Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1223

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
12.44 Mб
Скачать

шамот. Печь без ремонта работала 6 лет, в 1952 г. была отре­ монтирована и переделана в период остановки из-за отсутствия энергии. Износа кладки не обнаружено.

С каждой продольной стороны печи имеется 5 бункеров, за­ крываемых круглыми чугунными крышками. При загрузке машинист электрокары снимает крышку, опускает течку кон­ тейнера в горловину бункера, выдвигает шибер и разгружает содержимое контейнера в бункер. Температура загружаемого

Рис. 54. Ванна электропечи мощностью 12 000 ква для плавки медных концентратов:

1 — шихта; 2 — шлак; 3 — штейн; 4 — магнетитовая настыль

в печь огарка 650—750° С и соотношение между обожженным и подсушенным концентратами равно 1 1. Над люком бункеров печи имеется вентиляция, включаемая машинистом в период вьтпрузки огарка.

Бункеры снабжены семнадцатью чугунными течками кругло­ го сечения. Течки имеют внутренние дисковые клапаны для руч­ ного регулирования количества подаваемого в печь концентрата. Пять течек расположены вблизи электродов, а двенадцать — дальше от них. При этом достигается равномерная загрузка и необходимый слой шихты на любом участке (рис. 54). Это очень важно, так как дает возможность влиять на проплав, содержа­ ние меди в шлаках и на состав штейна, поскольку концентрат расплавляется главным образом благодаря погружению его в перегретый шлак.

Энергия подается 6 самоспекающимися электродами диа­ метром 1,2 м от 6 трансформаторов по 2000 ква каждый, разби­ тыми на 3 группы. Группы соединены параллельно и питают по 2 электрода. Ток подводится к электродам посредством восьми шин сечением 325 X Ю мм, объединенных в пакет. К концам

шин присоединено 48 гибких кабелей, оканчивающихся толсто­ стенными медными трубами, охлаждаемыми «водой и прикреп­ ленными к электрододержателям.

Сила тока регулируется вручную или автоматически с пуль­ та по принципу поддержания постоянного сопротивления меж­ ду электродами и штейном в результате вертикального пере­ мещения электрода. Принятая система регулирования позволяет концентрировать тепловыделение в различных уровнях слоя шлака и сохранять защитный слой магнетита на подине под электродом' Если толщина слоя растет, электроды опускают, если уменьшается — подымают. Для контроля за оптимальной толщиной магнетита в подине печи на глубине 250 мм «под проекцией электродов «вмонтированы термопары. Температура в этой точке поддерживается на уровне 180—200° С.

Электродные щеки-зажимы ранее охлаждались холодной водой. При этом в электроде между зажимом и спеченной частью (ниже свода) образовывались пустоты, грозившие обры­ вом электрода. После подачи воды с температурой 50—60° С образование пустот прекратилось. Кроме того, при этом улуч­ шился контакт между кожухом и зажимом, что позволило ослабить затяжку зажимов и уменьшить связанную с этим де­ формацию электродов. Это способствовало улучшению уплотне­ ния между электродом и сальником свода печи. Одновременно электрические потери в этом контакте снизились с 1,5 до 0,3%.

Для выпуска шлака в торце печи имеются три летки, армиро­ ванные медными 'кессонами, и три медных желоба, охлаждае­

мых водой, два из них

попеременно

работают на грануляцию,

а третий — аварийный служит

для

выпуска шлака в мульды.

Летки расположены на высоте 1,0, 1,12 и 1,25

от пода. Жело­

ба укрыты

чугунными

плитами и вентилируются.

Шлак вы­

пускается

непрерывно

и после грануляции гидротранспортом

при отношении ж : т =

10:1 сбрасывается в море.

Производи­

тельность насоса 8000 л/мин.

Шлак

ежечасно

анализируется

на медь и кремнезем и обычно

содержит 0,32—0,36% Си и 39—

41%

Si02.

