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

книги из ГПНТБ / Добросельская, Н. Н. Использование сернистых газов на медеплавильных заводах за рубежом для производства товарных видов продукции

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.21 Mб
Скачать

Пиритный

Рис.2 1 . Схема обжига пирита и очистки обжигового газа

на комби­

 

 

нате

"Самсун":

 

 

 

 

 

I

-

бункер с пиритом; 2 -

тарельчатый питатель;

3

-

печь КС;

4

-

котел-утилизатор; 5 -

парогенератор; 6 -

емкость

с химичес­

ки очищенной водой для питания котла-утилизатора;

7

-

циклон;

8

-

сухой электрофильтр;

9 - система транспорта огарка

и пыли;

10

-

холодильник огарка;

II - склэд огзрка;

12

-

насос

или комп­

рессор; 13 - вертикальный скруббер Вентури;

14

-

шлзмоотделитель;

15

-

циркуляционный сборник промывной кислоты; 16

- колонна-разб­

рызгиватель; 17 - гвзовый холодильник; 18 -

мокрый электрофильтр

Оборотная бода

Рис.22 . Схема сушильно-абсорбционного и контактного отделения

 

 

новой сернокислотной установки на комбинате "Самсуи11:

I

-

воздушный-фильтр; 2 - сушильная башня; 3 -

погружной насос;

4

-

холодильник с разбрызгивателями; 5 - насос;

б - абсорбер;

7

-

холодилЬййк S 0 j,

охлаждаемый воздухом; 8 -

воздуходувка;

9

-

газодувкв; 10

-

система горячих теплообменников; I I - кон­

тактный аппарат;

12

- промежуточный теплообменник для охлажде­

 

 

ния контактирующего га за ; 13 - подогреватели

Шлам из промывной кислоты отделяется в отстойнике,

верхний

слив из отстойника идет на, рециркуляцию промывной жидкости.

Для рециркуляции слабой кислоты используются насосы, подаю­

щие ее к брызгалам под большим напором.

 

 

На выходе из промывного отделения установлены мощные бата­

реи мокрых электрофильтров.

 

 

Особенности переработки очищенного газа показаны на рис.22,

Для охлаждения холодильников крепкой серной кислоты, а так­

же для турбогенераторов и конденсаторов пара используется мор­

ская вода.

 

 

Управление установкой осуществляется из щитовой, с централь­

ного пульта управления.

 

 

Ниже приведены некоторые показатели при производстве сер­

ной кислоты на пиритной установке завода

"Самсун" (приведен рас­

ход на выработку I т моногидрата).

 

 

Расход пирита (с содержанием 42% S

) , т ..........................

0,86

Расход воды из системы оборотного водоснабжения (тем­

пература 25°С ), м3 ............................................................

..............

53

Расход химически очищенной воды для питания котла-

 

утилизатора, м3 ...........................................................

.......................

1 ,2

Расход электроэнергии, включая транспорт и освеще­

 

ние , квт • ч ............................................................................................

 

75

Выработка пара с давлением 40 атм, с температурой

 

450°С в расчете на I т обожженного пирита, т ...............

1 ,1

В настоящее время обжиг пирита проводится в одной печи КС (вторая еще не пущена в эксплуатацию). В связи с этим вторая нитка .промывного отделения пока не работает. Однако, как пока­ зали испытания, при работе одной печи КС мощность сернокислот­ ной установки превышает 50%. При общей проактной мощности 650 т

в сутки (21’5 тыс.т в год) производительность кислоты на введен­ ной в эксплуатацию части установки (с одной ниткой обжига и очи- * стки газа) достигает 350-360, а иногда 380 т в сутки Г 95 J .

Контактная сернокислотная установка, перерабатывающая отхо­ дящие газы взвешенной плавки на медном заводе (здесь внедрена взвешенная плавка по способу финской компании "Оутокумпу"), име­ ет производительность 365 т в сутки С 94 J .

Конструкционные материалы для изготовления холодильников

За рубежом в последние годы дня изготовления холодильников все шире начинают использовать новые конструкционные материалы.

61

Так, например, на медеплавильных заводах "Хейден" и "Хейден-Рей" (шт. Аризона, США), "Гарршд" (игг. Юта, США), а также на ряде японских заводов проблема борьбы с коррозией решается путем ши­ рокого использования полимерных материалов (тетрафгорэтилен, по­ лимерные покрытия из суенольных смол, которыми пропитывают основу

труб, выполненную из стеклоткани)

9 6 -9 9 J .

По химической стойкости полимерные материалы на основе по­ литетрафторэтилена (фторопласта) превосходят все известные мате­ риалы. Они стойки во всех минеральных кислотах любых концентра­ ций и являются прекрасным конструкционным материалом для изготов­ ления аппаратов и арматуры для химических производств.

высококачественные трубы для монтажа теплообменников постав­ ляет 'фирма "Дюпон" (США), дирма поставляет также холодильники из 'фторопласта под названием "Танкоил", в которых серная кислота ох­ лаждается в резервуарах и-образной фэрлы. Размер холодильников 3 - 7 м. Охлаждающая вода циркулирует по 3100 (фторопластовым трубкам, собранным в пакет. Охлаждающая поверхность составляет

56 - 177 м^. Эффективная длина охлаждающего элемента 900-3300 им. Теплообменники "Танкоил" используются, главным образом, для охлаждения концентрированной серной кислоты в сушильно-абсорб­ ционных отделениях сернокислотных цехов. Они надежно работают при температуре 180?С /“100-103

высокой эффективностью и компактностью отличаются спираль­

ные холодильники, изготовляемые шведской фирмой "Альфа-Лаваль" для охлаждения концентрированных кислот, служащих для орошения башен моногидратных абсорберов. Спиральные холодильники изготов­

ляются из нержавеющей стали, содержащей 18%

хрома,

13% никеля и

3-3% молибдена.■

 

 

 

 

Коэффициент теплопередачи такого

холодильника

600-

900 ккал/м^»час-град

по сравнению с коэффициентом теплопередачи

( обычных оросительных

холодильников,

едва

достигающих

200 ккал/ м^-час-град

/1 0 4 -1 0 8 /.

 

 

 

высокий коэффициент теплопередачи холодильника позволяет работать при небольших разностях температур и, следовательно, с

небольшим расходом охлаждающей воды.

Холодильник достаточно долговечен при эксплуатации в усло­ виях, когда температура кислоты на входе поддерживается, в пре­ делах не выше 95-100°С.

Охлаждающим агентом служит пресная вода, которая протекает по каналу холодильника под давлением, что исключает парообразо­ вание и выпадение в нем осадков.

ьг

Так как вода течет по единственному каналу холодильника, за ­ бивка его грязью исключается.

В исключительных случаях при необходимости канал легко очи­ щается как механическим путем, так и химическими средствами, так как после снятия обеих крышек канала он становится совершен­ но доступен для очистки с обеих сторон.

В настоящее время спиральный холодильник шведской фирмы "Альфа-Лаваль" находит широкое применение при строительстве но­ вых и реконструкции старых сернокислотных установок.

Уже в 1971 г . в страны Западной Европы фирма "Альфа-Лаваль" продала свыше 400 спиральных холодильников. Они находят сбыт че­ рез таких поставщиков, как фирмы "Лурги", "Оронтия де Нора" и "Симон Кервз".

Спиральные холодильники могут быть установлены как в верти­ кальном (занимают меньшую площадь), так и в горизонтальном поло­ жении (создаются лучшие условия работы насосов, так как они в данном случае перекачивают холодную кислоту).

Как известно [ 109, Н О / , спиральные холодильники для ох­ лаждения крепкой серной кислоты были разработаны также американ­ ской фирмой "Америкэн хъют реклайминг корпорейшн" с применением специальных сплавов в качестве конструкционных материалов.

СОЗЕШЕННАЯ РОЛЬ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНОГО СЫРЬЯ

Согласно оценкам специалистов [ III, 1 1 2 / , следует, что достигнуть 90%-ного извлечения серы из перерабатываемого сырья можно при работе медеплавильного завода по одной из схем, пред­

ставленных на рис. 23 , 24 или 25'. Из работ /

III, II2 / следует

также, что, для переоборудования одного завода

потребуется 4 0 -

45 млн.долл., из которых 18-25 млн.долл, необходимо затратить на установку водоохлаждаемых напильников на конвертеры, котловутилизаторов для конвертерных газов, на герметичные аппараты в

системе пылеулавливания, герметичные газоходы, новые мощные элек­ трофильтры, мощные скрубберы и контактную сернокислотную установ­ ку. Так, например, компания "Асарко" на заводе "Хейден" в шт.

Аризона затратила 17 млн.долл,

на строительство сернокислотной

установки производительностью

1000

т в

сутки

(используется 50 -

60% из серы, содержащейся в сырье).

Из

этой

суммы лишь третья

часть утла на строительство контактной установки. Большая часть капитальных затрат потребовалась на сооружение усовершенствован­ ной системы газоотсоса и транспортировки га за .

63

медь

 

сточных бод

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гипс

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

В хёостохранилище

 

 

 

 

В атмосферу

 

 

 

 

■Очищенный

га з

 

Шихта

 

Доочистка газа

 

Изёесткоёый скруЫер-т

Г

SO,

" Т

” '

y-s%so2

Отражательная■

 

Устаноёка AM А ---Устаноёка Асарко

печь

 

 

— 1

гаа I

-------------f-------------

г

 

 

,

I

 

Элементарная

Шлак

 

Жидкий

SO,

 

 

 

В отёал

 

 

t

 

 

Конвертеры

 

SO,

Контактная

 

Лбастобой.

 

 

■сернокислотная.

иглакТ" тМедь

 

 

цстаноёка

 

газ

 

 

 

Серная кислотат

^

выщелачивание

Рафинироёание

 

I

 

 

 

*

 

окисленных руд

---------]

 

Изоесткооый

 

 

Раазиниробанная

нейтрализатор

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2 3 . Принципиальная схема

переработки отходящих газов отра­

жательной плавки и конвертерных газов путем предварительного концентрирования сернистого ангидрида с помощью диметилэминов

(ДНА)

До 1970 г . вопросу практического применения методов борьбы с загрязнением атмосферы сернистым газом медеплавильные компа­

нии уделяли мало внимания / 8 , I I , I I I - I I 5 J . Считалось, что по­ лучать серную кислоту из слабоконцентрированных и сильно запы­ ленных газов нерентабельно. Кроме того, сказывалось отсутствие рынков сбыта кислоты в ряде промышленных районов США.

В настоящее время вступили в силу законы, обязывающие меде­ плавильные заводы к 1973-1975 г г . извлекать из перерабатываемого сырья 90% серы. За нарушение норм по выбросу сернистого газа в

атмосферу установлен

штраф- 2 2 ,2 долл, за

каждую тонну выброшен­

ной серы, который

в

1976

г .

увеличится в

10 раз / I I I , 112 7.

Как видно из

табл.

7 ,

медеплавильные компании отдают пред­

почтение новым технологическим схемам переработки медных концен­ тратов, по-зволяющим не только извлекать серу в соответствии с требованиями о предельно допустимых концентрациях двуокиси серы в атмосферном воздухе, но позволяющим также интенсифицировать процесс плавки.

64

 

 

 

 

 

В атмосферу

 

 

 

Шихта

 

 

 

Очищенный,

газ

 

 

г

И

Щ

 

 

 

 

Г

скруббер

Газоход

Оожигоёая печь КС-- »

Изёесткаёый

 

1

SO,

 

 

 

 

р -

= :

 

Отражательная

 

 

 

 

 

г

печь

 

 

 

 

 

Очищенный

газ

 

Шлак

 

 

 

 

 

 

 

 

Установка "IКоминко;

 

Установка для

 

 

 

 

 

переработки

 

 

 

 

 

шлака

В отёал

 

 

 

 

 

' И з ё е с т к о ё ь /й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с к р у б б е р

 

Конёертеры - SO,

 

 

 

 

------------------—

i-------- *

 

 

 

 

SO,

 

 

 

Отходящий газ

 

Шлак Медь

 

 

 

 

 

сернокислотной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контактная

 

 

у с т а н о ё к и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

XSостохранилище.

сернокислотная

 

 

 

 

 

 

 

установка

 

 

 

 

 

 

Рафинирование

 

 

 

 

 

<Сбыт потребителям .

 

 

 

 

Серная кислота С”

 

 

 

Рафинираёанная

 

.

I

 

*-На ёыщелачиёанае

 

 

 

 

 

 

 

медь

 

 

Нейтрализатор

 

 

 

 

 

 

сточных

ёод

 

 

 

 

 

 

 

 

Гипс

 

 

 

 

 

 

 

 

В хёостохранилище

 

 

Р и с .2 4 .

Принципиальная

схем а

переработки сернисты х

г а з о в пе­

чей КС,

отраж ательной

плавки

и конвертирования путем перера­

ботки богэты х сернисты х г а з о в

с

помощью контактной

сернокис­

лотной устан овк и и путем

применения

акм ивчно-серноки слотного

п р оц есса

"Коминко"

или

и зв ест к о в о го

п р оц есса

для очистки сл а ­

 

 

бых

г а з о в

 

 

 

 

 

внедрение новых технологических схем на зарубежных заводах осуществляется, в основном, по следующим направлениям:

использование печей кипящего слоя для обжига концентратов; непосредственная плавка медных концентратов в конвертерах

на дутье, обогащенном кислородом; взвешенная плавка концентратов на подогретом дутье и дутье,

обогащенном кислородом; плавка необожженных концентратов в электрических печах;

разработка новых непрерывных и совмещенных процессов про­ изводства меди, таких как процесс УОРКРА, Норанда майнз и др.

65

 

 

 

 

 

В атмосф еру

Ш ихта

 

 

Очищенный газ ■

Сушильная печь ■

Газ

и влага

-L-—

Газоход

 

 

 

 

Г

 

SO,

 

 

 

.Электропечь—

 

 

 

 

 

\

 

\

 

 

 

 

 

Штейн

Шлак

 

 

 

 

 

 

 

В отдал

 

 

 

 

Установка для

 

 

 

 

 

 

 

доочистки отходя -

Конвертеры _

SO,

 

 

 

щего газа сернокис-

 

 

 

-лот ной установки

 

 

 

 

" 1

г

 

Контактная

сернокис-___

Шлак

Медь

 

___ I

I

 

 

латная установка

Рафинирование

 

 

СернаяI кислота

Рафинированная

 

 

 

 

 

\ ^ С д ы т потредител)$1

 

медь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На выщелачивание

 

 

 

 

 

 

окисленных руд

 

 

 

 

 

Известковый

нейтрализатор

 

 

 

 

 

сточных

вод

 

 

 

 

 

 

Гипс

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

Хвостохранилище

Рио.2 5 .

Принципиальная схема

переработки

отходящих газов

электроплввки и конвертирования с доочисткой слабых

 

 

 

сернистых

газов

 

 

 

 

 

Обжиг в

кипящем слое

 

Учитывая, что обжиговые печи КС обладают высокой произво­ дительностью, а также позволяют получать концентрированный сер­ нистый г а з , ожидается-широкое распространение процесса обжига в кипящем слое, на многих медеплавильных заводах.

Известно,

что внедрение

обжига в печах КС на заводе "Коп-

перхилл" (США)

позволило повысить извлечение серы из перераба­

тываемого сырья с 63 до 85$

[. 136

J ,

На заводе "Люаншиа" (Замбия)

установлена печь КС для обжи­

га медных концентратов диаметром 6

,1 и , производительностью

66

------------—т

Завод ,ме-[ Кампания стонахож-1 дзние

Гарфилд Кеннекотт

(mr.iUra) коппер корпорейшн

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

7

Извлечение серы на медеплавильных заводах США

 

 

 

 

Коли­

 

Действующее

Извле­

Намечаемые изменения

Пред­

Примечание

Лите­

чество

 

пирометал-

чение

технологии в

период

пола­

 

 

ратура

перера­ лургическое

серы в

1970-1975

г г .

гаемое

 

 

 

 

баты­

 

оборудова­

1970 г .,

 

 

извле­

 

 

 

 

ваемой

 

ние

%

 

 

чение

 

 

 

 

шихты,

 

 

 

 

 

серы в

 

 

 

 

тыс.т

 

 

 

 

 

1975г.,

 

 

 

 

в год

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

S07

С отражатель­

50-60

Обжиг в печи КС. Ус­

90

Общая мощность

/ I I I ,

 

с

ные печи,

 

тановка усовершенст­

 

сернокислотных

112,

 

конвертеров

 

вованных напылышков

 

установок ( 8

пс,7

 

 

 

 

на конвертеры. Звод

 

ниток)

достиг­

117

7

 

 

 

 

восьмой технологичес­

 

нет 1300 т в

 

 

 

 

 

 

кой нитки для произ­

 

сутки.

Завод

 

 

 

 

 

 

водства серной кисло­

 

имеет парк из

 

 

 

 

 

 

ты. Доочистка газов

 

50 вагонов -

 

 

 

 

 

 

абсорбционным методом

 

цистерн

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

склад кислоты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

емкостью 35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ты с.т.

Сбыт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кислоты

- на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выщелачива­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние рудных

 

 

отвалов, ура­ новых руд и

на предприя­ тия района

ХейденГо же

331 Печь КС,

55 ■ монтаж водоохлаждае­

90

мощность про­

[ I I I ,

Рей (шт.

I

отражатель­

мых напильников на

 

изводства сер­

112,

Аризона)

3

ная печь и

конвертерах. Исполь­

 

ной кислоты'

I I8-I2Q/

1

конвертера

зование конвертерных

 

намечено уве-

 

 

 

 

 

 

 

S

Продолжение табл. 7

Завод .ме­ кампания

Коли­

действующее

Извле­ Намечаемые изменения

Пред­

Примечание

 

стонахож­

чество

пирометал-

чение

технологии в

период

пола­

 

 

дение

перера­

лургическое

серы

в

1970-1975 г г .

гаемое

 

 

баты­

оборудова­

1970

г .,

 

 

 

извле­

 

 

ваемой

ние

 

 

 

 

чение

 

 

 

шихты,

 

 

 

 

 

 

серы в

 

 

тыс.т

 

 

 

 

 

 

1975

г.,

 

 

в год

 

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

газчв

с

концентрацией

 

личить с 860

до

 

 

 

 

6,5%

S02

в

производ­

 

950 т в сутки.

 

 

 

 

стве

серной

кислоты.

 

Доочистка газа

 

 

 

 

Реконструкция газоочи­

 

известковым ме­

 

 

 

 

стных сооружений: ус­

 

тодам оформля­

 

 

 

 

тановка котла-утилиза­

 

ется так же ,как

 

 

 

 

тора,

мощных сухих

 

на японской

за­

 

 

 

 

электрофильтров. Доо­

 

воде "Онахама".

