在鎳精礦生產(chǎn)金屬鎳的工藝過程中，鎳精礦的干燥是一個很重要的步驟。在傳統(tǒng)的干燥工藝中往往采用以熱風作為熱源的回轉(zhuǎn)窯干燥機對鎳精礦進行干燥，但此干燥工藝存在諸多弊端：由于采用燃煤的煙道氣作為熱源直接對物料進行干燥，會使大量的煤灰進入鎳精礦中，燃燒溫度不好控制，干燥過程中會使鎳精礦燒結(jié)，并產(chǎn)生腐蝕性氣體，對設(shè)備腐蝕較大，維修費用高；煤燃燒會產(chǎn)生二氧化硫，因此增加了燃煤的費用及煙氣后處理的費用，并對環(huán)境造成了污染；由于干燥前鎳精礦含濕量大，并且干燥的熱風往往在600—700℃，造成干燥設(shè)備在使用一段時間后粘結(jié)嚴重，設(shè)備無法正常運行；由于采用高溫熱風對流干燥，干燥系統(tǒng)需要較大的鼓、引風系統(tǒng)，因此干燥系統(tǒng)電能消耗較大，整套干燥系統(tǒng)占地面積較大；回轉(zhuǎn)窯干燥熱效率低，設(shè)備產(chǎn)塵量較大，收塵系統(tǒng)投資和運行費用都較高。節(jié)能降耗是一個關(guān)系到國計民生和經(jīng)濟能否持續(xù)發(fā)展的重要問題，因此在鎳精礦的干燥中急需具有高效、節(jié)能、環(huán)保性質(zhì)的干燥設(shè)備的出現(xiàn)，并盡快實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。我公司經(jīng)和石家莊工大化工設(shè)備有限公司經(jīng)過一年多的技術(shù)攻關(guān)和工業(yè)化試驗，將新型高效節(jié)能環(huán)保型組合干燥裝置——特制螺旋干燥機和特制盤式連續(xù)干燥機成功的應(yīng)鎳精礦的干燥中。 
            

1  鎳精礦干燥流程簡介 
1．1原干燥工藝流程  
    原干燥工藝流程采用回轉(zhuǎn)窯干燥機系統(tǒng)。它是一種較傳統(tǒng)的干燥方式，被干燥的鎳精礦由回轉(zhuǎn)窯一端進入窯內(nèi)，在抄板作用下物料分散開使其與煙道氣有盡可能大的相接觸面，物料在窯內(nèi)運動過程中被加熱干燥，最后由窯另一端下部出料口排出。干燥過程所用的熱載體為500℃以上的燃煤煙道氣。  
     回轉(zhuǎn)窯干燥機干燥系統(tǒng)的缺點是電能消耗較大, 設(shè)備投資及運行費用較高, 環(huán)境污染大，且增加了燃煤的運輸、貯存及消耗。 

1.2 新干燥工藝流程 
    采用特制螺旋干燥機和特制盤式連續(xù)干燥機組合使用。由上道崗位來的含濕量22%左右的濕物料，均勻、無雜質(zhì)地進入特制螺旋干燥機進行預(yù)干燥，干燥到含水15%左右后進入特制盤式連續(xù)干燥機中進行最終干燥。干燥機內(nèi)通入表壓0.4—0.6MPa的飽和水蒸氣（余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽）進行干燥作業(yè)，物料在流動過程中完成傳熱傳質(zhì)過程，達到干燥的目的。已干物料在干燥器底部的排料口排出，從物料中逸出的濕汽通過設(shè)在特制螺旋干燥機和特制盤式連續(xù)干燥機頂部的排濕口排出。工藝流程見圖1。
            

      圖1. 新型高效節(jié)能環(huán)保型組合干燥設(shè)備干燥鎳精礦工藝流程  
                
     此流程的特點是干燥機連續(xù)工作，占地面積??；由于采用蒸汽作為熱源，利用的是潛熱，因此干燥強度大、熱效率高，使能耗大量降低；由于熱源由工藝余熱鍋爐所產(chǎn)蒸汽提供，從而節(jié)省了大量的燃煤；設(shè)備密閉工作，操作環(huán)境好，對環(huán)境無污染。
            

2 新型高效節(jié)能環(huán)保干燥設(shè)備簡介 
2.1特制螺旋干燥機 
     特制螺旋干燥機是專門針對硫精礦、鎳精礦、鋅精礦及鉛精礦等物料性質(zhì)開發(fā)的一種特制高效節(jié)能環(huán)保型干燥設(shè)備，其由夾套外殼、雙螺旋干燥輸送軸、驅(qū)動機構(gòu)、頂蓋、排濕系統(tǒng)等組成。外殼夾套和干燥輸送軸內(nèi)通入加熱介質(zhì)。濕物料從干燥機設(shè)在頂蓋上的加料口加入干燥器內(nèi)，在轉(zhuǎn)動的干燥輸送軸的推動下不斷翻滾前進，物料在運動過程中被加熱，進行傳熱傳質(zhì)完成干燥作業(yè)。根據(jù)被干燥物料的產(chǎn)量、性質(zhì)、初始及最終含水量，確定干燥面積。特制螺旋干燥機臥式工作，干燥完成后由干燥器另一端的底部出料口排出。整個干燥過程密閉操作，從物料中釋放出的水蒸氣在經(jīng)過蒸汽散熱器加熱后的熱空氣攜帶下從排濕口排出。該尾氣主要成分是水蒸氣，物料較濕，不存在被干燥產(chǎn)品的夾帶。特制螺旋干燥機干燥后的物料經(jīng)圓盤給料機進入特制盤式連續(xù)干燥機。 
            
