在鎳精礦生產金屬鎳的工藝過程中，鎳精礦的干燥是一個很重要的步驟。在傳統的干燥工藝中往往采用以熱風作為熱源的回轉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，并產生腐蝕性氣體，對設備腐蝕較大，維修費用高；煤燃燒會產生二氧化硫，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℃，造成干燥設備在使用一段時間后粘結嚴重，設備無法正常運行；由于采用高溫熱風對流干燥，干燥系統需要較大的鼓、引風系統，因此干燥系統電能消耗較大，整套干燥系統占地面積較大；回轉窯干燥熱效率低，設備產塵量較大，收塵系統投資和運行費用都較高。節能降耗是一個關系到國計民生和經濟能否持續發展的重要問題，因此在鎳精礦的干燥中急需具有高效、節能、環保性質的干燥設備的出現，并盡快實現工業化應用。我公司經和石家莊工大化工設備有限公司經過一年多的技術攻關和工業化試驗，將新型高效節能環保型組合干燥裝置——特制螺旋干燥機和特制盤式連續干燥機成功的應鎳精礦的干燥中。 
            

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窯干燥機系統。它是一種較傳統的干燥方式，被干燥的鎳精礦由回轉窯一端進入窯內，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。  
     回轉窯干燥機干燥系統的缺點是電能消耗較大, 設備投資及運行費用較高, 環境污染大，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、無雜質地進入特制螺旋干燥機進行預干燥，干燥到含水15%左右后進入特制盤式連續干燥機中進行最終干燥。干燥機內通入表壓0.4—0.6MPa的飽和水蒸氣（余熱鍋爐產生的蒸汽）進行干燥作業，物料在流動過程中完成傳熱傳質過程，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在特制螺旋干燥機和特制盤式連續干燥機頂部的排濕口排出。工藝流程見圖1。
            

      圖1. 新型高效節能環保型組合干燥設備干燥鎳精礦工藝流程  
                
     此流程的特點是干燥機連續工作，占地面積小；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蒸汽提供，從而節省了大量的燃煤；設備密閉工作，操作環境好，對環境無污染。
            

2 新型高效節能環保干燥設備簡介 
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開發的一種特制高效節能環保型干燥設備，其由夾套外殼、雙螺旋干燥輸送軸、驅動機構、頂蓋、排濕系統等組成。外殼夾套和干燥輸送軸內通入加熱介質。濕物料從干燥機設在頂蓋上的加料口加入干燥器內，在轉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，進行傳熱傳質完成干燥作業。根據被干燥物料的產量、性質、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，不存在被干燥產品的夾帶。特制螺旋干燥機干燥后的物料經圓盤給料機進入特制盤式連續干燥機。 
            
2.2特制盤式連續干燥機 
     特制盤式連續干燥機是一種新型傳導式干燥設備，具有連續運行、密閉操作、蒸發強度大、濕度梯度分布合理、動力消耗低、占地面積小、環保等優點。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，因此，不會發生因熱風和粉塵分離不好隨尾氣夾帶造成的產品損失。盤式連續干燥機由干燥盤、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，中空的干燥盤內通入加熱介質。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，進行傳熱傳質完成干燥作業，根據被干燥物料的產量、性質、初始及最終含水量，確定干燥盤層數（干燥面積）。盤式連續干燥機立式工作，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，不存在被干燥產品的夾帶。
            

3  新型高效節能環保干燥設備在干燥鎳精礦上的應用特點 
a、連續運行，熱效率高。特制螺旋干燥機和特制盤式連續干燥器均以傳導傳熱方式進行干燥，干燥過程中干燥器內只通入極少量空氣，其尾氣攜帶量很少，故其熱效率可達75%以上；
b、干燥能力大，每套干燥系統每小時處理鎳精礦達20多噸，滿足了鎳精礦生產金屬鎳生產線的要求。 
c、物料損失小、環境保護好。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，環境好；在特制盤式連續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，而且不會污染環境，達到了環保的要求。 
d、物料在干燥設備中極少粘結。由于特制螺旋干燥機具有自清作用，因此物料在設備上粘結較少；經過特制槳葉干燥機干燥后的物料粘性大部分被除掉，而特制盤式連續干燥器采用強制刮料裝置，因此物料極少會在設備上粘結。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干燥設備，很好地解決了回轉窯干燥機干燥鎳精礦時物料在設備上粘結的難題。
e、物料中腐蝕性物質對設備的腐蝕性小。由于干燥過程中腐蝕性物質被迅速蒸發并被熱空氣迅速帶出干燥設備，因此物料中腐蝕性物質對設備的腐蝕性小。
f、設備可調性強，物料干燥均勻可調?？赏ㄟ^調整設備轉速、蒸汽流量、蒸汽壓力、耙葉角度、物料加入量和盤式連續干燥機中干燥盤使用數量，能方便地調整物料干燥的效果。
g、設備密閉連續操作，工人勞動強度低。 
h、干燥介質利用余熱鍋爐所產生蒸汽，從而節省了大量的燃煤，達到了能源的循環利用和環保的要求。 

4 技術經濟分析 
     此新型高效節能環保型干燥設備經我公司工業化試驗，已證明是優于其他干燥設備的。表1為在每小時干燥44噸鎳精礦使用此新型高效節能環保干燥機與回轉窯干燥機的經濟指標對比。
            

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

注：1、電價按0.6元/ kWh計；煤價格按650元/t。  
     2、此新型高效節能環保型干燥機熱源利用余熱鍋爐所產生的蒸汽，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，使用此新型高效節能環保型干燥機比使用回轉窯干燥機年節約能耗費用約1925.568萬元，并且在環保、占地面積等方面優于回轉窯。
            

            參考文獻: 
            [1]姚玉英，黃鳳廉，陳常貴，等.化工原理（下冊）[M].天津:天津科學技術出版社，1997.295－301. 
            [2]徐彥國，李青春，項擁軍，等.硫鐵礦生產硫酸中新型干燥設備的研究與開發[J].無機鹽工業，2005，37（2）：55－56. 
            [3]潘永康，王喜忠，劉相東.現代干燥技術[M].北京:化學工業出版社，1998.147－177. 
            [4]時鈞，汪家鼎，余國琮，等.化學工程手冊（上冊）[M].北京:化學工業出版社，1996.17.22－17.25. 

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