還原焙燒是指在還原氣氛中，使礦石或精礦中的金屬氧化物還原成金屬或該金屬的低價氧化物的焙燒過程。該焙燒過程中，要在礦石中附加細小的炭粒作還原劑。
基本介紹
- 中文名：還原焙燒
- 外文名：reducing roasting
- 條件：低於爐料熔點和還原氣氛條件
- 目的：得到低價金屬氧化物或金屬
- 化學式：MO+R=M+RO
- 學科：選礦工程
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還原焙燒反應原理
還原焙燒是在低於爐料熔點和還原氣氛條件下，使礦石中的金屬氧化物轉變為相應低價金屬氧化物或金屬的過程。金屬氧化物的還原可用下式表示：
MO+R=M+RO
式中MO——金屬氧化物；R，RO——還原劑和還原劑氧化物。
凡與氧的化學親和力比被還原金屬與氧的親和力大的物質都可作為該金屬氧化物的還原劑。金屬氧化物的標準生成自由能變數隨溫度的升高而增大，而一氧化碳的標準生成自由能變數則隨溫度的升高而顯著地降低，在較高溫度下，碳可作為許多金屬氧化物的還原劑。
焙燒用還原劑
常用的還原劑除粉煤、焦炭外，還有氣體還原劑。工業上常用的氣體還原劑有高爐煤氣、焦爐煤氣、混合煤氣和水煤氣等，它們均含有較高比例的一氧化碳和氫氣。
在900～1000℃條件下，固體碳的氣化反應CO2+C=2CO較強。用固體碳作還原劑的稱為直接還原反應，用一氧化碳作還原劑的稱為間接還原反應。還原過程中的氣相組成和還原溫度對反應有很大的影響。金屬氧化物多呈結合態存在，結合態的金屬氧化物比簡單氧化物穩定，需要較高的溫度才能還原。
焙燒工藝
還原焙燒一般由預熱和還原兩個過程組成，採用相應的預熱爐和還原爐。無論採用哪種爐型，均要求爐料水分低和有一定的粒度，還原焙燒前一般用圓筒乾燥機進行乾燥，使爐料水分含量小於4%～5%。採用流態化爐時，在預熱爐流態化料層中部側牆上裝有高壓油燒嘴，乾燥後的物料由螺旋加料器送入預熱爐的流態化層中，預熱空氣經分配板和風帽均勻鼓入爐內，在流態化層內使油燃燒並使爐料保持流態化。加熱至一定溫度的爐料通過溢流管自動流入還原爐中，在爐內被加熱至一定溫度的水煤氣所還原。還原後的焙砂經排料管和螺旋排料器送至有氣氛保護的冷卻圓筒中冷卻，冷卻後的焙砂送後續工序處理。
套用
在還原焙燒過程中，礦物原料中的金屬氧化物被還原。還原焙燒主要用於處理難選的鐵、錳、鎳、銅、錫等礦物原料。如弱磁性鐵礦石磁化焙燒，使弱磁性赤鐵礦、褐鐵礦和針鐵礦等轉變為強磁性磁鐵礦或γ-赤鐵礦，經磁選獲燒，使鎳鈷氧化物還原成金屬，用氨浸出鎳、鈷和銅，浸渣經磁選產出鐵精礦。氧化礦的硫化焙燒和錫中礦煙化也屬於還原焙燒。還原焙燒可在豎爐、流態化爐和迴轉窯等焙燒爐中進行。其中流態化爐較為先進，套用也較多。
還原焙燒目前主要用於處理難選的鐵、錳、鎳、銅、錫、銻等礦物原料。此外還用於精礦除雜質，粗精礦精選。
