含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及錸回收利用【技術(shù)領域】，具體涉及一種含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法。本發(fā)明方法，將含錸礦物通過自動送料裝置送入沸騰爐進行流態(tài)化焙燒，將焙燒得到的含錸氣體經(jīng)過收塵系統(tǒng)與焙燒粉塵分離來回收錸，含錸礦物進行焙燒前，先在制粒機上制備成均勻粒度的膨松多孔球團，所述球團粒度在0.5mm以上；采用本發(fā)明的方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)中含錸礦物氧化焙燒效率低從而影響錸回收率、焙燒粉塵多的弊端，通過改變含錸礦物物料形狀，提高了錸的升華率和錸回收率，錸的升華率達99.9%以上，錸回收率達95%以上；降低了焙燒粉塵量，焙燒粉塵量可降低至進料量的10%以下，提高了單位生產(chǎn)能力，降低企業(yè)成本。
【專利說明】含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及錸回收利用【技術(shù)領域】，具體涉及一種含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 錸是一種稀散、難熔金屬，熔點3180°C，僅次于鎢；錸非常硬、耐腐蝕、耐磨且有良 好延展性，特別因其呈密排的六方晶體結(jié)構(gòu)，可在低溫下保持硬度和延展性，且在高溫和溫 度驟變情況下保持高的強度和良好抗蠕變性能，含錸合金在高溫下仍能保持其強度、延展 性和硬度，因此錸用途廣泛，可用作制造高辛烷值汽油的鉬重整裝置用鉬-錸催化劑(利用 其特殊的抗氮、硫、磷毒化性能，占世界錸消耗量的70%)、合成化學催化劑、固體推進熱敏 元件、碳氫化合物燃燒裝置、抗氧化涂層、超聲波儀器、飛機發(fā)動機渦輪葉片(含錸量達5? 7%)、電子管結(jié)構(gòu)材料(如燈絲和陰極、鉬錸合金高溫熱電偶）及超導體等(楊尚磊等，錸（Re) 的性質(zhì)及應用研究現(xiàn)狀，《上海金屬》，2005年第1期）；此外，錸還被發(fā)現(xiàn)可用于藥物，伊斯 特蘭.G . W等人發(fā)現(xiàn)某些錸配合物如羧酸錸等具有抗癌作用，韓國研究人員JunCJAE Min 利用二胺二巰基錸配合物和碘化油來治療肝腫瘤，美、俄、日的研發(fā)人員均研制出锝錸放射 性藥物，如锝錸同位素、順雜芳基锝配合物和順芳基錸配合物，對肝腫瘤抑制效果十分明顯 (李來平等，錸的提取與應用研究現(xiàn)狀，《礦業(yè)快報》，2008年第10期)。
[0003] 錸雖然用途廣泛，但錸在地殼中的含量稀少、分散，自然界迄今查明的含錸礦物有 輝錸礦（ReS 2)和銅錸硫化物（CuReS4)，且它們都以微量伴生于鑰、銅、鉛等礦物中，最具有 經(jīng)濟回收價值的含錸礦物，主要是輝鑰(精）礦（M 〇S2)和斑巖銅礦(張啟修，趙秦生主編，《鎢 鑰冶金》，2005年9月）。
[0004] 世界上80%以上的錸產(chǎn)品都是從含錸礦物氧化焙燒過程中回收制取的，含錸礦物 (Re 2S7、ReS2)先氧化焙燒生成錸氧化物（Re20 7)，錸氧化物揮發(fā)升華并隨焙燒煙氣進入回收 裝置，煙氣分離后，錸氧化物留在凈化氣體中，在淋洗等濕法收塵設備中回收，錸氧化物進 入水溶液中，進一步通過離子交換、炭吸附、萃取或化學沉淀等方法進行回收，該過程主要 反應式如下(張啟修，趙秦生主編，《鎢鑰冶金》，2005年9月）： 4ReS2+1502 - 2 Re207+8S02 2Re2S7+21 02 - 2 Re207+14S02 Re207+H20 一 2 HRe04 與其他焙燒方法相比，含錸礦物的流態(tài)化焙燒由于具有熱效率高、氣固兩相充分接觸 