金屬硫化物礦石(硫鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等)是硫酸工業(yè)和冶金工業(yè)的重要原料，浮選后的精礦(硫精礦、銅精礦、鎳精礦、鉬精礦和鋅精礦等)需要進行干燥才能進入后續(xù)的焙燒和熔煉設備。在我國，隨著大型硫鐵礦焙燒及有色金屬冶煉裝置的建設，迫切要求提高精礦干燥設備的單臺處理能力，并要求對精礦實施深度干燥。
　　1精礦的干燥特性及干燥要求
　　潮濕的硫化銅精礦一般為灰褐色，粒度約200目(74 m)。由于金屬含量較高，堆密度較大，對設備的磨損性較強。經(jīng)浮選法生產(chǎn)的精礦，其W(H2O)一般為10%一15%。當W(H2O)為10%左右時，精礦比較松散；當w(H：O)更高時，精礦比較粘。此外，精礦中的硫化物在加熱過程中易造成酸性腐蝕。
　　入爐精礦的水含量對熔煉作業(yè)有很大的影響。一般的熔煉過程要求入爐精礦W(H：O)為6%一8%，有的則要求更低，如閃速爐熔煉要求入爐銅精礦W(H：O)低于0.3%。水含量過高會造成精礦流動性差，堵塞加料斗L2]，也不利于有色金屬的熔煉。另外，熔煉作業(yè)對干燥后精礦的粒度也有一定的要求。
　　2干燥方法及設備
　　金屬硫化物精礦的干燥一般分直接干燥和間接干燥兩種方式。
　　2.1直接干燥
　　精礦的直接干燥是指在干燥過程中干燥介質與精礦發(fā)生接觸的干燥過程，如圓筒干燥和氣流干燥。直接干燥一般采用熱空氣或熱煙氣為加熱介質，根據(jù)工藝要求進行一級或二級干燥。早期，冶煉廠一般采用圓筒干燥或氣流干燥，其中氣流干燥又分二段式(鼠籠打散機+干燥管)和三段式(短圓筒干燥機+鼠籠打散機+干燥管)。這兩種方法雖然精礦處理能力較大且產(chǎn)品粒度均勻，但都存在著熱效率低、占地面積大和流程復雜的缺點。
　　此外，氣流干燥機由于垂直輸送物料，回轉窯動力消耗很高；其中的鼠籠打散機由于高速旋轉(250—300 r／rain)，轉子易磨損，檢修工作量大，一般2—3星期即需補焊一次-3]。鑒于上述原因，近些年部分廠家開始采用旋轉閃蒸干燥機來干燥某些精礦(如鉬精礦)。但旋轉閃蒸干燥機一般采用高溫氣體作為干燥介質，易形成SO：，對設備造成腐蝕，而且下部攪拌器的轉速較高，容易發(fā)生磨損。另外，旋轉閃蒸干燥機同樣存在熱效率低和處理能力小的問題。特別需要指出的是，直接干燥法普遍存在尾氣處理問題。其尾氣流量大，粉塵含量高，處理不當易造成環(huán)境污染。
　　2.2間接干燥
　　精礦的間接干燥是指在干燥過程中干燥介質不與精礦發(fā)生接觸的干燥過程，其設備有多層蒸汽盤管干燥機、盤式干燥機、槳葉干燥機和蒸汽管回轉干燥機等。間接干燥機一般采用飽和蒸汽為加熱介質，其熱效率遠高于直接干燥，且尾氣量小、粉塵含量低，因而流程相對簡單。多層蒸汽盤管干燥機是最早用來干燥精礦的間接干燥機。它由一個多盤管結構的轉子和一個固定殼體構成，精礦隨著轉子的轉動向前推進。由于精礦的磨損性較強，易發(fā)生盤管破損、護板及刮板磨損等，檢修工作十分頻繁。一般情況下，干燥機每周停機檢查一次。盤式干燥機曾用于干燥硫精砂，但出現(xiàn)了很多生產(chǎn)故障：上部幾層干燥盤上的物料結疤，物料容易從干燥盤外沿直接掉落到底盤而短路，以及耙葉易磨損造成耙桿斷裂。這些問題直接影響了干燥效果和干燥設備的正常運行，最后廠家被迫對物料進行預干燥后再將其送入盤式干燥機干燥，不但工藝流程加長，而且投資增加。另外，它的處理能力也較小。槳葉干燥機特別適合于干燥粘性及膏狀物料。根據(jù)試驗研究，槳葉干燥機對精礦的干燥效果很好，由于槳葉的自清理作用，物料基本沒有粘結情況，流動狀態(tài)良好，出口產(chǎn)品的含濕量和粒度均能滿足工業(yè)要求。但由于物料的特性，槳葉易磨損且動力消耗較大，不適用于大型裝置。蒸汽管回轉干燥機由于其節(jié)能環(huán)保，單臺處理能力大和動力消耗低等優(yōu)點，已逐漸成為精礦干燥的首選設備。下面重點介紹蒸汽管回轉干燥機.