2.2特制盤式連續(xù)干燥機 
     特制盤式連續(xù)干燥機是一種新型傳導式干燥設(shè)備，具有連續(xù)運行、密閉操作、蒸發(fā)強度大、濕度梯度分布合理、動力消耗低、占地面積小、環(huán)保等優(yōu)點。同時，其配置簡單，不需氣流干燥所必須配置的旋風除塵器，不使用熱風作為加熱介質(zhì)，因此，不會發(fā)生因熱風和粉塵分離不好隨尾氣夾帶造成的產(chǎn)品損失。盤式連續(xù)干燥機由干燥盤、耙臂、裝在耙臂上的若干耙葉、碾磙、主軸、傳動裝置、外殼等組成，中空的干燥盤內(nèi)通入加熱介質(zhì)。物料在干燥盤面上由耙葉輸送、翻動、呈阿基米德螺線軌跡運動，在運動過程中被干燥盤加熱，進行傳熱傳質(zhì)完成干燥作業(yè)，根據(jù)被干燥物料的產(chǎn)量、性質(zhì)、初始及最終含水量，確定干燥盤層數(shù)（干燥面積）。盤式連續(xù)干燥機立式工作，濕物料由頂部的加料口加入，通過每層干燥盤后由干燥機的底部排出，整個干燥過程密閉操作，從物料中釋放出的水蒸氣由引風機排入大氣，該尾氣主要成份是水蒸氣，不存在被干燥產(chǎn)品的夾帶。
            

3  新型高效節(jié)能環(huán)保干燥設(shè)備在干燥鎳精礦上的應(yīng)用特點 
a、連續(xù)運行，熱效率高。特制螺旋干燥機和特制盤式連續(xù)干燥器均以傳導傳熱方式進行干燥，干燥過程中干燥器內(nèi)只通入極少量空氣，其尾氣攜帶量很少，故其熱效率可達75%以上；
b、干燥能力大，每套干燥系統(tǒng)每小時處理鎳精礦達20多噸，滿足了鎳精礦生產(chǎn)金屬鎳生產(chǎn)線的要求。 
c、物料損失小、環(huán)境保護好。在特制螺旋干燥機干燥鎳精礦中，由于干燥后的物料含濕量較大，排出的尾氣中極少夾帶物料，環(huán)境好；在特制盤式連續(xù)干燥機干燥鎳精礦中，由于物料上進下出，物料分布也是上濕下干，且干燥尾氣流速極低（約0.1m/s）,因此物料粉塵很難浮到設(shè)備頂部，極少會被尾氣夾帶排走，不僅極少損失物料，而且不會污染環(huán)境，達到了環(huán)保的要求。 
d、物料在干燥設(shè)備中極少粘結(jié)。由于特制螺旋干燥機具有自清作用，因此物料在設(shè)備上粘結(jié)較少；經(jīng)過特制槳葉干燥機干燥后的物料粘性大部分被除掉，而特制盤式連續(xù)干燥器采用強制刮料裝置，因此物料極少會在設(shè)備上粘結(jié)。并且由于采用蒸汽傳導干燥，避免了高溫熱風干燥造成的鎳精礦被燒毀并粘結(jié)干燥設(shè)備，很好地解決了回轉(zhuǎn)窯干燥機干燥鎳精礦時物料在設(shè)備上粘結(jié)的難題。
e、物料中腐蝕性物質(zhì)對設(shè)備的腐蝕性小。由于干燥過程中腐蝕性物質(zhì)被迅速蒸發(fā)并被熱空氣迅速帶出干燥設(shè)備，因此物料中腐蝕性物質(zhì)對設(shè)備的腐蝕性小。
f、設(shè)備可調(diào)性強，物料干燥均勻可調(diào)。可通過調(diào)整設(shè)備轉(zhuǎn)速、蒸汽流量、蒸汽壓力、耙葉角度、物料加入量和盤式連續(xù)干燥機中干燥盤使用數(shù)量，能方便地調(diào)整物料干燥的效果。
g、設(shè)備密閉連續(xù)操作，工人勞動強度低。 
h、干燥介質(zhì)利用余熱鍋爐所產(chǎn)生蒸汽，從而節(jié)省了大量的燃煤，達到了能源的循環(huán)利用和環(huán)保的要求。 

4 技術(shù)經(jīng)濟分析 
     此新型高效節(jié)能環(huán)保型干燥設(shè)備經(jīng)我公司工業(yè)化試驗，已證明是優(yōu)于其他干燥設(shè)備的。表1為在每小時干燥44噸鎳精礦使用此新型高效節(jié)能環(huán)保干燥機與回轉(zhuǎn)窯干燥機的經(jīng)濟指標對比。
            

                 表1  兩種工藝干燥44t/h鎳精礦經(jīng)濟指標對比

注：1、電價按0.6元/ kWh計；煤價格按650元/t。  
     2、此新型高效節(jié)能環(huán)保型干燥機熱源利用余熱鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽，在此不計入成本。  
                
     由表1可見，對于每小時干燥44噸鎳精礦的干燥工序，使用此新型高效節(jié)能環(huán)保型干燥機比使用回轉(zhuǎn)窯干燥機年節(jié)約能耗費用約1925.568萬元，并且在環(huán)保、占地面積等方面優(yōu)于回轉(zhuǎn)窯。
            

            參考文獻: 
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            作者簡介：王福錄（1954-），男，山東省青島市人，工程師，現(xiàn)在吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司15kt/a鎳系列改造項目籌建辦任設(shè)備組組長。