Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Окислительный обжиг концентратов

31.01.2020

Наиболее широко распространен окислительный обжиг различных сульфидных концентратов: медных, свинцовых, цинковых, молибденовых и др. Такой обжиг ведется для частичного или полного окисления сульфидов и снижения при этом содержания серы в обжигаемом материале до требуемых технологическими условиями пределов.

Окисление сульфидов сопровождается выделением тепла, и если концентрат нагрет до некоторой необходимой температуры, пределы которой различны для разных материалов, то в дальнейшем происходит самопроизвольное загорание соседних частиц, и процесс обжига протекает без дополнительной затраты тепла извне.

Температура, при которой начинается такое горение, называется температурой воспламенения. Она зависит от природы сульфидов и крупности их зерен, что хорошо видно по данным табл. 6.
Окислительный обжиг концентратов

Легче всего загораются частицы пирита, а так как медные концентраты всегда богаче пиритом, чем свинцовые, цинковые и другие, то они обычно обжигаются без дополнительного расхода топлива. Цинковые же концентраты, в которых преобладает трудно загорающийся сульфид цинка, всегда требуют при обжиге более высокой температуры.

Окисление простых сульфидов и паров серы может быть представлено следующими уравнениями:

2MeS + SO2 = 2 MeO + 2SO2;

S2 + 2О2 = 2SО2;

4FeS + 7O2 = 2Fe20g + 4S02;

Cu2S + 2О2 = 2CuO + SO2;

2ZnS + 3О2 = 2ZnO + 2SО2.


В результате обжига образуются окислы металлов и сернистый газ, который частично окисляется избыточным кислородом до SO3.

2SО2 + O2 = 2SO3.


Повышенная концентрация SO2 в газах и низкая температура обжига способствуют протеканию этой реакции.

Помимо перечисленных реакций, взаимодействуют между собой и твердые составляющие концентрата:

10Fe2O3 + FeS = 7Fe3О4 + SO2;

6CuO + FeS = 3Cu2O + SO2 + FeO.


Подготовка руд к переработке
Кислотные окислы SiCb, Fe2O3, SO3 реагируют с основными окислами FeO, MgO, CaO, Cu2O и другими, образуя соли типа ферритов MeО*Fe2O3, силикатов MeО*SiO2, сульфатов MeО*SO3. Эти реакции из-за несовершенства контакта, медленности протекания и несоответствия стехиометрических соотношений протекают частично, поэтому в продуктах обжига встречаются и исходные вещества и конечные продукты этих реакций.

Часть компонентов концентрата в условиях обжига улетучивается и концентрируется в улавливаемых пылях. Так, мышьяк и сурьма в виде трехокисей частично удаляются с газами; при обжиге цинковых концентратов свинец и кадмий возгоняются, из полученных возгонов они затем относительно легко извлекаются, а получающийся цинк становится чище и легче рафинируется.

Степень возгонки тех или иных металлов при обжиге регулируется характером атмосферы в печи и температурой.

Температура в обжиговых печах, работающих без подтопки, зависит от содержания серы в концентрате, количества обжигаемого в единицу времени концентрата и количества поступающего в печь воздуха. С повышением температуры производительность печей возрастает, однако рост температуры ограничивается необходимостью предотвращения расплавления легкоплавких частей концентрата и их комкования.

При обжиге медных концентратов температуру обычно не поднимают выше 850°, добавляя к концентрату флюсы, препятствующие спеканию отдельных его частиц. Вводить флюсы перед обжигом целесообразно еще и потому, что это способствует лучшему их перемешиванию с концентратом, подсушке их и разложению содержащихся в них углекислых соединений.

При обжиге цинковых концентратов, протекающем при более высокой температуре, чем обжиг медных концентратов, тепла от сгорания сульфидов цинка не хватает, и в обжиговые печи приходится вводить дополнительное тепло за счет сжигания в печном пространстве мазута или горючих газов.

В зависимости от состава цинковых концентратов и последующей схемы переработки, их обжигают при температуре 750—850° или 900—950°.

До последнего времени наиболее широко распространена для обжига многоподовая печь с механическим перегребанием (рис. 54).

Печь этого типа представляет собой вертикально поставленный цилиндр из листовой стали толщиной 12—16 мм, диаметром около 6,5 м и высотой 10—12 м; стены его футерованы шамотным кирпичом. По высоте печь разделена купольными подами из шамотного кирпича, расположенными на расстоянии 0,5 м один от другого; обычно делают 8, 10 или 12 подов и нумеруют их, начиная с верхнего. Верхний открытый под, не включающийся в общий счет, служит для подсушки материала.

Через центр печи вертикально проходит пустотелый вал, несущий на себе гребкодержатели, на которых крепятся лопаткообразные гребки. Гребки служат для перемещения концентрата в печи во время обжига. Нижний конец вала опирается на подпятник. Несколько выше места опоры на вал насажено зубчатое колесо, ведомое через редуктор электромотором со скоростью 2—3 об/мин.; скорость вращения может регулироваться числом оборотов мотора.

На каждом поду установлено по два гребкодержателя. Гребки крепятся к ним под некоторым углом, в результате чего перемешивают и одновременно перемещают материал по подам: на одних подах от периферии к центру, на других — от центра к периферии. Концентрат, загруженный на периферию подсушивающего пода, проходит через печь, пересыпаясь с одного пода на другой.

Воздух, необходимый для окисления сульфидов, засасывается в печь через окна с дверцами, помещающиеся на каждом поду. Газы и воздух движутся навстречу концентрату, снизу вверх, проходя зигзагообразный путь, и удаляются через газоход, расположенный выше первого пода печи.

Гребкодержателя изготовлены из жароупорного чугуна и охлаждаются воздухом. Показанный на рис. 55 гребкодержатель состоит из двух концентрически установленных труб. Внешняя имеет один заглушенный конец и несет на себе гребки, по внутренней трубе в полость гребкодержателя подается охлаждающий воздух, который удаляется либо в пространство полого вала, либо непосредственно в печь.

Отходящие из печи газы уносят с пылью от 5 до 15% обжигаемого материала. Пыль улавливается циклонами и электрофильтрами, в результате чего безвозвратные ее потери не превышают 0,5%.

Производительность обжиговых печей колеблется в широких пределах, зависящих от требуемой степени обжига, состава концентратов и т. д.

Механическое перегребание концентрата на подах печи было крупным успехом по сравнению с ручным перегребанием, но оно все же не обеспечивает необходимой интенсивности обжига.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: