- •Шевко в.М., Каратаева г.Е. «обжиг руд и концентратов» Учебное пособие
- •6М070900 - Металлургия
- •Содержание
- •3 Восстановительный обжиг;
- •1. Обжиг с термической диссоциацией соединений
- •1.1 Теоретические основы диссоциации карбоната кальция
- •1.2 Технология обжига известняка
- •1.2.1 Производство извести в шахтных печах
- •1.2.2 Производство извести во вращающихся печах
- •1.2.3 Производство извести в печах кипящего слоя
- •1.3 Теоретические основы и технология обжига карбонатов железа, марганца
- •1.3.1 Обжиг доломитов
- •1.3.2 Обжиг сидеритовых руд
- •1.3.3 Обжиг карбонатных марганцевых и других руд
- •1.4 Диссоциация пирита. Основы технологии термомагнитного обогащения
- •1.4.1 Термодинамика и кинетика пиротизирующего обжига пирита
- •1.4.2 Основы технологии термомагнитного обогащения
- •1.5 Дистилляционный и спекающий обжиг
- •1.5.1 Термическая отгонка соединений сурьмы
- •1.5.2 Обжиг оловянных и ртутных руд
- •1.5.3 Обжиг медеэлектролитных шламов для отгонки селена
- •2 Окислительный и сульфатизирующий обжиг
- •2.1 Теоретические и технологические основы окислительного и сульфатизирующего обжига
- •2.2 Окислительный обжиг железных концентратов
- •2.2.1Теоретические основы окисления оксидов железа
- •2.2.2 Окислительный упрочняющий обжиг окатышей
- •2.3 Обжиг сульфидного медноцинкового сырья
- •2.3.1 Обжиг сульфидного медного сырья
- •2.3.2 Обжиг сульфидного цинкового сырья
- •2.4 Обжиг сульфидных цинковых концентратов с повышенным содержанием примесей
- •2.5 Агломерирующий обжиг свинцовых концентратов
- •2.6 Обжиг редкометалльных руд и золотосодержащих продуктов
- •2.7 Обжиг оловянных концентратов
- •2.8 Обжиг медных и медно - никелевых концентратов
- •2.9 Сульфатизирующий обжиг
- •3.Восстановительный обжиг
- •3.1 Теоретические основы восстановительного обжига
- •3.2 Технология магнетизирующего обжига железных руд
- •3.3 Восстановительный обжиг окисленных никелевых руд
- •3.4 Восстановительный обжиг бокситовых, окисленных медных и титано - цирконовых руд и оловянных концентратов
- •3.5 Обжиг с получением губчатого железа
- •3.6 Производство железных порошков восстановительным обжигом
- •4. Хлорирующий и восстановительно-хлорирующий обжиг
- •4.1 Сущность хлорирующего обжига. Термодинамика процесса.
- •4.2 Кинетика хлорирующего обжига различного сырья
- •4.3 Хлорирующие агенты и их поведение в процессе обжига
- •4.4 Промышленные процессы основанные на хлорированном методе с использованием солей натрия и кальция
- •4.5 Промышленные процессы основанные на хлорированном методе с использованием хлора
- •4.6 Хлоридовозгоночный метод переработки оксидных цинковых руд
- •4.7 Хлоридовозгоночный метод переработки оксидных медных руд
- •4.8 Аппаратурное оформление хлоридовозгоночных процессов. Конденсация и улавливание продуктов обжига.
- •4.9 Сегрегационный обжиг
- •4.9.1 Сегрегационный обжиг никелевых руд
- •4.9.2 Сегрегационный обжиг медных руд
- •Литература
1.5.2 Обжиг оловянных и ртутных руд
Аналогичный процесс обжига с целью отгонки летучих компонентов применяют для ртутных и оловянных руд, руд редких и рассеянных элементов.
Основная цель обжига оловянных концентратов - удаление S и As, вносящих осложнения в последующие переделы выщелачивания, плавки и рафинирования.
