книги из ГПНТБ / Пирометаллургия меди Л. М. Газарян. 1960- 13 Мб

ство типа трубы Вентури. Оно создает дополнительное сопротив­

ление, препятствующее попаданию углевоздушной смеси в пат­ рубок вторичного воздуха.

Расплавленный шлак, подлежащий фьюмингованию, залива­ ют в печь ковшом (емкостью до 9 Л13) по желобу через спе­ циально предусмотренное для этого загрузочное окно. Шлак по­ сле продувки выпускают в ковш и отвозят в отвал на шлаковозе или гранулируют.

Уголь измельчают в шаровых или молотковых мельницах с

непрерывным удалением угольной пыли воздухом, подогретым

до 70—90°. Таким образом, одновременно с измельчением уголь

и сушится.

На впервые применяющихся установках измельченная уголь­ ная пыль осаждалась в циклонах и рукавных фильтрах, после че­

го подавалась в бункеры, откуда шнековым питателем или ин­

жектором направлялась в трубопровод, по которому сжатым воздухом транспортировалась к фурмам печи. На установках, пущенных в эксплуатацию в последние годы, угольная пыль не­ прерывно, по мере ее измельчения, выносится подогретым воз­

духом из шаровой мельницы и сразу, без промежуточного бун­ керования, транспортируется по трубопроводам к фурмам. Пре­ дусматривается специальное устройство, обеспечивающее равно­ мерное распределение углевоздушной смеси между всеми фур­

мами. Упругость воздуха перед мельницами зависит от упруго­

сти углевоздушной смеси у фурм и составляет 0,70—0,90 ати. На каждую печь устанавливается несколько мельниц.

Газы, образующиеся при продувке шлака, в момент выхода из шлаковой ванны содержат окись углерода, пары цинка и ча­

стицы несгоревшего углерода.

Пары цинка, окиси углерода и частицы угля сгорают в ка­

мере дожигания (в начале отводящего борова). Этот участок кессонирован и охлаждается водой.

Газы после охлаждения до 90° направляются в рукавные фильтры для улавливания окислов и других соединений цинка, свинца и т. д. Свойства пыли не допускают применения электро­ фильтра.

Отходящие газы покидают камеру дожигания при 1200—

1300° и направляются под котлы-утилизаторы, которые произ­ водят пар высокого давления. Температура газов после выхода из-под котлов колеблется в пределах 120—360°. Очень горячие газы дополнительно охлаждаются в трубчатых охладителях и, кроме того, перед фильтрами температура газа регулируется ав­

томатически (газ разбавляется холодным воздухом). На каж­ дый килограмм сожженного угля вырабатывается пара до 7—

7,8 кг. В табл. 65 приводятся данные о работе ряда фыоминг-. установок.

^3

св

я

S

ХЭ

Н

Основные параметры установок для фьюмингования шлаков

16 Л. М. Газарян

242 Использование отходов медеплавильных заводов

Основные операции при фьюминговании шлаков следующие:

1)заливка в печь расплавленного шлака;

2)продувка шлака углевоздушной смесью;

3)загрузка холодных присадок;

4)продолжение продувки шлака;

5)выпуск шлака;

6)подготовка печи к приему новой порции расплавленного

шлака.

Режимы работы фьюминговых печей на действующих заводах

Основные параметры режима: продолжительность и интен­ сивность продувки, соотношение угля и воздуха в углевоздуш­

ной смеси, удельный расход угля, количество холодных приса­ док, состав и тонкость помола угольной пыли, температура дутья и обогащение его кислородом, температура и глубина шлаковой ва'нны зависят от технологического режима и соста­

ва перерабатываемого шлака.

Основные реакции при фьюминговании следующие:

во вторую очередь идут реакции восстановления цинка газами:

Прямое восстановление цинка углеродом, по-видимому, про­ исходит около фурм, где имеется еще не сгоревшая угольная

основным восстановителем цинка из шлака — углерод или окись углерода. Известно, что продувка угольной пылью с повышен­ ным содержанием летучих дает лучшие результаты; предпола­ гается, что этому способствует водород.

