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

продуваемого воздухом снизу вверх, то его состояние схематиче­ ски можно представить так, как показано на рис. 24.

Пока давление воздуха не достигло определенного предела вся масса представляет собой неподвижный фильтрующий слой.

Частички измельченного материала начинают отделяться от

Плотность

Твердая

масса

состоянии

плотного слоя и подыматься во время продувки (рис. 24, а) толь­ ко в тот момент, когда силы, действующие на частички (давле­ ние воздуха), будут равны силе тяжести этих частичек или даже

несколько больше ее. Вследствие этого слой измельченного ма­ териала начинает вздуваться и по мере увеличения давления воз­ духа переходит в псевдожидкое состояние (рис. 24, б), при этом

уровень слоя подымается на 20—50%, а плотность массы стано­ вится значительно меньше насыпного веса.

Частички в этот момент окружены со всех сторон воздухом. При таком состоянии зерен суммарное давление воздуха (газа на нижнюю половину частичек больше, чем на верхнюю; давле­ ние падает вследствие трения воздуха о поверхность частичек. Эго падение давления можно определить по формуле:

Р = 2/ (1 —8) (т-р),

где Н— высота псевдожидкого слоя измельченного материала, м;

3— отношение объема пустот к общему объему слоя; т — удельный вес материала; р — удельный вес газа.

Приведенное уравнение выражает известный закон гидроста­ тики: давление столба жидкости (в данном случае — псевдожид­ кости) пропорционально ее удельному весу и высоте столба.

Количество газа, обеспечивающее переход слоя из твердого состояния в псевдожидкое, можно подсчитать по формуле

G = 4,1 • 10-3-£2.53<?-р)Р^ ,

Х2(1 — S) р.

где G — количество вдуваемого газа, кг/м2-сек;

Р— вязкость газа, кг/м ■ сек;

К— коэффициент формы частиц;

g — ускорение силы тяжести, м/сек2.

Коэффициент формы частицы определяется уравнением:

X = 0,205 ,

V2/.

¥ ч

где S4 — поверхность частицы; Ич — объем частицы.

Для шарообразных частиц А равно 1, округленных— 1,16, для частиц неопределенной формы с острыми кромками—1,5.

Как показывают проведен­ ные исследования (рис. 25) поведения частичек различной

величины (дробленый уголь размером от 0,45 до 3 /юи), во

всех случаях с увеличением ко­ личества вдуваемого воздуха

давление поднимается до тех пор, пока слой не превратится

в псевдожидкий, а затем не­ сколько падает, и при дальней­

ление сил сцепления частичек (для отрыва частиц друг от друга). Переход слоя измельченного материала из твердого в псев­ дожидкое состояние начинается с поверхности слоя, поэтому для разрыхления неподвижного слоя давление дутья должно быть

максимальным. По мере разрыхления верхних слоев сопротивле­

ние неподвижного слоя постепенно падает до тех пор, пока все

твердые частички не станут псевдожидкими.

На рис. 25 видно, что давление дутья для перевода слоя из­ мельченного материала ив твердого в псевдожидкое состояние практически не зависит от размера частиц, но, как показали спе­ циальные исследования, зависит от высоты слоя (рис. 26).

пять раз больше, чем из частиц 0,5 мм.

Слой измельченного материала обычно представляет собой смесь частиц разного размера, и для перехода такого слоя из твердого в псевдожидкое состояние интенсивность дутья должна быть выбрана в расчете на псевдоожижение наиболее крупных

<64 Обжиг медных руд и концентратов

частиц. При такой интенсивности дутья скорость дутья превыша­ ет скорость значительного количества свободно падающих мел­

ких частиц, вследствие этого они отрываются от псевдожидкого «слоя и уносятся газами.

Рис. 28. Зависимость содержания SO2 в обжиговых газах от коэффициента из­ бытка воздуха:

1 — обжиг FeS2; 2 — обжиг ZnS

При обжиге в кипящем слое частички сульфида хорошо омы­ ваются воздухом, поэтому его для успешного ведения процесса

(12-14%).

ленности: во многих случаях можно вместо пиритных концентра­ тов с успехом применять пиритные хвосты, т. е. более дешевое

сырье.

В кипящем слое происходит интенсивный теплообмен. На

рис. 29 показана зависимость коэффициента теплоотдачи от ско­

рости дутья. Коэффициент теплоотдачи в кипящем слое дости­ гает максимума при скорости воздуха 70—80 см!сек, а затем снижается, так как начинается переход кипящего слоя во взве­ шенное состояние. По характеру кривой видно как быстро рас­

тет этот коэффициент. Для сопоставления на рис. 29 приведена кривая коэффициента теплоотдачи при неподвижном слое (при обжиге на многоподовых печах).

Температура во всем кипящем слое практически одинакова вследствие интенсивности теплообмена при непрерывном движе­ нии частиц.

пературы: при обжиге в кипящем слое можно регулировать тем­ пературу с точностью до + 10°.

Известно, что ряд сульфидных минералов при определенной температуре обжига можно перевести в воднорастворимые суль­ фаты. Но так как оптимальная температура обжига для разных минералов различна, то можно добиться того, что одни сульфи­ ды при обжиге превратятся в воднорастворимые сульфаты, а

другие нет, т. е. добиться селективной сульфатизации металлов,

а затем и селективного растворения.

Так как обжиг в кипящем слое позволяет точно регулиро­

вать температуру и избыток воздуха, а следовательно, и состав газов, то его внедряют в промышленность для сульфатизирующего обжига, который нельзя осуществить в многоподовых пе­ чах.

Степень сульфатизации меди при обжиге медного концентра­

та в зависимости от избытка воздуха приведена ниже.

Степень сульфатизации зависит также и от температуры об­ жига:

5 Л. М. Газарян