As в оловянном сырье содержится, главным образом, в виде арсенопирита, a S, кроме того, - в виде пирита и пирротина. S и As при обжиге удаляются за счет термической диссоциации и окисления минералов:
2FenSn+1 = 2nFeS + S2 ↑, (4)
4FeAsS = 4FeS + AS4 ↑, (5)
4FenSn+1 + (7n + 4)·O2 = 2nFe2O3 + (4n + 4) SO2 ↑, (6)
4FeAsS + 10O2 - 2Fe2O3 + AS4O6 ↑ + 4SO2 ↑ , (7)
2FeS + 7O2 = 2Fe2O3 +4SO2 ↑. (8)
При температуре 970 К равновесное давление насыщенных паров S над пиритом и As над арсенопиритом близко к атмосферному и диссоциация этих минералов на воздухе идет с высокой скоростью. Одновременно происходит интенсивное окисление этих минералов (начинающееся уже при 620 - 670 К) и продуктов их диссоциации.
Сущность обжига ртутных руд заключается в диссоциации киновари и отгонке выделяющейся ртути: HgS = Hg + 1/2S2.
Своеобразие процесса состоит в том, что продуктом реакции в данном случае является не оксид, а металл в элементарной форме (пары). Процесс с достаточной скоростью идет при температуре 570 - 670 К. Практически обжиг ведут при температурах при 670 до 1170 К в печах трубчатых, многоподовых, муфельных и кипящего слоя. Наиболее распространен за рубежом и в СНГ обжиг в трубчатых вращающихся печах. Наружный диаметр печей 0,9 - 2,5 м, длина 11 - 36 м, толщина футеровки 120 - 130 мм.
Печи имеют небольшой уклон в сторону разгрузки и вращаются со скоростью 0,5 - 4 об/мин. Отапливаются мазутом или газом, движение газов и руды - противоточное. В наиболее горячей зоне пёчи температура газов достигает 1270 - 1470 К, руда подогревается максимально до 870 - 1120 К. При коэффициента заполнения печи обжигаемым материалом 0,05 - 0,2, расчетная продолжительность пребывания руды в печи составляет 25 - 90 мин.
Производительность трубчатых печей в зависимости от их размеров, содержания ртути в руде и крупности дробления меняется в широких пределах: от 30 до 400 т/сутки (по руде). При обжиге руд с 0,1 - 1% Hg, крупностью 40 - 75 мм, огарки содержат 0,002 - 0,01% Hg, температура их на выходе из печи 670 - 1020 К, после охлаждения в бункере печи или холодильнике до 420 - 620 К (что необходимо по технологическим и санитарным соображениям) огарки отправляют в отвал. Пылевынос при обжиге составляет 1 - 5% от массы исходной руды. При температуре обжиговых газов 570 - 720 К пыли содержат 0,1 - 0,5% Hg и могут быть возвращены на обжиг, переработаны с концентратом или подвергнуты обогащению. Для печей с мазутным отоплением расход топлива составляет 25 - 35 кг/т руды, выход печных газов 300 - 700 м3/т руды. Многоподовые печи для обжига ртутных руд имеют диаметр 3 - 8 м, число подов от 6 до 13. Обогревают печи обычно с помощью мазутных форсунок, расположенных на средних подах. Температура на этих подах составляет 870 - 1020 К, температура печных газов 570 - 690 К, огарка - до 720 К. Крупность поступающей на обжиг руды до 20 - 30 мм, производительность печей - от 100 до 450 т/сут, или 1 - 1,5 на 1м2 подов в сутки. По удельному расходу топлива многоподовые печи близки к трубчатым.
Муфельные печи, отличающиеся от обычных трубчатых непрямым нагревом обжигаемого материала и меньшими размерами, применяют только дляпереработка богатых руд и концентратов. Их недостаток - низкая производительность (10 - 100 т/сутки) и высокие эксплуатационные расходы. Максимальный размер кусков обжигаемой руды 20 - 25 мм, температура обжига 920 - 1170 К, температура технологических газов - до 820 К.
Разработан и освоен обжиг ртутных руд в кипящем слое. Исходная руда содержит около 0,1% Нg и дробится до максимальной крупности 30 - 40 мм. Нагревают руду до температуры 770 - 820 К продуктами сгорания природного газа, поступающими в печь при 1670 - 1870 К. Содержание Нg в огарке не превышает 0,001 - 0,003%. Несмотря на значительную высоту надслоевого пространства (до 4 м) и расширение печи в верхней части, пылевынос достигает 15 - 20%. Отходящие газы, имеющие температуру около 720 К и запыленность до 200 - 400 г/м3, поступают на очистку в циклоны и электрофильтры. Удельный расход природного газа 25 - 30 м3/т руды. К недостаткам печей относится высокий пылевынос, усложняющий газоочистку.