книги из ГПНТБ / Добыча и переработка серных руд Роздольского месторождения

вагоны. При взламывании серы в блоке и ее перекидке происходит частичное дробление серы (некоторая ее часть измельчается до пылевидного состояния). Так получается комовая сера. Продолжи­ тельность и скорость подачи расплавленной серы на площадку зави­ сят от принятой технологии складирования и определяются высотой блока и допустимым приростом толщины слоя на

площадке.

Необходимая полезная пло­ щадь склада может быть опре­ делена по формуле

Технологической необходи­ мостью определяется двухблоч­ ная организация работы скла­ да — один блок находится под заливом серы, другой — под охлаждением, рыхлением и от­ грузкой. Когда сера направ­ ляется на первый блок, второй блок, залитый серой, должен охладиться (примерно в течение двух суток, в зависимости от фактического прироста толщины слоя серы на площадке), затем вся сера взрыхляется и отгру­ жается, а площадка подготав­ ливается для приема расплав­ ленной серы.

Такая организация работы склада требует минимальной произ­ водственной площади и, в условиях действующего производства, обеспечивает быстрое застывание серы за счет снижения толщины прироста слоя серы на заливаемой площадке. Однако двухблочная организация работы склада требует производить отгрузку всей про­ дукции серы циклически, т. е. с перерывами отгрузки на время охлаждения серы. Кроме того, затрудняется организация ремонта

Кристаллизатор погружен на 5 мм в расплав серы и вращается со скоростью 8—10 об/мин. Сера, застывшая на его поверхности слоем толщиной 0,5—2 мм, срезается ножом и в виде чешуек подается лен­ точным конвейером на склад готовой продукции. Температура серы 40—00° С. Температура воды на входе в кристаллизатор 15° С, на выходе из кристаллизатора 30° С. Производительность кристал­ лизатора прямо пропорциональна диаметру барабана, ширине его

рости вращения барабана толщина чешуи уменьшается, так как сокращается время соприкосновения холодной поверхности барабана с горячей серой, что способствует образованию большого количества крошки и неоднородности чешуи по величине. Объемный вес чешуированной серы составляет 0,95—1,0 т/м3, естественный угол откоса 35°.

По данным Волжского серного комбината, где организовано произ­ водство чепіуированной серы, барабанный кристаллизатор ( 0 1,4 м, длина 1,7 м, скорость вращения 10 об/мин, мощность на валу 5 квт) обеспечивает производительность 2,3—3,0 т/ч серы при толщине слоя чешуи 2—3 мм, т. е. достигается удельная производительность кристаллизатора 400 кг/ч-м2.

Для полного съема с барабана чешуированной серы необходимо, чтобы его поверхность была гладкой и во время эксплуатации не подвергалась коррозии. В противном случае образовавшиеся рако­ вины заполняются твердой серой, что ухудшает ее теплоотдачу и снижает производительность кристаллизатора. Смачивание водой поверхности барабана перед его соприкосновением с жидкой серой создает хорошие условия для полного съема твердой серы и увели­ чивает производительность кристаллизатора. При съеме с барабана серы могут возникнуть на его поверхности скопления статического электричества (твердая сера обладает большим электрическим сопро­ тивлением), поэтому кристаллизатор должен быть надежно заземлен.

Основные недостатки данного производства чешуированной серы— низкая производительность основного оборудования, получаемая сера хрупкая, при погрузке и разгрузке ее образуется значитель­ ное количество мелочи и пыли.

Производство серы в виде отливок сводится к заполнению спе­ циальных форм серой с последующим ее охлаждением. Застывание и охлаждение таких отливок происходит очень медленно. Отливки разрушаются при погрузочно-разгрузочных операциях. Разливоч­ ные машины сложны в эксплуатации и малопроизводительны.

§ 3 . Г Р А Н У Л И Р О В А Н Н А Я С Е Р А

Г р а н у л и р о в а н и е с е р ы п р о и з в о д я т в с п е ц и а л ь н ы х у с т р о й с т в а х , г д е р а с п л а в л е н н а я с е р а д р о б и т с я н а к а п л и , о х л а ж д а е т с я в о з д у х о м и л и в о д о й и з а с т ы в а е т в в и д е г р а н у л , р а з м е р к о т о р ы х з а в и с и т о т т и п а г р а н у л и р у ю щ е г о у с т р о й с т в а и п р и н я т о й т е х н о л о г и и г р а н у л и ­

рования. Оптимальная величина гранул: при воздушном охлажде­ нии 0,5—3 мм, при водяном 3,0—10 мм. Гранулированная сера практически свободна от пыли, что создает хорошие условия для ее складирования, погрузки и переработки. Перевозить гранулирован­ ную серу можно любым транспортом, погрузка и разгрузка ее легко механизируется. Организация производства сравнительно однород­ ных по величине гранул серы дает возможность сжигать их на серно­ кислотных заводах без предварительного расплавления. Это еще одно достоинство гранулированной серы перед всеми другими твер­ дыми товарными ее видами.