 

 

 

обращенном в конвертер­

На противоположном торце печи,

ное отделение, расположенное перпендикулярно плавильному, имеются три штейновых шпура. Один из них, расположенный ниже остальных,— аварийный, остальные два работают пооче­ редно, в течение двух недель каждый.

Штейн выпускается в ковши по мере потребности конвертер­ ного отделения. Шпуры открывают, прожигая кислородом, а закрывают с помощью «пушки». Обычно штейн содержит 36— 40% Си.

В своде печи имеются отверстия для отвода газов в коллек­ тор грушевидного сечения, находящийся в стороне от печи, >выше

свода. Дно коллектора футеровано износостойкими базальтовыми плитами и пыль из него непрерывно возвращается в -печь скребковым транспортером.

Для снижения содержания меди в шлаке на 0,1—0,2% в зо­ ну, близкую к выпуску шлака, загружают бедный медью колче­ дан, а богатые медью -продукты загружают в переднюю часть печи. При 35%-ном содержании меди в штейне в случае раз­ дельной загрузки шлак содержит 0,3% Си, при обычной загрузке содержание меди в шлаке подымается до 0,4%.

В 1952 г. в части печи,

из которой производится выпуск

шлака, был сооружен

водоохлаждаемый порог, в период рабо­

ты которого шлак содержал не более 0,2%

Си. Так как охлаж­

дающие трубы были сделаны

из

обычного

железа, порог про­

стоял всего 6 месяцев, после

чего

потребовался ремонт печи,

при котором порог не был восстановлен.

 

 

 

 

Печь

обычно

работает при

разрежении 5—6 мм вод. ет.,

и объем газов достигает 30 тыс. м3/час при

температуре 300° С.

Рабочая

мощность

10000 кет, производительность 600 т шихты

в сутки

(4,3 т/м2 пода).

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические показатели плавки.

 

 

 

 

 

Проплавлено,

тыс. /и:

 

 

 

 

 

 

 

103676

 

огарка при 700° С

 

 

 

 

 

 

 

 

сухих концентратов

 

 

 

 

 

 

101409

 

холодных оборотов

.

 

. . .

 

 

 

14393

 

Содержание в шихте меди, %

 

 

 

 

15,3

 

Получено штейна при температуре

И 12° С, тыс. m

 

 

98177,0

 

Получено шлака при температуре

1209° С,

тыс. m

 

 

185620,0

 

Расход электроэнергии, квт-ч/ш шихты

.

 

 

394

 

Израсходовано рабочей силы на 1

т шихты, чел-час.

 

0,276

Состав штейна и шлака

приведен в табл. 21.

 

 

 

 

 

Состав штейна и шлака

 

Т а б л и ц а

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание. %

 

 

 

 

Продукт

Си

Fe

N1

S

Zn

Pb

As

Si02 FeO

CaO-f-

Au

A*r

 

+ MgO

Al?Oe e/m

г/т

Штейн

35,6

30,2 0,4

24,6

5,4

2,7

0,3

38,1 37,8

5,2

30,5

339

Шлак

0,38

0,03

0,8

4,1

0,5

 

8,1

 

В Болгарской Народной Республике на заводе в Пирдоне медный концентрат после обжига в кипящем слое подвергается плавке в электропечи. Электропечь имеет длину 8 м, ширину 3,8 м й высоту 4 м при площади ванны 30 м2. Кладка подины и стен — из магнезита, свода — из шамота и жаростойкого бето на. По длинным сторонам печи имеется 10 загрузочных от­ верстий.

Питание печи током производится от трансформатора мощ­ ностью 3500 ква при напряжении от 90 до 178 в через три само­

стоятельных

самоспекающихся электрода

диаметром

700 мм.

Суточный

проплав составляет 184 г,

что соответствует

6 т/м2 в сутки при удельном расходе энергии 393 квт-ч/т.

Шихту загружают в печь при температуре 450—500° С. Шлак

содержит 40—42% ЗЮг, 42% FeO и 7% СаО + MgO.

