钼精矿内加热式回转窑焙烧生产氧化钼工业技术中所采用的回转窑是近几年我国钼加工行业开发出来的技术装备。它与传统的焙烧设备相比较，具有劳动强度低、单位设备产能大，焙烧回收率高，操作环境好，寿命长等优点，但同样存在焙烧产品MoO3含量相对较低，能耗高，烟气量大，烟气中SO2浓度低等不足之处。而钼精矿的焙烧是放热反应，其热力学趋势和热平衡潜力非常明显，因此应从新的角度系统分析焙烧过程的热量平衡，加强焙烧工艺和机理的联合研究，改进回转窑设计，实现热量调配，降低能源消耗，抑制其稀释效应。本文即以该主题为中心展开研究。
　　以河南某企业内热式回转窑的热工测试结果为依据，本文编制了回转窑简体的热量平衡表，了解了该回转窑的能量利用状况，找出了钼精矿焙烧过程中的不合理因素并进行了理论分析，从中得到了有价值的节能经验。
　　本文利用热重实验对钼精矿焙烧机理进行了研究，结果表明:焙烧反应失重过程主要分为四个阶段。20～200℃为预热干燥段，此阶段主要是水以及浮选油的挥发;200～400℃为扩散段，此阶段空气中的氧分子向钼精矿颗粒的表面扩散，扩散的速度取决于空气的流速和温度等;随着温度继续升高，吸附的氧与MoS2发生反应，生成物主要为MoO2，这一阶段温度范围是400～550℃左右，此阶段出现快速失重，化学反应比较剧烈，同时放出大量热量，约占到整个焙烧反应放热的85％;550～650℃，生成的MoO2继续与氧发生反应生产MoO3，在600℃左右时出现增重峰，MoO3生成过程中放出少量热量，此阶段称之为深度氧化段。在热重分析实验的基础上，用Costs-Redfern积分法和Flynn-Wall-Ozawa积分法求解了氧化焙烧过程的反应动力学参数，应用双外推法得出了钼精矿氧化焙烧的最概然机理函数，建立了焙烧反应的两阶段反应机理模型。
　　在钼精矿氧化焙烧机理实验的基础上，提出了内热式回转窑的优化设计方案，增加了窑体空气夹层换热器，这一设计有以下几个作用:1.调控反应段温度，避免反应段过热出现局部过热;2.提高焙烧气体氧含量，并且回收反应段富余热量;3.增加了窑内衬总的传热热阻。对改造后的回转窑进行热工测试，结果表明:1.回转窑改造后能够无需外加热源自动进行氧化焙烧反应，实现自热式焙烧，节能效果显著;2.出窑烟气量约减少53.5％，抑制了SO2稀释效应，使得后续制酸工艺更易于实现;3.窑表皮温度大幅降低，向外散热减少。并对自热式回转窑焙烧工艺进行了实验研究，优化了自热式回转窑的操作参数。