Существенным преимуществом гранулированной серы перед жидкой является отсутствие необходимости в специальной железно­ дорожной таре с холостыми пробегами порожняка, а также в боль­ шей безопасности хранения и перевозок готовой продукции. Строи­ тельство гранулирующих установок и складов для хранения серы не требует больших капитальных затрат и в короткий срок окупается в результате сокращения потерь серы, снижения трудоемкости эксплуатации складского хозяйства и сохранения качества готовой продукции.

Рассмотрим основные из известных методов производства гра­ нулированной серы.

В о з д у ш н о е г р а н у л и р о в а н и е . Расплавленная сера насосами подается в верхнюю часть башенной грануляционной установки. Здесь сера дробится на капли, которые по мере прохожде­

Грануляционные устройства могут быть форсуночные, центро­ бежные и другие. На Тарнобжегском серном комбинате (ПНР) применяется устройство, состоящее из двух труб, приваренных одна к другой в виде опрокинутой буквы «Г». Вертикальная труба, на­ полняемая серой на постоянную высоту, равную 1 м, создает необхо­ димый гидростатический напор, горизонтальная перфорированная труба с отверстиями диаметром 0,8 мм является диспергатором серы. Производительность 1 м перфорированной трубы 250 кг/ч. Высота башни 40 м. Данная грануляционная установка обеспечивает полу­ чение гранулированной серы с шаровидными и равномерными по крупности гранулами диаметром не свыше 2 мм. Такие размеры гра­ нул оптимальны для сжигания гранулированной серы на серно­

чивается насосом в гранулятор по кольцевому трубопроводу и раз­ брызгивается форсунками. Процесс грануляции происходит в турбу­ лентном потоке воды (с добавлением специальных реагентов), вво­ димой в гранулятор под напором. Гранулятор снабжен мешалкой.

Гранулированная сера вместе с водой разгружается через шлюзо­ вый затвор в конусном дне гранулятора и поступает на виброгрохот для отделения готовых гранул от мелочи и воды. С виброгрохота

ляет собой вертикальную камеру квадратного сечения с пирамидаль­ ным днищем с углом при основании 60°. К днищу подведены трубы, через которые вводятся воздух, вода и жидкая сера. В результате

Методы гранулирования серы, несмотря на кажущуюся их про­ стоту, имеют ряд недостатков. Процесс воздушной грануляции требует больших капиталовложений, при водной грануляции тре­ буется сушка готовой продукции, а процесс грануляции серы в ки­ пящем слое сравнительно сложен. Тем не менее производство грану­ лированной серы по сравнению с производством жидкой серы не требует строительства специальных ее хранилищ и наличия парка цистерн, обеспечивает более дешевую перевозку из-за отсутствия холостых пробегов порожняка. Кроме того, гранулированная сера более безопасна при хранении и перевозках. Как показали расчеты

Рис. 66. Схема установки для гранулирования серы в кипящем слое:

1 — сборник жидкой серы; 2 — мешалка; 3 — насос; 4 — шлюзовые затворы; 5 — гранулятор; 6 — грохот; 7 — конвейер; 8 — элеватор; 9 — бункер; 10 — циклон; 1 1 — вентилятор

§ 4. ЖИДКАЯ СЕРА

За последние годы за рубежом интенсивно внедряются хранение и транспортировка серы в жидком состоянии. Быстрый переход от поставки твердой серы к поставкам жидкой серы вызван непре­ рывно возрастающим спросом именно на жидкую серу. Затраты тепла, расходуемые на поддержание серы в расплавленном состоя­ нии, значительно меньше, чем при расплавлении серы у потребителя. Ликвидация крупных складов комовой серы позволяет высвободить значительные производственные площадки, снизить потери и исклю­ чить увлажнение серы. Кроме того, организация хранения и транс­ портировки жидкой серы гарантирует от попадания загрязнений в серу и образования серной пыли. Значительное количество жидкой серы транспортируется в железнодорожных цистернах и баржах с паровым обогревом. Стандартная цистерна емкостью 60 т должна иметь змеевик поверхностью около 35 м2. Материал цистерн и змее­ виков для обогрева — обычная сталь. Снаружи цистерны изоли­ руются стекловолокном. На современных баржах емкостью 2,5 тыс. т и более устроены цилиндрические резервуары, расположенные ниже палубы, их наружная изоляция из стекловолокна достигает 10 см.