反應速度快、可連續(xù)進料連續(xù)出料等優(yōu)勢，受到更多關(guān)注；流態(tài)化焙燒為現(xiàn)有成熟的工藝， 其涉及的主體設備是沸騰爐，工業(yè)沸騰爐為一個圓形截面的耐火室，但沸騰爐中沒有象多 層爐一樣的層和爐床，沸騰爐的下面設有帶孔的空氣分布板即爐底，采用自動送料裝置向 爐內(nèi)輸送焙燒礦，在爐體內(nèi)從爐底向上1000?1500mm高度處有出料孔，爐室頂部設有煙 道并與收塵系統(tǒng)連通；沸騰爐啟動含錸鑰精礦焙燒的過程為：熱空氣將爐內(nèi)的鑰精礦加熱 至500?5KTC，氧化反應開始并形成沸騰反應層，然后不斷供料，氧化反應不斷加劇，爐溫 隨之上升，約15?30mih內(nèi)即可使爐溫達到所需爐溫560?570°C，隨鑰精礦不斷加入， 沸騰層高度逐漸上升，當升至出料口高度后，焙燒好的焙砂不斷由出料口排出，沸騰爐進入 連續(xù)生產(chǎn)狀態(tài)，隨爐氣帶走的細粒爐料即粉塵經(jīng)爐室頂部的煙道排出并通過收塵系統(tǒng)收塵 (A.H.澤列克曼，O.E.克列茵等著，《稀有金屬冶金學》，1982年9月，第105-109頁；林春元， 程秀儉編著，《鑰礦選礦與深加工》，1997年3月，第360-362頁；張啟修，趙秦生主編，《鎢鑰 冶金》，20054年9月，第171-173頁）。
[0005] CN102653821A (2012年9月5日公布)提出一種循環(huán)焙燒鑰精礦的沸騰爐裝置及 利用該沸騰爐裝置循環(huán)焙燒鑰精礦的方法，該沸騰爐裝置包括沸騰爐、收塵系統(tǒng)及煙氣回 收利用系統(tǒng)，還包括給風系統(tǒng)、給料系統(tǒng)和連接于沸騰爐的出料口的出料包裝自動化系統(tǒng)， 其給料系統(tǒng)能夠把粒度為20?200目的鑰精礦按給定量均勻連續(xù)輸入沸騰爐，其收塵系統(tǒng) 由依次連接的旋風除塵器和布袋收塵器構(gòu)成；利用該沸騰爐裝置循環(huán)焙燒鑰精礦，包括如 下工藝步驟： 1) 、開啟煙塵出口的放空裝置，開啟給風系統(tǒng)的羅茨風機和加熱裝置，將經(jīng)過加熱的自 然空氣送到風室，透過空氣分配裝置，對沸騰爐體進行烘干； 2) 、停止給風系統(tǒng)，給料系統(tǒng)將一定量的工業(yè)氧化鑰裝填至沸騰爐空氣分配裝置上； 3) 、停止給料系統(tǒng)，開啟羅茨風機，使得到均勻分配的自然空氣吹動空氣分配裝置上的 物料，調(diào)節(jié)放空調(diào)節(jié)閥大小，直至工業(yè)氧化鑰呈固體顆粒緩慢膨脹運動的微沸騰狀態(tài)； 4) 、關(guān)閉煙塵出口的放空裝置，開啟煙氣回收利用系統(tǒng)，保持沸騰爐內(nèi)微負壓；開啟 給風系統(tǒng)的加熱裝置，使加熱的空氣不斷與沸騰爐內(nèi)物料熱交換，穩(wěn)步提升物料溫度至 250 °C ； 5) 、經(jīng)進料口觀察孔向物料上定時定量添加硫磺，通過硫磺燃燒放熱快速提升物料溫 度至560°C ; 6) 、停止給風系統(tǒng)的加熱裝置，停止添加硫磺，開啟給料系統(tǒng)，將少量鑰精礦原料連續(xù) 輸入沸騰爐，協(xié)調(diào)控制沸騰爐風室壓力在9-20kPa、協(xié)調(diào)控制流入風室空氣量以維持沸騰爐 內(nèi)氧氣量濃度在6-16%、協(xié)調(diào)控制爐內(nèi)為微負壓狀態(tài)，促使物料呈固體顆粒劇烈運動的沸騰 狀態(tài)；觀察物料溫度，如果物料溫度持續(xù)下降，適量添加硫磺，使物料溫度回升到560°C，停 止加硫磺，增大鑰精礦輸入量，以此循環(huán)，直至僅僅依靠鑰精礦反應放出的熱量使沸騰爐內(nèi) 物料溫度從560°C穩(wěn)步上升； 7) 、繼續(xù)不斷加大鑰精礦原料輸入沸騰爐的量，開啟出料包裝自動化系統(tǒng)和收塵系統(tǒng) 