Кроме основных реакций восстановления цинка из силика­ тов шлака, в процессе продувки идут также второстепенные

реакции. Большая часть свинца и часть цинка отгоняется в фор­ ме сульфидов; отгоняются также редкие и рассеянные металлы.

Содержание основных компонентов шлака (CaO, FeO, AI2O3, SiO2) оказывает влияние на скорость отгонки цинка.

Потребляемое в процессе отгонки цинка топливо служит од-

Как следует из этих данных, при неполновесных садках сни­ жается скорость возгона цинка, а расход угля на 1 кг цинка увеличивается: в первом случае составляет 9,14 кг, во втором —

8 кг.

На действующих заводах работают со слоем шлака над фур­ мами в пределах 700—1100 мм. Чем глубже ванна шлака, тем лучше используется угольная пыль и меньше удельный ее расход.

На результаты процесса влияет тонкость помола угольной пыли: чем тоньше помол, тем полнее протекают все химические

80—82%. Содержание влаги в пыли не должно превышать 1%.

При крупном помоле часть углерода не успевает прореагиро­

вать за короткий период пребывания его в шлаковой ванне. Присутствие в угле летучих оказывает положительное влия­

ние на ход процесса, поэтому применяют уголь с содержанием 20—38% летучих. Зольность и теплотворность углей имеют меньшее значение, поэтому применение высококачественных уг­ лей не обязательно.

Холодные присадки снижают температуру шлаковой ванны,

отчего повышается расход угля, требуется увеличение продолжи­ тельности продувки и, следовательно, снижается производитель­ ность печи. Кроме того, требуется более длительный период ра­ боты с повышенным содержанием воздуха в углевоздушной смеси.

На одних заводах количество холодных присадок достигает 20—50% от веса перерабатываемого шлака, на других — приса­ живают только корки от ковшей и желобов, а на третьих рабо­ тают даже без холодных присадок, предпочитая направлять ков­ шевые корки в печь расплавления.

Удельный расход угольной пыли зависит от содержания цин­ ка в шлаке и заданной степени возгонки, от количества холодных присадок и температуры жидкоплавкости шлака. Практически

он колеблется от 14 до 26% от веса перерабатываемого шлака.

Обычно продувка продолжается до тех пор, пока содержание цинка в шлаке не снизится до 2—3%, а на некоторых заводах

до 1,2% и ниже.

Процесс фьюмингования шлаков весьма устойчив и потому простои оборудования, по данным некоторых заводов, составля­ ют всего 6,63% полезного времени работы установки, в том чис­ ле— перекладка и ремонт печи фьюмингования 2,53%, смена

фурм 1,68%, промывка кессонов 0,78%, ремонт системы возду-

хоподачи и распыления 0,29%, ремонт котла-утилизатора 0,59%, задержки в подаче расплавленного шлака 0,76%.

живается одиннадцатью рабочими в смену, из которых четверо

работают на печи фьюмингования, один —на приготовлении пы­

ли, двое — на пылеулавливании и четверо — на установке по использованию тепла отходящих газов (из них трое — на чистке котла).

Возгоны, если содержание в них свинца невысокое, выще­ лачивают серной кислотой, чтобы затем получить из них электро­

литный цинк и цинковый купорос. Образующиеся свинцовые ке­ ки возвращают в шихту агломерационных машин свинцово­ плавильных заводов или подвергают восстановительной плавке в отражательных печах с целью получения свинца. При значи­ тельном количестве свинца в продуктах фьюмингования свинец отгоняют в присутствии твердого восстановителя в горизонталь­ ных трубчатых печах и улавливают в виде тонкой пыли; боль­ шая часть цинка остается в клинкере.

Свинцовую пыль направляют на свинцовый завод для извле­ чения свинца, а из клинкера после измельчения получают цинк.

Ниже приведен химический состав шлака и уловленной пыли фьюминг-печи медеплавильного завода, %.

В табл. 66 приведен состав отходящих газов той же уста­ новки.

Технико-экономические показатели, достигнутые на ряде за­ водов, приведены в табл. 67, а состав исходных и конечных про­ дуктов плавки — в табл. 68.

Интенсификация фьюминг-процесса

Чтобы выяснить, возможно ли увеличить производительность установки по возгону шлака и сделать необходимые улучшения в процессе с целью снижения себестоимости передела, а также