На такой барже можно перевозить при обратном рейсе груз на па­ лубе. Баржи для перевозки жидкой серы, как правило, имеют змее­ вики для подогрева серы во время транспортировки или по прибытии на место назначения, а также насосы для разгрузки серы. Разгру­ зочные трубопроводы снабжены паровыми рубашками с шарнир­ ными соединениями, позволяющими приспосабливаться к соответ­ ствующим изменениям уровня воды у причалов. На небольшие рас­ стояния жидкая сера успешно перевозится в автоцистернах емкостью от 14 до 20 т. На складах и перевалочных базах жидкая сера хра­ нится в специально оборудованных резервуарах.

Хранение и перевозка серы в жидком состоянии осуществляется и на Роздольском горно-химическом комбинате. Экономическая целе­ сообразность этого мероприятия определяется в первую очередь расстоянием транспортировки серы. Переход на использование жидкой серы требует больших затрат на приобретение парка спе­ циальных цистерн для ее перевозки и строительства хранилищ. Расчеты, выполненные проектными институтами, установили, что при стоимости цистерны менее 19 тыс. руб. производство и приме­ нение серы в жидком состоянии более выгодно по сравнению с хра­ нением транспортировкой и использованием комовой серы. Про­ веденный анализ этих расчетов свидетельствует о том, что эффектив­ ность применения и перевозки жидкой серы можно значительно повысить. Перевозку серы в жидком состоянии целесообразно произ­ водить только предприятиям, находящимся от серного производства на расстоянии до 800 км. В этом случае потребность в цистернах резко уменьшается и перевозка жидкой серы будет экономически выгодна при стоимости цистерны от 25 до 20 тыс. руб.

Г л а в а XIII

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА СЕРЫ

ИУТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛА

§1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ДЛЯ НУЖД

СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Основными отходами производства серы являются хвосты фло­ тации серных руд. Их количество на Роздольском горно-химиче­ ском комбинате составляет более 5 млн. тонн в год. По своему хими­ ческому составу хвосты флотации представляют собой измельчен­ ные минералы пустой породы, содержащие от 3 до 10% серы.

Примерный состав их в процентах представляется в следующем виде:

Гранулометрический состав хвостов флотации и распределение серы по классам приведены в табл. 49.

Пульпа хвостов флотации при Т : Ж = 1 : 9 перекачивается в хвостохранилище, где происходит обезвоживание хвостов. Более круп­ ные частицы хвостов оседают в зоне их выпуска из коллектора, а более тонкие частицы распределяются по всей площади хвосто­ хранилища.

После двух—трехкратной перекидки экскаватором более крупные классы обезвоженных хвостов отгружались в качестве удобрений колхозам и совхозам для известкования кислых почв. С 1963 по 1970 гг. комбинатом отгружено сельскому хозяйству таких удобрений

по эффективности действия не уступают известнякам. Это подтвер­ ждается данными табл. 51.

В настоящее время на комбинате закончено строительство и введен в эксплуатацию цех по производству известняковых удоб­ рений. Последние перерабатываются по новой технологической схеме, обеспечивающей улучшение их качества.

Хвосты флотации подаются в гидроциклоны, где происходит клас­ сификация их по классу < 0,074 мм. Слив гидроциклонов (класс < 0,074 мм) направляется в хвостохранилище, а пески влажно­ стью 40% — на фильтрование в вакуум-фильтры с внутренней фильтрующей поверхностью. Осадок фильтров, представляющий собой известняковое удобрение, конвейером подается на погрузку в ж.-д. вагоны или складируется в штабель. Для снижения содер­ жания серы в хвостах—удобрениях при флотации серной руды предусматривается внедрение доизмельчения промпродуктов.

С вводом нового цеха по производству известняковых удобрений выпускаемые комбинатом удобрения будут соответствовать требо­ ваниям Межреспубликанских технических условий МРТУ —6—12— 6—66: содержание суммы кальция и магния в пересчете на СаО не менее 75%, содержание серы не более 6%, содержание влаги не более 14%, остаток на сите с размером сторон ячеек в свету 2 мм— отсутствие, 1 мм — не более 10%.

С освоением мощности нового цеха комбинат обеспечит произ­ водство и отгрузку сельскому хозяйству для известкования кислых почв 1 млн. т известняковых удобрений в год. Большое зна­ чение имеет также использование отходов комбината для произ­ водства цемента. Работники Южгипроцемента уже провели предва­ рительные исследования по производству портландцемента из хво­ стов флотации. Проведены работы по использованию хвостов для производства сульфатированного глиноземисто-ферритового цемента [37]. Установлено, что хвосты флотации вполне пригодны для