Лекция 11. Ап с погружной фурмой. Аусмелт

Вопрос 1. Классификация процессов.

Ксиро (Австралия) третье по распространенности в мире

Есть три технологии

1. Аусмелт

2. Айзасмелт

3. Сиросмелт

Первый пуск в Австралии маунт-айза 1987. Основа- специально разработанная фурма.

Сиросмелт отличается от айза смелт конфигурацией отвода газов

Основным элементом комплекса является погружная вертикальная сгораемая фурма. Сама печь- кирпичный цилиндрический горшок диаметром 3,5 высота 12 метров. Фурма погружена в шлак на глубину 20-30см. Через фурму подается либо воздух, либо квс или квс + природный газ. В зависимости от конструкции фурмы может быть предусмотрена подача жидкого топлива (мазут, ДТ, Нефть). Фурма многотопливная.

Продукты плавки могут после предварительного отстоя раздельно выпускаться из печи. Для этого фурму извлекают из расплава, давая возможность отстояться. Чаще используют выпуск во внешний отстойник 2. Там происходит разделение фаз, в качестве отстойника могут применяться миксера. Фурму закрепляют на подъемнике и помещают в специальное направляющее устройство, расположенное над печью в центральной ее части, для устранения перекоса фурмы. Точную установку фурмы по вертикальной оси и величину ее заглубления осуществляют подъемным механизма. По мере разрушения концевой части фурмы ее опускают и продувка ванны продолжается, фурмы меняют, когда разрушится 1 метр ее концевой части. После чего извлекают и отправляют на ремонт.

В концевой части фурмы, недеформируемой, приваривают свежие трубы.

Это вертикальное сооружение, поскольку длина фурмы 13-16 метров и вертикальный котел-утилизатор (3).

Особенность фурмы аусмелт

По внешней полости (трубе) подается окислитель. По внутренней - подается топливо. Между тубами, для окислителя установлены завихрители (реакторы). Они закручивают поток воздуха во внешней межтрубной области. Это приводит к улучшению смешения окислителя с топливом в камере смешения (концевая часть фурмы). С другой стороы к увеличению коэффициента альфа К (конвективной теплоотдачи) от наружной трубы, что повышает эффективность ее охлаждения. Снижение температуры на трубе, из-за этого на ней образуется гарнисаж. Наконечник заглубляется в расплав на 20см. После сгорания 1м фурмы ее ремонтируют.

Есть еще вариант со сложной фурмой из пяти концентрически труб. В них вместе с окислителем можно давать газ и жидкое топливо (мазут, ДТ, сырая нефть подаются по наружной межтрубной полости), так оно охлаждает корпус фурмы. По мере его прохождения он нагревается для более полного сгорания топлива.

Вертикальная фурма многоцелевого назначения.

Ее можно использовать как для продувки шлакового расплава восстановительной газовой фазой (природный газ, продукты неполного сгорания природного газа – CO,CH₄,H₂), так для организации внутрипечного обеднения шлаков, а так же продувку штейновой фазы воздухом, КВС, обеспечивая необходимую десульфуризацию расплава, так как в этом случае, наряду с сульфидами концентрата, окисляются и сульфиды штейна.

Особенность работы фурмы: работа фурмы протекает в гарниссажном режиме. По мере подачи в наружную межтрубную полость (а фурма по конструкции – труба в трубе) внешний корпус фурмы охлаждается дутьем, поэтому на нем формируется защитный слой шлакового гарниссажа порядка 1,5-2 см.

Основой гарниссажа является магнетит – более 30%.

Преимущества печи Аусмелт: простота в управлении; использование многотопливной фурмы, позволяющей обрабатывать оксидные и сульфидные расплавы восстановительным или окислитеьным факелом за счет изменения коэффициента расхода окислителя альфа; высокая степень использования кислорода дутья (более 90%), возможность создания в области фурмы высокотурбулентной жидкой ванны.

Практика работы медеплавильного завода «Шанси Хуатун Коппер Лтд», г. Хуома, Китай, по технологии Аусмелт.

Процесс был внедрен в 2002 году и через 2.5 недели достиг проектных показателей.

Проектная мощность 35-40 тыс. тонн, технология включает сушку концентрата с исходной влажности от 10% до 1-1,5%.

В качестве флюсов применяют кварцит, охлаждение плавильного агрегата осуществляется орошением кожуха оборотной водой с помощью форсунки. Более поздние решения, в т.ч. Карабаш, предполагают в области контакта корпуса с расплавом чередование кессонов и огнеупорных материалов.

Штейн из плавильной печи Аусмелт по закрытому желобу непрерывно перетекает в печь-отстойник, обогреваемый мазутом.

Шлак из отстойника 0,5 – 0,7% меди направляют на грануляцию, а штейн загружают в следующую печь Аусмелт, выполняющую роль конвертера. Возможно два варианта – когда происходит непосредственно подача жидкого штейна в агрегат, и когда штейн гранулируют, и в конвертерную печь Аусмелт загружают гранулы.

Черновая медь из конвертерной печи Аусмелт через миксер поступает на разлив. Разливочная машина имеет 56 изложниц, охлаждение слитков – водяное, с зонтами вытяжки.

Отходящие газы от плавильной печи проходят через котлы-утилизаторы, сухие электрофильтры, и смешиваются в теплоизолированном газоходе, после чего их подают в СПЦ. Работа завода полностью соответствует требованиям экологии. Фактическое содержание SO₂в трубе составляет 300-400ppm(массовых частей на миллион), при ПДК = 500.

Плавильная и конвертерная печи на этом предприятии расположены каскадом для обеспечения перелива расплава. Высота здания составляет порядка 45 метров.

Дополнительными преимуществами технологии являются эффективная утилизация серы, высокое прямое извлечение меди в черновую медь (более 90%), минимальные потери тепла т.к. аппараты герметизированы, короткий срок ввода комплекса в эксплуатацию.

Печь Аусмелт работает при переработке свинцовых концентратов, переработке никелевых концентратов, вторичного сырья цветных металлов.

Презентация 1