本發明提供了一種氧化錳礦流態化還原裝置及方法，所述裝置包括還原焙燒單元、燃燒單元和流態化冷卻單元；所述流態化冷卻單元包括間接式流態化冷卻器；所述間接式流態化冷卻器內設有熱管；所述還原焙燒單元的固體出口與間接式流態化冷卻器的熱源入口相連，所述間接式流態化冷卻器上設有流化氣入口和流化氣出口，所述還原焙燒單元的氣體出口與燃燒單元的入口相連。本發明通過間接式流態化冷卻器的設置，提高了該裝置的冷卻能力以及冷卻效率，簡化了工藝流程，節省了設備成本，同時充分利用了系統的余熱，余熱利用率均達到88％以上，具有較好的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于化工冶金技術領域，具體涉及一種氧化錳礦流態化還原裝置及方法。

背景技術

硫酸錳是電解金屬錳的原料。錳鹽還是農業上重要微量元素肥料之一，可促進作物生長，增加產量。傳統方法采用碳酸錳礦與酸反應制得錳鹽，但目前我國的碳酸錳礦資源供不應求，已開始使用氧化錳礦制備得到錳鹽。自然界中氧化錳礦主要以MnO₂、Mn₂O₃及其水合物的形式存在，它們與酸的反應能力較差，導致錳鹽難以獲得。因此，想要獲得錳鹽，需要先將MnO₂、Mn₂O₃及其水合物還原為氧化亞錳，再與酸反應制得錳鹽。

氧化錳礦還原的方法主要有反射爐還原法、回轉窯還原法、豎爐還原法和流態化還原法等，其中流態化還原法因具有節能、產品質量均勻和生產效率高等優點，被認為是最高效的氧化錳礦還原方法。

CN 102363837A公開了一種粉狀氧化錳礦流態化低溫還原裝置及還原方法，所述裝置包括自上而下連接的進料單元、預熱單元、還原焙燒單元以及冷卻單元；還原焙燒單元連接有燃燒室；燃燒室連接于預熱單元下方。所述還原方法將還原過程產生的尾氣進入燃燒室中，與補充煤氣、空氣燃燒形成煙氣；煙氣與粉狀氧化錳礦逆流換熱。該方法沒有利用排出系統的還原礦的顯熱，只適合于較低品位的氧化錳礦原料。

CN 104911334A公開了一種高品位二氧化錳礦流態化還原的系統及方法，該裝置主要由料倉、螺旋加料器、進料閥、流化床反應器、流化床反應器換熱管、出料閥、文丘里煤氣預熱器、預熱煤氣旋風分離器、煤氣旋風預熱器、還原礦冷卻器、文丘里粉體預熱器、一級旋風分離器、二級旋風分離器、三級旋風分離器和廢熱鍋爐按照既定組合形成；該方法適用于全錳品位35～45％的高品位二氧化錳礦，還原溫度為600～700℃，還原反應時間為20～35分鐘。該方法的不足之處在于：1)還原爐內設置換熱器，使得流化床還原爐結構復雜；2)還原爐內物料濃度較高，在換熱器表面容易形成隔熱層，不利于換熱；3)還原尾氣中殘余煤氣成分未說明如何利用。

綜上所述，如何提供一種新的高品位氧化錳礦流態化還原裝置及方法，充分利用余熱的同時降低成本，簡化設備流程，成為當前亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種氧化錳礦流態化還原裝置及方法，所述裝置簡化了工藝流程，通過對固體產物進行流態化冷卻，使固體產物達到溫度要求的同時充分利用系統余熱，降低能耗與成本，具有較好的工業應用前景。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種氧化錳礦流態化還原裝置，所述裝置包括還原焙燒單元、燃燒單元和流態化冷卻單元；所述流態化冷卻單元包括間接式流態化冷卻器；所述間接式流態化冷卻器內設有熱管；

所述還原焙燒單元的固體出口與間接式流態化冷卻器的熱源入口相連，所述間接式流態化冷卻器上設有流化氣入口和流化氣出口，所述還原焙燒單元的氣體出口與燃燒單元的入口相連。