книги из ГПНТБ / Лакерник, М. М. Электротермическое оборудование. (Руднотермические печи)

хих концентратов в электропечи, конвертирование штейнов в кон­ вертерах с боковым отсосом (способ Хобокен) и электролитическое рафинирование.

Применение электропечи и конвертеров с боковым отсосом позволит получать газы, содержащие 4-8$ Л?2. Газы после раздель­ ной для каждого агрегата оухой и мокрой очистки будут использо­ ваться для производства серной кислоты контактным способом.

Шихту из склада типа "бединг" будут сушить в трубчэтой пе­ чи из нержавенай стали диаметром 4,88 и длиной 24,4 и .

Высуженную шихту в количестве 1360 т/сутки будут плавить

стене. 1*8зы из электропечи в количестве 850 нм3/нин о темпера­ турой около 700°С будут охлвждать до 450°С, очищать от пыли в циклонах (к .п .д . 98$), смешивать с конвертерными гэзвми, промы­ вать 25$-ным раствором серной кислоты и направлять на производ­ ство серной кислоты в контактной установке двойного катализа.

Четыре существующих конвертера будут заменены пятью конвер­ терами с боковым отсосом. Расход воздуха составит 510 м3/нин.

будут охлаждаться в водоохлаждаемом холодильнике до 650°С, в сле­ дующем - до 480°С, после чего подвергаться очистке в циклонах и электрофильтре [ I ] .

Джезказганский горно-металлургический комбинат

На Джезказганском горно-металлургическом комбинате с 1973 г . начата эксплуатация электропечи для плавки медных концентратов.

Технологическая схема предусматривает предварительное ока­ тывание концентрата в смеси с пиритом в чашевом грануляторе, плавку полученных гранул в электропечи с получением штейна, шла­ ке и сернистого тезе и бессемерование штейне в горизонтальных конвертерах с последующим огневым и электролитическим рафиниро­ ванием черновой меди.

6 1

Для концентратов, подобных Джезказганскому, электроплввка является наиболее целесообразным способом переработки. Небольшое содержание серы исключает автогенное проведение процесса и при­ менение различного вида факельных процессов. В то же время при электроплэвке богатых кремнеземом концентратов можно получать . богатые медью штейны при бедных кислых маложелезистых шлаквх.

Хорошая герметизация электропечей позволяет получать гэзы, достаточно богатые сернистым ангидридом, для использования их в сернокислотном производстве. При этом обеспечиваются условия чистоты воздушного бассейна завода. Однако схеме Джезказганско­

го комбината следует предпочесть схему, принятую на заводе "Роншер". В голове процесса необходимо иметь обжиговую печь для

полное их использование, хорошее состояние воздушного бассейна предприятия и высокие технико-экономические показатели плавки.

Учитывая большие масштабы производства меди не Джезказган­ ском комбинате, 8 тесте возможности применения электроплзвки для концентратов Удокэнского месторождения, еще более бедных се­ рой и богатых кремнеземом, чем джезказганские, следует ожидать

значительного расширения электроплзвки для вышивки меди в СССР. Характеристика руднотермических печей медной плавки приве­

дена в табл. 13, химический состав сырья и продуктов медной плавки - в табл. 14.

Электроплавка никелевого сырья Электроплавка сульфидного медно-никелевого сырья на штейн

Крупномасштабные процессы в никель-кобальтовой промышлен­ ности применяются:

для рудной электроплзвки сульфидного медно-никелевого сырья на йтейн;

обеднения жидких конвертерных шлаков; восстановительной плавки закиси никеля на огневой и анод­

ный никель; электроплавки окисленной никелевой руды на ферроникель.

Руднэя электроплэвка сульфидного медно-никелевого сырья не штейн применяется в Канаде и полностью вытеснила отражательную и шахтную плавки в СССР.

Химизм процесса при электроплавке медно-никелевого сырья такой же, как при отражательной плавке, но теплопередача к вих-

6 5

те в электропечах кореннымобразом отличается от теплопередачи в отражательных печах. В электропечах шихта погружена в расплав­

ленный галек, нагреваемый проходящим по нему током, а также теплом микродуг, выделяемым на поверхности раздела электрод-шлак.

Шихта нагревается шлаком до температуры начала растворения части содержащихся в ней компонентов.

Основными факторами, обусловливающими скорость усвоения тепла шихтой, помимо ее свойств, являются подводимая мощность, удельный расход энергии и размер тепловоспринимзющей поверхности, погруженной в шлак.

