzes tiek izvadītas atmosfērā, un savāktie putekļi tiek atgriezti padeves skrūvē. Šim procesam ir tādas priekšrocības kā vienkārša plūsma, mazāk aprīkojuma, zemas investīcijas, augsta termiskā efektivitāte, zemas putekļu un kaitīgo gāzu emisijas, kā arī vienkārša darbība un apkope.