Штейн

содержит 36% Си. Глубина шлакового слоя 1,8—2 ж, штейново-

го слоя 0,6 м. Десульфуризация

три плавке составляет 20%

и

газы, содержащие 2,5—3% сернистого ангидрида, совместно

с

богатым газом от конвертеров

направляют на производство

серной кислоты. В связи е загрузкой

мелкого, пылящего огарка

из печи для обжига в кипящем

слое

при

тлавке происходит

большой .вынос пыли, достигающий 3% от веса загрузки.

Для переработки

медных

концентратов

рудника Килямба

в Уганде (Северная

Родезия)

установлена

электропечь мощ­

ностью 5000 кет. Печь трехэлектродная, длиной 13,5 ж, шириной 5,34 ж, производительностью 9000 т меди в год [261].

Установка печи позволила успешно перерабатывать конвер­ терные шлаки с разрушением содержащихся в них ферритов и заметно уменьшить выход газов, сократив объем пылеулавли­ вающей аппаратуры, и получать серную кислоту три минималь­ ных затратах.

Об исследованиях в лабораторном масштабе плавки медных концентратов Алтая сообщает И. И. Кершанский [262]. Концен­ траты перед плавкой окатывали в чашевом грануляторе до зерен размерами 10—15 мм. В состав перерабатываемой шихты помимо концентратов входили кварцевый песок, клинкер от вельцевания кеков и до 40% по весу оборотных конвертерных шлаков (табл. 22). О выходе продуктов плавки и распределении между ними металлов можно судить по данным табл. 23.

При добавке в шихту 20% по .весу клинкера, содержавшего 25% С, что определило содержание в шихте 2,7% С, плавка про­ текала без осложнений. При этом в штейне и шлаке оставалось не более 35% цинка из шихты, основная его часть переходила в возгоны. Штейн при этом получался беднее медью и богаче железом. Дальнейшее увеличение количества клинкера в шихте приводило к образованию настылей в печи и нарушало ход

плавки.

При плавке концентратов, обожженных предварительно до содержания 13% S, в составе шихты, составленной из 100 ч. ога.рка, 16 ч. конвертерного шлака, 16 ч. клинкера и 27 ч. квар­ цевой руды (на штейн с 40% Си И шлак е 40% ЭЮг), был по­ лучен штейн с содержанием 40% Си, 5% РЬ и 5% Zn при 23% Fe. Цинка в штейн перешло 20% (30% перешло в шлак и 50% — в возгоны), меди 96% и свинца 70%.

Т а б л и ц а 22

Компоненты

Состав шихты медной

электроплавки

 

 

Содержа­ компо­ние нентов.%

Си РЬ Zn

Fe

S

sio2

CaO

A I2O3 MgO

 

 

Примерное содержание, %

 

Рудная шихта

 

45,7

23

1,6

8,9

23,8

32,5

5,4

0,1

0,4

2,4

Беловский концентрат

6,4

23

5,1

12,6

21,9

31,4

1,6

0,7

0,9

Березовский

концент­

19,7

20

1,9

Н ,7

22

31

5,9

0,6

0,2

1,7

рат

 

кон-

20,5

20

11,3 13,5

17,5

28,8

3,1

0,8

0,6

1,5

Золотушинский

ттаиФПпФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

центрат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4

Зыряновский

концент­

7,7

12

3,6

2,8

32,1

33

5,2

0,5

0,8

рат

 

кон­

 

0,4

0,2

1,2

 

84,6

Лениногорский

центрат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

Кварцевый песок

3

М

4,2

23,8

8,2

17

1

Клинкер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оборотный

20—78

4

3,2

9,8

42,3

2,8

18,7

1,1

_

0,2

конвертер­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный шлак

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

23

Выход продуктов и распределение между ними металлов

 

 

 

 

при плавке алтайских медных концентратов,

%

 

 

Выход Продукты % от веса

шихты

Штейн

70

Шлак

22,1

Пыль

1,2

Медь

Свинец

 

Цинк

Железо

содержа­ ние

распреде­ ление

содержа­ ние

распреде­ ление

содержа­ ние

распреде­ ление

содержа­ ние

распреде­ ление

22

99

4

82

10

76

32

85

0,27

1

0,55

3

6

13

19

15

15

15

42

11

Шлак содержал 0,73% Си и 5% Zn и не мог считаться от­ вальным. Расход флюсов составил 26%. Полученные результа­ ты не позволяют усмотреть существенных преимуществ плавки обожженной шихты.