的輸送裝置，并協(xié)調(diào)控制風室壓力在9-20kPa、協(xié)調(diào)控制空氣流量以維持沸騰爐內(nèi)氧氣量濃 度在6-16%、協(xié)調(diào)控制沸騰爐內(nèi)物料溫度在560-660°C、協(xié)調(diào)控制沸騰爐內(nèi)為微負壓狀態(tài)， 保持物料良好的沸騰狀態(tài)，使沸騰起來的物料不斷落入出料口，進入出料包裝自動化系統(tǒng) 成為產(chǎn)品，并使收塵系統(tǒng)回收的沸騰爐內(nèi)形成的粉塵不斷返回沸騰爐內(nèi)重新焙燒，以及沸 騰爐內(nèi)不斷產(chǎn)生的煙氣被煙氣回收利用系統(tǒng)回收利用，直至達到產(chǎn)品產(chǎn)量最大、品質(zhì)最好 的連續(xù)生產(chǎn)狀態(tài)。
[0006] 上述循環(huán)焙燒鑰精礦的方法中，含錸鑰精礦以20?200目（425?850 μ m)粒度 的顆粒連續(xù)輸入沸騰爐，該鑰精礦顆粒由鑰精礦直接粉碎得到，顆粒形狀為實心球狀，比表 面積小，不易鼓風流化，顆粒粒度必須嚴格控制以滿足流態(tài)化的要求，且焙燒過程中不易燒 透，顆粒外部的礦物易于氧化充分，而顆粒內(nèi)靠近球心部位的礦物難以得到充分氧化，大約 僅70?85%的礦粒氧化，而且還含有8?10%的殘余硫，須返回沸騰爐重新焙燒，錸的升華 率僅90%，影響了錸的回收率（A. H.澤列克曼，0. E.克列茵等著，《稀有金屬冶金學》，1982年 9月，第108頁）； 而且，在CN102653821A中，由于其鑰精礦原料由20?200目的粗細不同粒度顆粒構(gòu) 成的顆粒群，當沸騰爐的流化床形成后，鑰精礦原料不斷加入，給風系統(tǒng)不斷鼓風形成向上 流動的氣流，加入的鑰精礦顆粒呈劇烈運動的沸騰狀態(tài)，由于鑰精礦顆粒有粗有細，在同樣 的鼓風條件下，處于顆粒群細粒度端的鑰精礦顆粒不可避免自動上浮，未經(jīng)充分氧化甚至 尚未經(jīng)氧化就被爐氣帶走而進入收塵系統(tǒng)，至少有1/3細粒度原料顆粒因鼓風過分未充分 氧化即進入收塵系統(tǒng)，實踐發(fā)現(xiàn)，在保證流化床正常流化的情況下，這些隨爐氣帶進收塵系 統(tǒng)的鑰精礦粉塵量遠超過已有的20?40%的報道（（A.H.澤列克曼，O.E.克列茵等著，《稀 有金屬冶金學》，1982年9月；林春元，程秀儉編著，《鑰礦選礦與深加工》，1997年3月），幾 乎達40?50%的鑰精礦顆粒進入收塵系統(tǒng)，這些進入收塵系統(tǒng)的粉塵含有較多未氧化的礦 料，嚴重影響含錸礦物中錸的氧化回收，且粉塵中含硫量在10%以上，必須返回沸騰爐重新 焙燒；在某企業(yè)的含錸礦物流態(tài)化焙燒實踐中，由于礦物原料本身的粒度過細且粒度范圍 過大，焙燒循環(huán)量過大，導致整套焙燒系統(tǒng)無法連續(xù)進行下去，只好罷爐停工。
[0007] 因此，要提高含錸礦物流態(tài)化焙燒過程中錸的回收率，就必須解決焙燒粉塵過多 這一實際問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù) 中含錸礦物氧化焙燒效率低從而影響錸回收率、焙燒粉塵多、收塵效率有限的弊端，采用本 發(fā)明的方法，通過改變含錸礦物物料形狀，提高了錸的升華率和錸回收率；降低了焙燒粉塵 量，提高了單位生產(chǎn)能力，降低企業(yè)成本。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，所述方法涉及的設備包括有沸騰爐、自動送 料裝置和收塵系統(tǒng)，將含錸礦物通過自動送料裝置送入沸騰爐進行流態(tài)化焙燒，將焙燒得 到的含錸氣體經(jīng)過收塵系統(tǒng)與焙燒粉塵分離來回收錸；含錸礦物進行焙燒前，先在制粒機 上制備成均勻粒度的膨松多孔球團，所述球團粒度在〇. 5mm以上。
