国内粉末冶金中流态化技术的研究和应用.pdfVIP

第五届海峡两岸粉末冶金技术研讨会论文集 59 国内粉末冶金中流态化技术的研究与应用 周涛叶红齐 (中南大学) 摘要：综述了我国流态化技术在粉末冶金中的研究、发展与应用；介绍了金属矿石流态化焙烧 工艺、含锗氧化辞烟尘的流态化浸出、流态化磁化焙烧、熔态还原炼铁工艺、氢氧化铝循环流化 床焙烧等；还介绍了气固流化床在矿物分选中的研究及应用，流化床还原法生产超细或纳米级 WC—Co复合粉厦微米级钼金属。 关键词：流态技术；粉末冶金；流化床；纳米粉末 由于矿物资源的日益贫化和能源供应紧张，价格上醚，原料和燃料在生产成本中所占比 重日渐上升，而必须不断对传统化工冶金过程的工艺和设备进行技术改造。在冶金、金属的 提取和金属粉末制备等工业上，流态化技术已经被广泛应用。因此，它是～种极为重要的操 作过程。流态化技术具有反应接触面积大、物料连续、温度均匀、结构紧凑、气固传质速度 侠和传热效率高等特点。 1冶金中的流态化技术 1955年用流化床焙烧技术改造了南京水利化工厂(现南京化学工业公司)硫酸生产中多 膛炉黄铁矿焙烧工艺，不仅生产能力提高5倍以上，而且硫的利用率也明显提高，这是中国 第一个流态化工业应用的例子。目前，国内硫酸厂已经全部采用流态化黄铁矿焙烧工艺。这 一工艺也刺激了含有色金属硫化物矿石，如锌精矿、铜精矿、钼精矿等流态化焙烧工艺的 发展。 贵州某地含锗氧化铅锌矿经过火法富集产出的氧化锌烟尘，一直沿用机械搅拌槽浸出工 艺，存在浸出率低、液固分离困难和处理量小的缺点。张元福等…对含锗氧化锌烟尘的流态 化浸出进行了研究，根据物料特性，设计了散式直管流化床处理含锗氧化锌烟尘。结果表 明．控制适宜的加料量和液速，可实现稳定流态化浸取。且流态化浸取与机械搅拌槽浸出相 比，具有浸出率高、固液分离好、设备产能大和能连续作业的优点。 ‘ 金川硫化镍、铜矿床中，伴有丰富的金、银和铂族金属。而现行冶炼工艺存在的问题是： 一次高冰镍磨浮分离过程中，在镍精矿、铜精矿中铜和镍互含，随着镍精矿和铜精矿进入镍 系统和铜系统，在精炼过程中会产生大量返料。这样，处理起来十分复杂，不利于铜、镍的 回收。邹懋森等㈨在流态化塔内用粒状一次合金代替镍精矿对电解阳极液进行了置换除铜 深度净化研究。置换过程采用连续逆流净化除铜原理，使沉积物分离于压缩段并从底流排 出，可防止沉积物的返溶。整个工艺的优点是，过程能连续进行，生产速度侠，设备结构简 60 第五届海峡两岸粉末冶金技术研讨会论文集 单，投资省，易于密封，有利于安全防护，容易实现自动控制，净化杂质时不污染工艺溶液。 贫赤铁矿流态化磁化焙烧是富集铁的有效方法。铁矿石经弱还原使非磁性三氧化二铁转 变为磁性四氧化三铁，磁选分离得到铁精矿。100 t／d处理不同铁矿的两相流态化磁化焙烧 实验，可得精矿含铁大于60％，铁收率85％～90％。采用精矿高炉炼铁，可提高利用系数， 降低焦比。 熔态还原炼铁工艺是20世纪90年代冶金领域中三大前沿研究之一。该工艺采用铁精矿 流态化预还原，继而铁浴或煤氧高炉内进行终还原，副产煤气供作预还原煤气，富余煤气用 于发电。该工艺的突出特点是直接利用铁矿和煤粉，不需焦碳，不需球团和烧结，扩大了能 源利用范围，降低了投资和生产成本。 以低品位的钛铁矿为原料生产钛白粉时，一般先生产出富钛料(如高钛渣)，而电炉熔炼 法是一种较成熟的主要冶炼方法，该方法工艺简单、对环境污染少、产品和副产品均可利用。 近年来，随着氯化法钛白的迅速发展，对高品位的富钛料的需求量日益增加。采用低品位的 钛铁矿直接用电炉熔炼法制取高钛渣时，存在很多难处理的问题。因此，有必要对低品位的 钛铁矿进行预处理。周兰花”1采用流态化方法对低品位的钛铁矿进行预氧化、预还原处理 后，可满足硫酸法生产钛白粉工艺所需高品位钛铁矿的要求。 1970年德国鲁奇公司将传统的回转窑氢氧化铝煅烧工艺改为循环流化床焙烧，产品单位 能耗减少35％以上，生产强度大幅度提高，投资降低，产品质量改善。目前世界上有这类装