萤石粉烘干工艺优化的研究

马忠平，李彩妍，田 华，马立军，范彦斌，刘正锋

(宁夏盈氟金和科技有限公司，宁夏 石嘴山 753000)

0 前言

萤石，亦称氟石，主要成分氟化钙，化学式 CaF2，我国萤石矿产品主要有以下四种品种，即萤石块矿、萤(氟)石精矿、萤石粉矿和光学、雕刻萤石，而氢氟酸所用萤石粉为萤石粉精矿。目前市场上直接采购的萤石粉为湿态，其水分含量大部分为10%～15%，但氢氟酸工艺要求是萤石粉的水分在0.1%以下，因此在使用之前需要烘干方可使用。目前公司萤石粉烘干现有3条，烘干能力为15 t/h(湿态)。萤石烘干简易工艺流程图见图1。

图1 萤石粉烘干工艺流程

2020年1—12月对聚合废水槽排污量进行对比，排污量由2020年1月的16 441 t降为12月的11 315 t。改造后废水排放量明显减少，取得良好的效果。

4 经济效益

①聚合厂废气洗涤塔脱盐水补水的改造。脱盐水的改造，需改造费用2 000元，通过实施技改，节约脱盐水用量每年按8 000 h来计算，脱盐水成本按每生产1 m3脱盐水需要8元钱计，每年节约6.4万元，同时，单体厂甲醛回收塔蒸汽消耗49.4万元/年。②聚合厂叶片式过滤器操作方法的优化。过滤器切换改为由压差决定后，减少了第5步冲洗时冲洗水的用量，每两条线每天能够节约24 m3冲洗水。而泵的机封由原来的双面密封改为单面密封，减少了机封的更换，省去了机封水的用量，每天能够节省96 m3水，而且还减少了污水的处理。节约脱盐水的用量每年按8 000 h来计算，减少污水处理费用25.6万元/年。③机封水的改造。机封水一共改了6台泵，每台泵用水量按0.5 m3/h来计算，6台泵需要3 m3/h，每年按8 000 h来计算污水的费用，每处理1 t污水需要成本8元钱，节约19.2万元/年。全年总计节约费用107万元。

5 结束语

通过技术改造和管理创新，加大水资源的综合利用，节约了地下水的利用，减少了污水的排放，降低了系统脱盐水的消耗，还节约了电的消耗，降低了公司的生产成本，对同行业有很好的示范作用。

1 萤石烘干存在的问题

1.1 自动化程度低，人员劳动量大

公司现有萤石烘干系统，所有电气设备控制均采用现场就近启动[1]。在生产控制过程中，岗位人员需要根据系统温度、压力情况，来回奔波在现场实时调整设备运行参数。另外，由于输送系统采用的气力输送射流泵也为手动控制，打料需要岗位人员在现场完成，平均半小时打一罐料(4 t)，一罐料的打料时间约20 min。这样，既存在因人员监控不到位而造成工艺中断问题，又增加了员工的劳动量，造成劳动效率低。

1.2 烘干成本相对偏高

因萤石上料口偏小，导致冬天物料上冻后，上料不连续，烘干量不连续且偏低，造成烘干后萤石粉水分部分超出0.2%，影响氢氟酸的使用效果。另外，回转窑热风效率偏低，天然气耗气量大，烘干成本偏高。萤石烘干成本构成如下：用电单耗15.5kW·h，成本占比24.12%；用天然气单耗15.5 Nm3，成本占比9.00%；合计33.12%。

1.3 尾气吸收效果差

目前工艺尾气治理主要采用布袋除尘器、旋流喷淋洗涤、UV光解净化仪来处理，因萤石中夹带的腐蚀性有机物造成尾气吸收旋流塔腐蚀，堵塞尾气吸收系统，造成尾气吸收效果差，监测萤石烘干烟囱排放颗粒物为10 mg/L，且排放指标不太稳定。

2 萤石烘干工艺优化

2.1 自动化改造，提高设备运行效率

将系统需要控制的所有压力、温度参数实现集中控制，并接入DCS系统，岗位人员通过DCS界面即可实时观察并及时调整系统各参数。萤石输送系统由射流泵输送改造为刮板机输送，设备运转率大大提高[2]。

2.2 优化热风系统，提高燃烧效率

公司萤石烘干热风系统，采用天然气燃烧直接供热，原热风火焰调节通过观察火焰颜色调节，调节不精准，致使反应不充分，氮氧化物超标。为提升热效率，增加了空气及天然气流量监测，通过调节两者的流量配比，并在燃烧室断面增加3处DN100补风管，通过引风机负压将室外空气补入萤石烘干炉内，使天燃气燃烧更加充分。改造前后天然气单耗对比，见表1。

2.3 尾气工艺优化，达标排放

将原一次水喷淋吸收，改造成pH值为10的石灰乳喷淋洗涤，尾气中SO2的含量降至80 mg/m3；布袋除尘器进出口增加温度监测点，控制布袋进口温度100～120 ℃，出口温度90～100 ℃，提高了布袋除尘器的运行效率；将尾气喷淋塔由碳钢材质更换为钢衬PO材质，提高了设备的抗腐蚀能力，并在尾气喷淋塔进口管道新增DN40的石灰乳螺旋喷淋系统，降低尾气喷淋塔塔内负荷。将尾气系统优化后，经监测萤石烘干排放颗粒物≤10 mg/L，低于国家排放标准。

3 结论

萤石烘干系统经优化后，萤石烘干产量单日最高可达420 t/t，天然气单耗由改造前的20 Nm3/t降低至14 Nm3/t，电单耗由改造前的18 kW·h/t降低至12 kW·h/t，萤石烘干单位成本降低约14元/t，且烘干后萤石水分基本在0.02%左右，一定程度上优化了无水氟化氢工艺。