DOC《硫酸常压强化浸出红土镍矿新工艺研究》

6 无水硫酸镁的热分解 6.1 硫磺还原热分解无水硫酸镁 无水硫酸镁与元素硫在750~850 ℃下还原焙烧[7],可以产出MgO及SO2.文献[8]报道,将无水硫酸镁放置在石英管内,隔绝空气通入CO在800 ℃马弗炉煅烧2 h,可以获得转化率大于99%的活性氧化镁和SO

2、SO3.因此,只要具备还原剂(元素硫、天然气、煤气、单纯的CO)和800 ℃的条件,不管是隔绝空气还是有空气参与的情况下,都可以热分解无水硫酸镁.由于硫磺反应后的产物可以制备硫酸,正好用于红土矿的浸出,多余部分还可以外销,真空回转窑又具有自主知识产权,因此决定采用硫磺做热源和还原剂,在常压下用真空回转窑隔绝空气热分解无水硫酸镁. 6.2 加料方式与开炉方法的确定 熔融硫磺的沸点是444.6 ℃,着火点363 ℃[9].熔融硫磺在150 ℃的黏度为0.006

6 Pa・s,187 ℃时升高到93 Pa・s.加入的无水硫酸镁的温度是550 ℃,正常运转时真空回转窑内的温度是800 ℃.因此,正确的加料方式是正常运行的关键.如果从窑尾加入无水硫酸镁和硫磺,那么硫磺刚一加入马上就挥发进入烟道;

如果无水硫酸镁从窑尾加入,硫磺从窑头加入,则加入的硫磺还没来得及反应完就会随氧化镁或者尚未分解的无水硫酸镁从窑头一起排出去.这两种加料方式都不可能使硫磺与无水硫酸镁充分接触进行完全反应;

采用无水硫酸镁与硫磺混料的方法加入,也因为无水硫酸镁具有550 ℃的高温而行不通.只有分别将无水硫酸镁和硫磺都从窑头加入,与热分解产生的SO2和活性氧化镁一起从窑头流向窑尾,这样就会使无水硫酸镁和硫磺及其硫蒸气有充分接触的机会,进行充分的反应.无水硫酸镁和硫磺都分别从窑头而且越过窑头罩,深入窑体内加入的另一个优点是窑头罩的温度比较低.另外输送硫磺的螺旋加料机的保温层要加厚,不然会使硫磺在螺旋机内熔融结块. 由于硫磺的着火点是363 ℃,隔绝空气的真空回转窑内既没有外来空气中的氧,也未达到MgSO4分解温度,所以硫只能生成硫蒸气而不能着火.解决的办法是:第

一、通过热风管引进热风炉的高温风,将常压真空回转窑的空窑温度加热到800 ℃才开始加料,将550 ℃的无水硫酸镁和常温的硫磺同时分别加入,二者产生的反应会导致窑内温度产生波动,这可以由窑外的温度调控室自动调节进风温度,将窑内温度稳定在800 ℃,保证MgSO4热分解.第

二、先加料,同时打开进风阀门进热风,点燃硫磺,并且将窑内温度升高到800 ℃后关闭进风阀门,进入隔绝空气的正常生产. 6.3 真空回转窑热分解无水硫酸镁的优点 因为隔绝了空气,没有空气中的水分进入回转窑内,从而保证不会使SO3吸水生成硫酸而腐蚀设备;

而且也没有过量的氧气进入回转窑内,从而也保证了已经生成的SO2不会被再次氧化成SO3,还不会消耗过多的硫磺. 真空回转窑维持微负压操作,正常运转时不会让空气进入回转窑.如果制酸系统的抽风机出了故障而停机,真空回转窑会马上转变为微正压操作,既不会倒灌空气燃烧过量加入的硫磺,也不会在热分解系统泄漏SO2污染环境. 为对付加入的黏性物料,真空回转窑在加料螺旋机的出口安装有风叶高速旋转的牛角扇[10],如果有物料结块或结团,也会将其切碎打散,一出口就遇高温立即发生反应. 真空回转窑窑尾罩是椭圆形,一端安装上升烟道,烟气到顶时水平转向进入另一端的旋风收尘器[11],沉降尘和旋风尘都落回窑尾罩,然后直接返回回转窑. 因为硫蒸气不能来回倒转,为保证窑内硫酸镁在快速翻动和来回运走时也能充分接触硫蒸气,所以需要加入过量硫磺让硫蒸气总是充满窑内空间.由于烟气的温度达到800 ℃,烟道还有保温,烟道内的温度远远超过硫磺的沸点,所以硫蒸气不会在烟道壁冷凝而堵死烟道,SO2和硫蒸气从椭圆形窑尾罩的旋风收尘器出来,进入风冷凝转鼓收尘室[12],控制转鼓的表面温度小于100 ℃,硫蒸气就会冷凝成粉状附在转鼓表面,被刮刀刮下,经过双料桶的逆流风冷却至常温,密封装入产品桶,仍然返回使用.SO2烟气从转鼓室出来进入制酸系统.