ЛЕКЦИЯ №13
Обжиг в кипящем слое (КС)
Сущность обжига в кипящем слое заключается в том, что через слой концентрата (шихты) продувается восходящий поток воздуха или обогащенного кислородом дутья с такой скоростью, при которой все зерна исходного материала приходят в непрерывное возвратно-поступательное движение, похожее на кипящую жидкость, что и послужило основанием для названия этого процесса.
Механизм образования кипящего слоя сводится к следующему. Если через слой сыпучего материала продувать снизу газ, слой сначала будет разрыхляться, а при определенной скорости подачи дутья приобретает основные свойства жидкости — подвижность, текучесть, способность принимать форму и объем вмещающего сосуда.
Такое состояние сыпучего материала называется псевдожидким или псевдоожиженным. Оно наступит при определенной критической скорости газового потока (Wmin), при которой подъемная сила газового потока будет равной общей
массе твердого материала.
1
Печь для обжига в КС
Печь для обжига в кипящем слое включает шахту 1 со сводом 2, под с соплами 3, воздухораспределительные камеры 4, загрузочное окно (форкамера) 5, разгрузочное устройство 6 и газоход 7. Места загрузки и разгрузки обычно располагаются на противоположных сторонах печи.
Обжиг в кипящем слое является самым высокопроизводительным процессом. Это обусловлено высокоразвитой удельной поверхностью контакта твердой и газообразной фаз. Окисление сульфидов в этих условиях идет очень интенсивно даже при небольшом избытке воздуха — всего 10—20 % сверх теоретически необходимого. При достаточно высокой герметизации печей это позволяет получать газы, содержащие до 12—14 % SО2.
Рис. Печь для обжига в кипящем слое
Отражательная печь
Основной целью плавки в отражательных печах, как и любого другого вида плавки медных концентратов на штейн, является расплавление шихты с получением двух жидких продуктов — штейна и шлака. При этом ставятся задачи как можно полнее перевести в штейн медь и ряд других ценных элементов, например благородных металлов, а пустую породу ошлаковать.
Механизм плавки в отражательной печи можно представить следующим образом. Нагрев шихты, лежащей на поверхности откосов, за счет тепла, излучаемого факелом, сопровождается сушкой материала и термической диссоциацией высших сульфидов и других неустойчивых соединений. По мере нагрева в поверхностных слоях шихтовых откосов начинают плавиться легкоплавкие составляющие шихты — сульфидные и оксидные эвтектики. Образующийся при этом первичный расплав стекает по поверхности откосов, растворяет в себе более тугоплавкие компоненты и попадает в слой шлакового расплава. С этого момента фактически начинается разделение шлаковой и штейновой фаз; капли оксидной фазы растворяются в общей массе шлака, имеющегося постоянно в печи, а
капли штейна проходят через слой шлака и образуют 3 в нижней части ванны самостоятельный слой.
Отражательная печь для плавки медных концентратов представляет собой плавильный агрегат с горизонтальным рабочим пространством.
Продуктами отражательной плавки являются:
1)штейн;
2)шлак; 3)пыль и газы.
Отражательные печи, отличаясь достаточно высокой универсальностью, могут работать на шлаках практически любого состава. Содержание шлакообразующих компонентов в промышленных шлаках этого вида плавки может изменяться в широких пределах, %: 30—46 SiО2;
32—46 FeO; до 15 СаО; до 12 А12О3. Выход
шлака по массе приблизительно превышает выход штейна в 1,1—1,5 раза. От количества получающегося шлака зависят потери с ними меди, а также расход топлива и флюсов.
Рис.Отражательная печь с подвесным подом
4
Основные технико-экономические показатели отражательной плавки:
|
Сырая шихта |
Обожженная шихта |
Удельная производительность |
3-5 |
5-8 |
печей, т/(м2-сут) |
|
|
Расход топлива (условного), |
18-22 |
14-16 |
% от твердой шихты |
|
|
Извлечение меди в штейн, % |
95-98 |
93-94 |
Основные недостатки отражательной плавки:
1)самая низкая из всех плавильных процессов удельная производительность; 2)высокий расход углеродистого топлива для плавки сульфидных материалов,
которые сами являются топливом; 3)низкий тепловой коэффициент полезного действия;
4)невозможность регулирования состава получаемых штейнов; 5)трудности использования бедных серосодержащих газов, что приводит к
загрязнению окружающей среды;
6)низкая степень комплексности использования сырья;
7)высокий расход дорогостоящих огнеупоров.
5
Спасибо за внимание!!!
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!
6