 

 

 

 

чистка газов в скруб­

 

Сбыт кислоты

-

 

 

 

 

берах извесковым ме­

 

на выщелачива­

 

 

 

 

тодом или аммиачно­

 

ние руд

 

 

 

 

 

сернокислотным мето­

 

 

 

 

 

 

 

дом

 

 

 

 

 

 

Лите­ рату­ ра

Харлей

Кеннекотт

363

2

отражатель­

Нет

Монтаж скрубберов для 85-90

Выбор абсорбци­

/ I I I ,

(шт. Ньюкоппер кор-

 

4

ных печи,

 

доочистки газов из­

 

онного способа

1127

Мексико)

порейшн

 

конвертера

 

вестковым методом ли­

 

очистки

газов

 

 

 

 

 

 

 

бо аммиачно-сернокис­

 

зависит

от

ре­

 

 

 

 

 

 

 

лотным методом

 

зультатов

полу­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

промышленных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

испытаний

 

 

Мак Гилл

То же

363

2

отражатель­

Нет

То же

85-90

То же

 

 

 

(шт.Не­

 

 

4

ных печи,

 

 

 

 

 

 

 

вада)

 

 

конвертера

 

 

 

 

 

 

 

Анаконда

Анаконда

907

Печь КС,

Менее

Замена отражательных

90

Мощность произ­ / Ш ,

(шг.Мон-

 

 

4

отражатель- ;

50%

печей электропечами

 

водства

серной

112,

тана)

Завод,

Компания

Коли­

Действующее

Извле

место­

 

чество

пирометал-

чение

нахождение

 

перера­

лургическое

серы

 

 

баты­

оборудова­

1970

 

 

ваемой

ние

су

 

 

 

 

шихты,

 

 

 

 

тыс.т

 

 

 

 

в год

 

 

 

 

 

ных печи и

 

 

 

 

6 конверте­

 

 

 

 

ров

 

Мореной

Фелпс

816

Печь КС,

Нет

(шт.Ари­ Додж

 

4 отража­

 

зона)

 

 

тельные

 

 

 

 

печи и 8

 

конверте­ ров

О}

<0

 

 

 

Продолжение табл. 7

Намечаемые изменения

Дред-

Примечание

Лите­

технологии в период

пола-

 

 

 

 

рату­

1970-1975гг.

гаемое

 

 

 

ра

 

 

извле­

 

 

 

 

 

 

чение

 

 

 

 

 

 

 

серы в

 

 

 

 

 

 

1975

г .,

 

 

 

 

 

 

О;

7

 

 

 

 

или печами для взве­

 

кислоты

увели­

L Z I J

шенной плавки на по­

 

чится

с

454 до

 

догретом дутье

(по

 

500

т

в

сутки

 

способу финской ком­

 

Для использо­

 

пании "Оутокумпу).Но­

 

вания извест­

 

вые мощные сухие элек­

 

кового метода

 

трофильтры. Новые кон­

 

доочистки га ­

 

вертеры .оборудованные

 

зов

сооружают­

 

надылышками с

водя­

 

ся печи для

 

ным охлаждением. Рас­

 

обжига извест­

 

ширение конвертерного

 

няка произво­

 

цеха (до 109 м).доочи­

 

дительностью

 

стка газов в скруббе-|

 

1400

 

т

в сутки

 

рах известковом мето-|

 

Сбыт

 

кислоты

 

дам. Расширение гидро­

 

в Батт для вы­

 

металлургической пере­

 

щелачивания

 

работки сырья с полу­

 

РУД

 

 

 

 

чением элементарной

 

 

 

 

 

 

серы.

 

 

 

 

 

 

 

модернизация газоочи­

90

Полупромышленные

стных сооружений.

 

испытания фирма

Строительство

установ­

 

"Фелпс Додж"про-

ки для концентрирова­

 

водит

совместно

 

ния сернистого

газа .

 

с Фирмой "Лсар-

 

Строительство

устано­

 

ко"

на

заводе

 

вок для производства

 

"Эль-Пасо"

 

серной кислоты и эле­

 

 

 

 

 

 

ментарной серы из кон­

I

 

 

 

 

 

центрированных газов

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