[0010] 本發(fā)明方法中，對含錸礦物進行流態(tài)化焙燒前，先通過造粒改變含錸礦物的物料 形狀，由于球團為膨松結(jié)構(gòu)，比表面積大，易鼓風流化，造粒不影響流態(tài)化的進行；而且，由 于球團膨松多孔，含錸礦物易燒透氧化為錸氧化物Re207 ;當球團造粒為均勻粒度后，在同 樣的鼓風條件下，礦粒流態(tài)化狀態(tài)相同，由于球團粒度均勻，經(jīng)過同樣焙燒流程的焙燒礦由 出料口排出，僅小顆粒粉塵被含錸氧化物Re 2〇7的氣體攜帶，經(jīng)沸騰爐爐室頂部的煙道排出 通過收塵系統(tǒng)，大部分粉塵經(jīng)除塵系統(tǒng)除去，爐氣攜帶錸氧化物進入淋洗系統(tǒng)回收錸。
[0011] 本發(fā)明的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，進一步地，所述球團粒度為〇. 5? 10mm〇
[0012] 本發(fā)明方法中，造粒后的球團粒度直接影響流態(tài)化的進行，當球團粒度大于10mm 時，球團本身過重，其比表面積的增大被球團重量抵消，球團難以正常沸騰流化，影響流態(tài) 化焙燒；當球團粒度小于〇.5_時，球團不易造粒成膨松多孔結(jié)構(gòu)，反而影響焙燒效率，也 不利于焙燒粉塵量的減少；球團粒度優(yōu)選在0. 5?6mm。
[0013] 本發(fā)明的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，進一步地，所述球團為絮團狀或球 狀的膨松多孔球團；在【具體實施方式】中，含錸礦物可以造粒成如"面絮"形狀的絮團狀球團 或者如中藥顆粒形狀的球狀球團。
[0014] 本發(fā)明的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，進一步地，所述收塵系統(tǒng)包括依次 連接的旋風除塵器和陶瓷濾芯收塵器，排出沸騰爐的粉塵先經(jīng)旋風除塵器除塵后，由陶瓷 濾芯收塵器進行收塵；具體實施時，采用陶瓷濾芯收塵器進行收塵，經(jīng)充分氧化生成的錸氧 化物Re 207作為爐氣的一部分隨排出沸騰爐的粉塵進入旋風除塵器，除去大部分粉塵后，含 Re2〇7爐氣攜帶細小粉塵經(jīng)過陶瓷濾芯收塵器，爐氣中的粉塵被截留在陶瓷濾芯收塵器內(nèi)， Re207則隨爐氣通過濾芯，進入淋洗系統(tǒng)，得到含錸淋洗液。
[0015] 更進一步地，所述陶瓷濾芯收塵器至少設有3組，并設有脈沖反吹系統(tǒng)，以便及時 反吹，以保持陶瓷濾芯收塵器的收塵效果。
[0016] 更進一步地，所述陶瓷濾芯收塵器的濾芯孔徑在10 μ m以下，以使粒度在10 μ m以 上甚至更細的粉塵被截留在濾芯內(nèi)。
[0017] 本發(fā)明的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，至少具有如下有益效果： 1、通過改變含錸礦物物料形狀，提高了錸的升華率和錸回收率 本發(fā)明改變了含錸礦物物料形狀，由現(xiàn)有的流態(tài)化焙燒流程中礦物直接粉碎后進料改 為礦物造粒后進料，由于球團為均勻粒度的膨松多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，球團不但容易鼓風 流化，而且是球團內(nèi)部礦物、球團外部礦物同時與氧接觸發(fā)生氧化焙燒，與現(xiàn)有技術(shù)中的實 心球狀物料相比，該造粒球團在沸騰爐內(nèi)易燒透，氧化充分，焙燒效率提高，含錸礦物中的 錸幾乎全部氧化為錸氧化物Re 207，比常規(guī)流態(tài)化焙燒提高錸的升華率近10%，錸的升華率 達99. 9%以上； 此外，在現(xiàn)有的通過氧化焙燒方法回收錸的方法中，將含錸礦物中的錸氧化焙燒為錸 氧化物是整個錸回收流程的第一步，錸的升華率的高低對錸回收率的高低至關(guān)重要，錸的 升華率越高，意味著殘留在粉塵和焙砂中的錸越少，本發(fā)明由于在流態(tài)化焙燒過程中改變 了含錸礦物物料形狀，錸的升華率提高，整體上提高了錸的回收率，使錸回收率達95%以上 (實施結(jié)果見表2)。