Степень десульфуризации при плавке необожженной шихты близка к 25%, она увеличивалась с добавкой конвертерного шлака и уменьшалась с ростом в шихте количества клинкера. Степень десульфуризации при плавке обожженной шихты со­ ставляет 13%.

Максимальное извлечение золота и серебра в штейн получе­ но при плавке необожженной шихты, в особенности в присутст-

вии содержащегося в клинкере восстановителя. При этом поте­ ри в шлаке составили: золота 0,9%, серебра 0,5%. В пыль перешло не 'более 0,03% каждого из этих металлов. При плавке огарка потери золота и серебра в шлаке достигли 6% и в пыли

0,6- 0,7% .

Проведенные опыты показали возможность и целесообраз­ ность электроплавки необожженных медных концентратов, со­ держащих 20% и более меди в смеси с конвертерным шлаком и клинкером. При этом получаются отвальные шлаки и в штейн извлекается около 99% Си, 82% РЬ и 76% Zn. Извлечение меди при плавке обожженной шихты несколько ниже и шлак значи­ тельно богаче.

Плавка гранул успешно протекала

при содержании в них

до 9% влаги.

Десульфуризация

при

плавке необожженных

концентратов

составляла до 25%

и преимущественно

происхо­

дила за счет термического разложения

халькопирита.

Добавка

углерода снижала десульфуризацию и способствовала уменьше­ нию потерь металлов со шлаками.

При

бессемеровании штейна и переработке

конвертерных

шлаков

медь весьма

полно

извлекается в

черновой

металл,

свинец — в (пыли конвертерного передела

и

цинк — в пыли

электропечи.

что

плавка

сульфидных

железистых

Выше указывалось,

медных

концентратов

производится

главным

образом

в отра­

жательных печах. Преимущества электроплавки перед этим процессом не столь велики, чтобы они определили необходи­ мость немедленного отказа от старой технологии и переоборудования заводов на электроплавку.

Видимо, в первую очередь при строительстве новых заводов будут выбирать наивыгоднейший процесс и с учетом конкрет­ ных условий принимать ту или иную технологию.

В этой связи особый интерес представляют условия плавки медных концентратов, полученных из руд с кремнистой вмещаю­

щей породой, концентратов

тугоплавких, содержащих

много

кремнезема.

 

таких

концентратов излагается

ниже.2

Опыт электроплавки

2. ПЛАВКА КРЕМНИСТОГО МЕДНОГО КОНЦЕНТРАТА

 

Плавке

подвергали

концентрат,

содержащий

28—38% Си,

2—4% РЬ,

1—4% Zn,

6—8% Fe,

12—18% S,

20—34%

SiO?,

4% Alg03 и около 2,5% суммы окислов кальция и магния. Лабораторные исследования проводил К. В. Сушков [263

266], полупромышленные испытания в печи 150 ква — автор с сотрудниками [267], описываемые исследования проводил И. И. Кершанский в полупромышленном масштабе.

Высушенный концентрат транспортировали к расходному бункеру. Газы из сушильного 'барабана очищали от-пыли в мокром циклоне и кек направляли на сушку. Конвертерный шлак и известняк после взвешивания дробили в щековой и вал­ ковой дробилках и загружали в бункеры.

Порцию сухого концентрата загружали из бункера в кюбель, в который в необходимом количестве добавляли конвертерный шлак и известняк. Кюбель с шихтой мостовым краном подавали к одному из 6 бункеров электропечи, расположенных по длин­ ным ее -сторонам. Шихту загружали в печь через свод плунжер­ ными питателями непрерывного действия, установленными под каждым бункером.

