固體物料焙燒工藝具體分類

    固體物料在高溫不發生熔融的條件下進行的反應過程,可以有氧化、熱解、還原、鹵化等,通常用于無機化工和冶金工業。焙燒工藝過程有加添加劑和不加添加劑兩種類型。

焙燒工藝流程圖

(1) 不加添加劑的焙燒:也稱煅燒,按用途可分為:①分解礦石,如石灰石化學加工制成氧化鈣,同時制得二氧化碳氣體;②活化礦石,目的在于改變礦石結構,使其易于分解,例如:將高嶺土焙燒脫水,使其結構疏松多孔,易于進一步加工生產氧化鋁;③脫除雜質,如脫硫、脫除有機物和吸附水等;④晶型轉化,如焙燒二氧化鈦使其改變晶型,改善其使用性質。
(2) 加添加劑的焙燒:添加劑可以是氣體或固體,固體添加劑兼有助熔劑的作用,使物料熔點降低,以加快反應速度。按添加劑的不同有多種類型:
1) 氧化焙燒。粉碎后的固體原料在氧氣中焙燒,使其中的有用成分轉變成氧化物,同時除去易揮發的砷、銻、硒、碲等雜質。在硫酸工業中,硫鐵礦焙燒制備二氧化硫是典型的氧化焙燒。冶金工業中氧化焙燒應用廣泛,例如:硫化銅礦、硫化鋅礦經氧化焙燒得氧化銅、氧化鋅,同時得到二氧化硫。
2) 還原焙燒。在礦石或鹽類中添加還原劑進行高溫處理,常用的還原劑是碳。在制取高純度產品時,可用氫氣、一氧化碳或甲烷作為焙燒還原劑。例如:貧氧化鎳礦在加熱下用水煤氣還原,可使其中的三氧化二鐵大部分還原為四氧化三鐵,少量還原為氧化亞鐵和金屬鐵;鎳、鈷的氧化物則還原為金屬鎳和鈷。因為該過程中的三氧化二鐵具有弱磁性,四氧化三鐵具有強磁性,利用這種差別可以進行磁選,故此過程又稱磁化焙燒。
3) 氯化焙燒。借助氯化劑(如Cl2、HCl、NaCl、CaCl2等)的作用,使物料中的某些組分轉變為氣態或凝聚態的氯化物,從而同其他組分分離(見氯化冶金)。
4) 氯化離析焙燒。可視為氯化焙燒的一種特例。加氯化劑的同時加入炭粒,使礦石中難選的有價金屬礦物經氯化揮發后,在炭粒上轉變為金屬,并附著在炭粒上,隨后用選礦方法富集,制成精礦。其品位和回收率都可以提高。
5) 硫酸化焙燒。以二氧化硫為反應劑的焙燒過程,通常用于硫化物礦的焙燒,使金屬硫化物氧化為易溶于水的硫酸鹽。若以Me表示金屬,硫酸化焙燒主要包括下列過程: 2MeS+3O2─→2MeO+2SO2
例如:閃鋅礦經硫酸化焙燒制得硫酸鋅、硫化銅經硫酸化焙燒制得硫酸銅等。
6) 堿性焙燒。以純堿、燒堿或石灰石等堿性物質為反應劑,對固體原料進行高溫處理的一種堿解過程。例如:軟錳礦與苛性鉀焙燒制取錳酸鉀;鉻鐵礦與苛性鉀焙燒制取鉻酸鉀。
7) 鈉化焙燒。在固體物料中加入適量的氯化鈉、硫酸鈉等鈉化劑,焙燒后產物為易溶于水的鈉鹽。例如:濕法提釩過程中,細磨釩渣,經磁選除鐵后,加鈉化劑在回轉窯中焙燒,渣中的三價釩氧化成五價釩。

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