硫化鉛精礦在入鼓風爐熔煉之前,要經(jīng)過燒結(jié)機進行焙燒。但如何才能使燒結(jié)機焙燒成績好一些呢?與什么因素有關呢?
燒結(jié)焙燒成績的好壞,取決于燒結(jié)機的單位生產(chǎn)率(通常對燒結(jié)礦而言)及燒結(jié)礦的質(zhì)量。即應具有高的單位生產(chǎn)率,而且燒結(jié)礦的強度、孔隙度及殘硫率均應適合于鼓風爐熔煉的要求。要提高單位生產(chǎn)率必須強化焙燒過程,即加脫硫速度。這主要是決定于氧化反應劑的擴散、吸附和化學反應過程以及SO2及SO3的排隊速度。因為鉛精礦通常為浮選產(chǎn)物,粒度很小,內(nèi)擴散作用不大,主要是外擴散。所以料層的透氣性具有頭等重大的意義,焙燒成績的好壞主要取決于此。工廠實踐證明,料層透氣性愈大,則硫的燒失愈快,單位生產(chǎn)率愈高。
爐料的透氣性是以在燒結(jié)機的風箱上每平方米爐篦面積每秒鐘通過的氣體的體積(m3)或氣體速度(米/秒)來表示。透氣性的大小主要是取決于爐料的含水量、料度成分、料層厚度以及濕潤、混合和裝料等操作條件等。其中爐料的含水量及料度成分更為重要。
爐料的溫度(即含水量) 干燥的顆粒雖然施加壓力也不能成團,但是,加水后加壓即可結(jié)團,甚至可自動結(jié)團。
細料物料的表面具有過剩的能量。顆粒愈細,比表面積愈大,表面能也愈大。表面能是顆粒表面分子未被平衡的分子力所形成的。具有離子鍵結(jié)構的分子最易吸引強極性的水分子,所以具有離子晶格的礦物顆粒是親水性大的物質(zhì)。面具有分子鍵的礦物顆粒是疏水性的物質(zhì)。共價鍵的礦物顆粒表面可能是親水的,也可能是疏水的。細料物料能吸附水分子而中和其表面分子力的一部分,并放出潤濕熱。以這種方式和顆粒表面結(jié)合的水叫吸附水。第一層吸附的水分子與顆粒表而的作用力很大,故結(jié)合得很牢固。吸附水不能用機械方法使之遷移,只有使其受熱變?yōu)檎魵獠拍芤苿?。顆粒僅為吸附水還不能聚結(jié)成團。由于吸附水層還沒有將顆粒表面的分子力完全抵銷,故顆粒還可以吸水,形成結(jié)合得較弱的薄膜水層,它比吸附層厚好幾倍。兩者總起來叫分子結(jié)合水。薄膜水可沿顆粒表面遷移,在外力作用下和顆粒一起變形。薄膜水能將互相接近的顆粒緊密結(jié)合,成為具有一定強度的團粒。細料含水到達最大分子水含量(或叫最大分子濕容量)時,才有成團的可能。繼續(xù)向顆粒加水,則顆粒間的孔隙網(wǎng)內(nèi)會充滿毛細水(也有空氣)。在毛細水的表面張力作用下,相鄰顆粒被拉向毛細滴的中心而結(jié)合成團。所以毛細水是成團過程中的重要因素。當團粒受壓以致毛細管網(wǎng)的形狀和尺寸改變時,毛細水在毛細壓力的作用下能遷移到團粒表面,這樣團粒便有繼續(xù)粘附細顆粒而長大的可能。
僅由毛細水結(jié)合的團粒強度是很差的,必須外加機械力(例加滾球和制團)才能使團粒結(jié)實。此時孔隙網(wǎng)中多余的毛細水被擠到團粒表面,這樣,顆粒互相緊密接觸,薄膜水對團粒的強度起了重要的作用。
由此可見,爐料濕潤是最大毛細水含量時,結(jié)團作用最大。此時,爐料容積最大而假比重最小,同時透氣性最大,所以是最好的濕度。過此極限如再加水,則結(jié)團程度漸次減低,最后呈泥漿狀而透氣性等于零。爐料的最好濕度是其各組份最好濕度的總和。實際上爐料含水量應略高于此數(shù),以彌補準備過程中水的蒸發(fā)損失。
濕潤爐料時,應采用排管,通高壓水噴成霧狀,方易均勻;采用蓮蓬淋水,結(jié)果不好。料粒經(jīng)濕潤后,須使之相互碰撞才易成團。焙燒過程中爐料水分的蒸發(fā)熱一般占爐料總發(fā)熱量的10%以上,故為重要的調(diào)熱劑。
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