　　3蒸汽管回轉干燥機
　　蘭州瑞德干燥技術有限公司從1992年開始進行高密度聚乙烯(HDPE)裝置蒸汽管回轉干燥機的國產(chǎn)化攻關，經(jīng)過不斷地改進和優(yōu)化，形成了自己的專利技術。該公司先后完成了大型HDPE和PTA(對精苯二甲酸)裝置蒸汽管回轉干燥機的國產(chǎn)化，并將該技術成功地應用于冶金行業(yè)濕精礦的干燥。
　　3.1結構和工作原理
　　如前所述，蒸汽管回轉干燥機是一種間接加熱型回轉干燥機，其結構如圖1所示。蒸汽管回轉干燥機主要由簡體、蒸汽管、進料螺旋、進料端密封、出料端密封、蒸汽系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和支撐件等組成。蒸汽換熱管以同心圓方式排成若干圈，布置在筒體內(nèi)，貫穿整個干燥機。干燥所需的熱量由通入換熱管內(nèi)的蒸汽提供。另外，向簡體內(nèi)通入少量載氣(空氣)，將干燥過程蒸發(fā)出來的水分攜帶到筒外。
　　3 2試驗研究
　　天華化工機械及自動化研究設計院采用蒸汽管回轉干燥機，對銅精礦的干燥進行了詳細的試驗研究。干燥機規(guī)格為00 mm X 3 500 mm，采用飽和蒸汽為加熱介質。試驗目的在于了解不同含水量物料的流動、粘結情況，以及干燥后物料的粒徑分布情況。試驗采用廠家提供的國內(nèi)外共5種原料，其W(H 0)為5%一6%。由于水含量較低，干燥過程中沒有粘壁現(xiàn)象，物料的流動性很好，產(chǎn)品能滿足閃速爐熔煉的水含量要求，但干燥前后銅精礦的粒度分布變化不大。銅精礦干燥曲線和干燥速率曲線分別見圖2和圖3。由圖2可見，停留時間在30 rain左右即可使產(chǎn)品的(H20)達到0.3%以下。
　　從試驗研究來看，蒸汽管回轉干燥機具有處理能力大和功耗低的優(yōu)勢，只要適當控制進料的濕含量就可以滿足粒度要求。如果干燥后產(chǎn)品采用氣力輸送，干燥時形成的疏松顆粒完全可以被打散，對后續(xù)設備沒有不利影響。
　　3.3干燥工藝流程
　　蒸汽管回轉干燥機以中低壓飽和蒸汽作為加熱介質，干燥溫度較低，因此不會造成精礦中硫化物的分解和氧化。銅精礦回轉干燥機的工藝流程如下：濕精礦通過螺旋進料器進入干燥機內(nèi)部，干燥機筒體具有一定的斜度，物料隨著筒體的轉動一邊翻滾向前移動，一邊與沿簡體四周布置的蒸汽管進行換熱而被干燥，干燥后的精礦經(jīng)過出料箱排出；少量載氣從出料端進入干燥機內(nèi)部，攜帶干燥過程蒸發(fā)的水分從進料端排出；經(jīng)過布袋除塵器分離除塵后，尾氣排空，收集的粉塵返回進料螺旋。該工藝具有流程簡單、設備數(shù)量少、投資低、熱效率高、粉塵及有害氣體排放量小、便于操作及維護管理等優(yōu)點。
　　3.4工業(yè)應用
　　天華化工機械及自動化研究設計院為金川公司研制的銅精礦蒸汽管回轉閃蒸干燥機規(guī)格為.2m X 17.5 m，處理能力超過100 t／h。該干燥設備應用于該公司250 kt／a銅合成爐工程，是當前國內(nèi)研制的最大規(guī)格的蒸汽管回轉干燥機，也是冶金行業(yè)第一臺與引進閃速爐配套的大型國產(chǎn)精礦干燥設備。它采用廢熱鍋爐的中低壓蒸汽作為熱源，節(jié)能效果十分明顯。自2005年9月開車以來，干燥機運行狀態(tài)良好。它的成功應用為國家節(jié)約外匯近4 000萬人民幣。2006年8月，銅陵有色金屬(集團)有限公司400 kt／a硫酸項目試車成功。此項目在國內(nèi)首次采用蒸汽管回轉噴霧干燥設備干燥硫精砂，設備規(guī)格為.4 m X 21 m，處理能力65 t／h L1。實踐證明，蒸汽管回轉干燥機非常適合對精礦進行大批量處理和深度干燥，并且具有環(huán)保和節(jié)能的優(yōu)點，值得推廣.