[0018] 2、降低了焙燒粉塵量，提高了單位生產(chǎn)能力，降低企業(yè)成本 本發(fā)明將含錸礦物造粒為均勻粒度的膨松多孔球團，由于球團粒度均勻，不存在現(xiàn)有 技術(shù)中的粗細顆粒共存的情況，在同樣的鼓風條件下，同樣的礦粒幾乎同時上浮、并同時到 達出料口，焙燒溫度、接觸氧氣量、焙燒時間相同，避免了現(xiàn)有技術(shù)的因鼓風過分導致小顆 粒礦料未及氧化即被煙氣帶走而進入收塵系統(tǒng)的弊端，焙燒粉塵量可降低至進料量的10% 以下，由于硫也得到充分氧化，粉塵含硫量降低至5%以下，且小顆粒粉塵少，粉塵與攜帶 Re207的煙氣易于過濾分離，進入收塵系統(tǒng)的粉塵大部分可以經(jīng)旋風除塵器除去，隨煙氣帶 進收塵器的焙燒粉塵量大大減少，由于需返回沸騰爐重新焙燒的粉塵量減少，單位生產(chǎn)能 力相對提高，降低了企業(yè)成本(實施結(jié)果見表2)。

【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明的保護范圍包括但不限于此。
[0020] 實施例1 : 原料：含錸硫化銅精礦，含銅23. 26%，錸328g/t，多元素化學分析結(jié)果如表1所示： 表1硫化銅精礦多元素化學分析結(jié)果/%

【權(quán)利要求】
1. 一種含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，所述方法涉及的設備包括有沸騰爐、自動 送料裝置和收塵系統(tǒng)，將含錸礦物通過自動送料裝置送入沸騰爐進行流態(tài)化焙燒，將焙燒 得到的含錸氣體經(jīng)過收塵系統(tǒng)與焙燒粉塵分離來回收錸；其特征在于：含錸礦物進行焙燒 前，先在制粒機上制備成均勻粒度的膨松多孔球團，所述球團粒度在〇. 5mm以上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，其特征在于：所述球團 粒度為〇· 5?10 mm η
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，其特征在于：所述球團 粒度為〇. 5?6_。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，其特征在于：所述球團 為絮團狀或球狀的膨松多孔球團。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，其特征在于：所述收塵 系統(tǒng)包括依次連接的旋風除塵器和陶瓷濾芯收塵器，排出沸騰爐的粉塵先經(jīng)旋風除塵器除 塵后，由陶瓷濾芯收塵器進行收塵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，其特征在于：所述陶瓷 濾芯收塵器至少設有3組，并設有脈沖反吹系統(tǒng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的含錸礦物流態(tài)化焙燒回收錸的方法，其特征在于：所述陶瓷 濾芯收塵器的濾芯孔徑在10 μ m以下。
【文檔編號】C22B61/00GK104141040SQ201410389691
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】趙維根, 賈紅波, 楚慧慧 申請人:嵩縣開拓者鉬業(yè)有限公司