Потребление тепла шихтой будет тем меньше, чем лучше она подготовлена, тщательнее перемешаны ее компоненты и ниже темпе­ ратуре плавления шлака. Горячая шихта требует немного меньше теп­ ла, чем холодная.

Теплообмен между шихтой и ванной зависит от разности темпе­ ратур шлака и начала шлакообразования. Кроме того, большую роль играет размер тепловоспринимающей поверхности шихты. Обычная шихта, содержащая руду, концентрат и флюсы, имеет невысокую электропроводность, прогревается медленно и на небольшую глубину. По мере растворения шихты, погруженной в шлак со стороны, обра­ щенной к электроду, сверху будут подходить новые слои шихты, находящиеся на поверхности ванны.

Шихта лежит на шлаке в виде конуса. Основание этого конуса, погруженное в шлак, по мере растворения твкже приобретает форму' конуса, и соотношение высот этих конусов зависит от насыпного веса кучи и удельного веса шлака. Чем больше насыпной вес шихты, тем легче Создать глубоко погруженную в шлак кучу с большой теп­ ловоспринимающей поверхностью. Чтобы получить глубоко погружен­ ную кучу из шихты с малым насыпным весом, ее нужно нвсыпать вы­ соко, подняв выше свод и увеличив газовый объем печи. Одновремен­ но необходимо максимально увеличить пористость шихты для увеличе­ ния ее газопроницаемости.

Как показала практика заводов СССР, во всех случаях необхо­ димо иметь шлаковую ванну (2,0-2,5 м), при которой можно добить­ ся глубокого погружения шихты в слой илвка. Попытка загружать шихту только возле электродов, в зоне максимального выделения тепле, была неудачной, так как при этом малоэлектропроводная шихта, глубоко погружаясь в шлак, изолирует электрод от шлэка, а более глубокое погружение электродов приводит к коротким замы­ каниям.

Загрузка шихты только возле стен создает откосы шихты и тепловоспринимающую поверхность, очень уделенную от электродов.

66

Перегретый шлак проходит при этом длинный путь, охлавдаясь в результате бесполезной отдачи тепла газам, своду печи и окружаю­ щему пространству. Поэтому шихту необходимо загружать так, чтобы она покрывала всю поверхность шлака и ее было достаточно возле электродов, а свежив порции ее защищали футеровку стен. На сов­ ременных печах загрузку шихты ведут через отверстия, расположен­ ные вдоль боковых стен печи, а также через отверстия, находящие­ ся недалеко от электродов, но не в кольцевое пространство вокруг электрода.. Из всей загружаемой в печь шихты 10%плавится возле стен и 905» - в околоэлектродном пространстве.

Пыль

О т грузка

Рис.23. Технологическая схема подготовки шихты и плавни на комбинате "Печенгзникель"

6 7

С учетом перечисленных условий агломерат и окатыши призна­ ются лучшим материалом для плавки в электропечах.

Необходимо также считаться с неравномерностью расплавления нижней части конуса шихты, омываемой горячим шлаком со стороны электрода. В результате верхний конус лишается опоры и оба кону­ се иногда переворачиваются. При сухой шихте это не грозит вварией. При наличии в шихте более 3$ влаги при перевертывании конуса влага попадает в расплав, происходит диссоциация воды и образую­ щийся гремучий газ, взрываясь, разрушает свод.

Тщательность подготовки шихты и правильная организация ее загрузки определяют последующие результаты плавки.

К 1961 г . в Канаде был пущен -завод "Томпсон", работающий по следующей технологической схеме: обжиг никелевого концентрата

в печах КС, плавке горячего огарка в электропечах, продувка штей­ на в конвертерах, обеднение конвертерных шлаков в электропечи и электролиз сульфидных анодов.

Обжиг концентратов ведется совместно с фдюсэми, и горячий огарок плавят в электропечах мощностью по 18000 квэ.

На рис. 23 и 24 показаны схемы подготовки шихты не комбина­ тах "Печенганикель" и "Североникель".

Комбинат "Печенганикель". В плавку поступает кусковая медно­

никелевая руда, обожженные окатыши и подсушенные флотационные концентраты.

Руда подвергается дроблению, классификации и сушке. Концентрат, подсушенный до 8-10$ влаги, из сушильного отде­

ления, где он окатывается в гранулы диаметром 6-12 мм, направля­ ется на обжиг при температуре 600-800°С. В результате термичес­ кой диссоциации высших сульфидов, последующего частичного их окисления и ошлэковэния закиси железа на поверхности окатышей образуется спеченная корочка, придающая окатышам прочность.

Обожженные окатыши подаются скипом в промежуточный бункер,

Шихта загружается в печь в виде конических куч в зоны мак­

6 9