Печь прямоугольная, размером 2,55 X 1,3 ж (F = 3,3 ж2),

трехфазная, мощностью 500 ква.

уровне -расплава динасовым,

Стальной кожух футерован на

выше расплава — магнезитовым

кирпичом. Толщина кладки

460 жж, пространство между кладкой и кожухом заполнено ди­ атомовым кирпичом, шамотной набивкой и аобокартонохм. Арочный овод выложен шамотным кирпичом толщиной 300 жж. В своде имеется шесть отверстий диаметром 200 жж для за­ грузки шихты и три отверстия диаметром 300 жж для электро­

дов. Кроме того, имеются

два малых отверстия диаметром

60 жж для замера глубины ванны и температуры в печи.

Для выпуска штейна в боковой стене печи предусмотрены

два шпуровых отверстия

диаметром 30 жж, расположенных на

высоте 80 и 120 жж от подины. Шпур для выпуска шлака распо­ ложен в торцевой стене на высоте -550 жж от подины.

Кожух орошается водой, а штейновые шпуры защищены во­ доохлаждаемыми медными кессонами. Газы по кессонированному газоходу поступают таким же способом в охлаждаемую камеру, в которой дожигается окись углерода и осаждается грубая пыль. Пыль из камеры удаляется проложенными по ее дну шнеками. Из камеры газы направляются в рукавный фильтр

и после очистки выбрасываются в атмосферу.

 

 

Печь питается

электроэнергией от трехфазного трансформа­

тора типа ЭПТЦН-5600/6,

имеющего 49 ступеней

напряжения.

Напряжение -при холостом ходе 6000/120 У з — 30

в.

Электроды графитированные диаметром 250 жж с распадом

750 жж. Перемещаются они

с помощью электролебедок, а про­

ход их через свод

герметизирован гидравлическим

уплотни­

тельным устройством.

 

 

 

Характеристика исходных продуктов

 

Концентрат содержал

около 50% классов

мельче 0,1 мм

и 45% классов от 0,1 до 0,2. На все классы крупнее 0,2 мм при­ ходилось только 5% концентрата.

Через сито минус 10 мм (проходило 30% конвертерного шлака, 62% известняка и весь «кексик.

Медь, -свинец и цинк представлены в концентрате в виде сульфидов. Конвертерный шлак содержал, %: 3—13 Си, 4—10 РЬ, 3—8 Zn, 27—35 Fe, 0,3—4 S, 22—34 Si02, 1 A120 3 и от

2 до 3,5 суммы

окислов

кальция и

магния. В конвертерном

шлаке

первого

периода

содержатся

магнетит, цинковистый

фаялит

и силикатное стекло. Шлак

включает капли штейна

и меди, на долю которой приходится 2/3 общего содержания ме­ ди в шлаке. Свинец входит в -состав силикатного стекла. Кон­ вертерные шлаки второго периода богаты медью, находящейся в окисленном состоянии и в виде металла. Анализ фазового -со­

става шлаков

подтвердил

необходимость

применения

при

плавке кокса для восстановления свинца, меди и магнетита.

 

 

Сушка концентрата

 

 

 

 

Поступающие

на завод

концентраты содержали

10—15%

влаги и высушивались в 'барабане

до содержания

ее 2—4%.

При этих условиях пылеобразование

было

незначительным и

подача шихты в печь -не вызывала затруднений.

на

уровне

Температуру

в топке барабана

поддерживали

280—340° С. Производительность

барабана

составляла 4 т!час

при расходе мазута 25—30 кг на 1 тконцентрата. При этом

без­

возвратные потери с выхлопными газами в среднем составляли 3,5 кг/час пыли, а пыль, уловленная в -сухом и мокром циклонах, содержала 36—38% Си, 3—7% РЬ, 2—4% Zn, 5—9% Ре, 16— 20% S, 18—22% Si02 и 2—3% С и по составу мало отличалась от концентрата.

Плавка концентратов с известняком и конвертерным шлаком

Плавку проводили при линейном напряжении на электродах 290 в, силе тока 1300 а, глубине ванны около 1000 м и заглубле­ нии электродов около 475 мм. В шихту вводили 20% конвертер­ ных шлаков, 12% известняка и 0,5% коксика.

Продукты плавки выпускали перегретыми — шлак при 1320—1380° С, штейн при 1100—1150° С. Расход электроэнергии составил 560 квт-ч и электродов 2,2—2,75 кг на 1 тшихты. Удельная производительность печи по шихте составила 6,6 т/м2 в сутки (5,0 т/м2— по концентрату). При этом удельная мощ­ ность равнялась 150 ква/м2. Простои составили около 1,5% календарного времени. Баланс металлов приведен в табл. 24.

Выход штейна составил 65%

и шлака 55%, а пыли из камеры

и рукавного фильтра 4,5%

от

веса концентрата. Штейн содер­

жал 50% Си, 6% РЬ и 5%

Zn и в него было извлечено около

9 М. М. Лакерник

95% Си, 84% РЬ и 65% Zn. Пыль, помимо металлов, содержала

до 15% Si02, 2% СаО и

2% А120 3. В пыль перешло 4%

Си,

8,5% РЬ и 10% Zn.

выход пыли связан с малым подсво­

Сравнительно высокий

довым пространством в печи и плавкой мелкого материала.

 

 

Т а б л и ц а

24

Выход продуктов плавки и распределение межДу ними компонентов, %

Продукт плавки

Выход про­ дуктов. %

Медь

содержа­ ние

распреде- , ление

Свинец

Цинк

Железо

Сера

 

 

 

 

 

 

 

|

содержа­ ние

распределе!гие

содержа­ ние

распреде­ ление

содержа­ ние

распреде­ ление

содержа­ ние

распреде­ ление

Загружено

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Концентрат

 

100

33,24 96,3

3,52 69,8

3,83 71,2

7,2

 

50,8 16,38 97,8

Конвертерный шлак

20,5

6,20

3,7

7,41 30,2

7,55 28,8 33,2

 

47,9

1,78

2,2

Известняк

 

11,8

1,56

1,3

Кокс

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получено

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Штейн

 

65,1

50,21 94,74 6,46 84

5,2

65,0 13,37 61,4 23,89 95,2

Шлак

 

55,5

0,35

0,56 0,50

5,5

2,17 22,8

9,28 36,3

Пыль камерная

2,5

33,26

2,9

9,06

5,5

9,17

5,8

7,92

1,5 17,01

2,7

Пыль фильтров

 

2,0

30,4

1,8

9,88

5,0 14,28

6,4

5,81

0,8 17,6

2,1

Шлак содержал от 0,2 до 0,5% Си, от 0,3 до 0,8% РЬ и от 1,3

до 3,2% Zn. Кроме того, шлак содержал 10% Ре,

до 14% СаО,

53—59%

Si02, 6%

А120 3 и

1,6% MgO.

Потери

металлов

со

шлаком

весьма

малы и

не

превышают

0,6% Си,

5,4%

РЬ

и 22% Zn.

 

 

 

 

при

условиях

слабовосстанови­

Степень десульфуризации

тельной атмосферы в печи крайне мала и близка к 2%.

 

 

 

Распределение благородных металлов, редких

 

 

 

 

 

и рассеянных элементов

 

 

 

 

 

Анализ сырья и продуктов плавки показал, что в штейн

из­

влекается 95% Ag, в пыль

его переходит около 5% и в шлак

0,5% при содержании в нем 3,6 г/г Ag.

 

Re и 0,03%

Cd рас­

При содержании

в концентрате

0,002%

пределение этих

металлов по продуктам

плавки

характери­

зуется данными, приведенными в табл. 25.

 

 

 

 

 

 

Основная часть

рения и кадмия переходит в штейн, около

30% этих металлов

переходит в пыль и ничтожное количество

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]