Файл: Циклонная плавка. (Теоретические основы, технология и аппаратурное оформление).pdf

лического сырья в условиях новых процессов плавки в распыленном состоянии. Автореф. дисс. Алма-Ата, 1966.

124. Т у м а р б е к о в 3. Т. Изучение кинетики и химизма процессов термиче­ ского разложения и окисления двусернистого рения. Автореф. дисс. Алма-Ата, 1971.

125. К о ж а х м е т о в С. М., П е н з и м о н ж И. И., Т у м а р б е к о в 3. Т. О поведении летучих металлов в условиях циклонной плавки сульфидного полиме­ таллического сырья. В сб.: «Циклонно-электротермические способы переработки медного и полиметаллического сырья». Алма-Ата, 1968.

126. К о ж а х м е т ов С. М., П е н з и м о н ж И. И., Ц е ф т А. Л., Т у м >а р б е- к о в 3. Т. Скорость улетучивавши сульфидов свинца в различных газовых атмосфе­ рах при 1000—1400°. «Вестник АН КазССР», 1965, № 4.

127. К о ж а х м е т о в С. М., П е н з и м о н ж И. И., Т у м а р б е к о в 3. Т. О скорости улетучивания сульфида цинка. «Изв. АН СССР, Металлы», 1965, № 2.

128. Н е с т е р о в В. Н., П о н о м а р е в В. Д. Давление пара зернистого цин­ ка в системе при 1200—1400°. «Изв. АН КазССР, серия металлургии, обогащения и огнеупоров», 1960, выл. 3 (9).

129. Б о ч к а р е в Л. М., Ш у м и л о в а О. П. Изучение условий отгонки цин­ ка из полиметаллических концентратов применительно к процессу кислородной плав­ ки в распыленном состоянии. «Цветные металлы», 1965, № 2.

130.Ц ы г о д а И. М., П о н о м а р е в В. Д. О летучести сульфидов цинка. Тр. ИМиО АН КазССР, т. 11, 1965.

131.F i s c h e r G. — «Bergakademie», 1957, XII, 9.

132. К о ж а х м е т о в С. М., П е н з и м о н ж И. И. и др. Скорость улетучи­ вания сульфида кадмия при 1000—1400°. «Изв. АН СССР, Металлы», 1967, № 2.

133. П е н з и м о н ж И. И., Т у м а р б е к о в 3. Т., К о ж а х м е т о в С. М. О термическом разложении двусернистого рения. В сб.: «Циклонно-электротермические способы переработки медного и полиметаллического сырья». Алма-Ата, 1968.

134. Ис а к о в а Р. А., П о н о м а р е в В. Д. Давление пара и давление диссо­ циации сульфидов рения. «Изв. АН СССР, серия металлургии и обогащения», 1969, вып. 3 (9).

135. Р у м я н ц е в Ю. В., Х в о р о с т у х и н а Н . А. Физико-химические осно­ вы пирометаллургии индия. М., 1965.

136. Д е е в В. И. О поведении рения, индия и таллия в процессах пирометаллургической переработки сульфидных концентратов с применением кислорода. Автореф. дисс. Свердловск, 1962.

137. Ф у к с Ю. Б., К о ж а X м е т о в С. М. и др. Кинетика испарения сульфи­ да олова из чистого сульфида и сплавов его с сернистым железом при высоких тем­ пературах. В сб.: «Окисление и восстановление сульфидов металлов». Алма-Ата, 1972.

138.Т у м а р е в А. С., Ф и л и н а Л. Н. Кинетика возгонки моносульфида оло­ ва. «Изв, вузов, Цветная металлургия», 1965, № 3.

139.П у ш к а р е в а Л. Н. Исследование сплавов системы ZnS—FeS «Изв. ву­

КИВЦЭТном агрегате. В сб.: «Энерготехнологические циклонные процессы и установ­ ки». М., 1970.

142.М у р а ч Н. Н. Вытеснение олова из шлаков. М., 1939.

143.В а н ю к о в В. А. К вопросу о сродстве элементов. М., 1916.

Ш

метода получения меди и свинца без расплавления шихты. Юбилейный сб. МИЦМиЗ. М.—Л., 1940.

148.В о л ь с к и й А. Н. Рациональный анализ соединения никеля в отвальных шлаках никелевой плавки и влияние состава шлака на содержание в них никеля. Тр. МИЦМиЗ, № 17, 1947.

149.В о л ь с к и й А. Н. Рациональный анализ соединения никеля в отвальных

шлаках в никелевой плавке. «Изв. АН СССР, серия металлургии и горного дела», 1963, № 4.

150.В о л ь с к и й А. Н. Влияние состава в отвальных никелевых шлаках н? содержание в них никеля. «Изв. АН СССР, серия металлургии и горного дела», 1964, № 4.

151.А в е т и с я н X. К. Металлургия черновой меди. М., 1954.

152.Л о с к у т о в Ф. М. Пути снижения содержания меди в отвальных шла­

Metallurgy». March. C 75, 1966.

164.И с а к о в а P. А., Ц e ф т А. Л. Результаты лабораторного исследования реакционной плавки джезказганского медного концентрата. «Металлургическая и химическая промышленность Казахстана», 1962, № 2.

165.К о л о с о в а В. С. Изучение физико-химических свойств продуктов кон­ вертирования. Автореф. дисс. М., 1968.

133

177.Ф р е н ц Г. С. Окисление сульфидов металлов. М., 1964.

178.А в д е е в М. А. Полиметаллические штейны и их конвертирование. Ал­

и др. Циклонная плавка джезказганского медного концентрата непосредственно на

ками. «Изв. вузов, Цветная металлургия», 1958, № 5.

185. С м и р н о в В. И., М и ш и н В. Д. Изучение форм меди в шлаках мед­ ной плавки. Тр. Уральского индустриального института, вып. 14, 1940.

186. Ц е й д л е р А . А. Металлургия меди и никеля. М., 1958.

187. К в я т к о в с к и й А. Н., О н а е в И. А., Ц еф т А. Л. Исследование из­ менения состава шлака и штейна от парциального давления сернистого ангидрида в газовой фазе. «Изв. АН КазССР, серия хим.», 1965, № 2.

188. В о л ь с к и й А. Н., А г р а ч е в а Р. А., С е р г и е в с к а я Д. М. Влия­ ние состава отвальных никелевых шлаков на содержание в них никеля. «Изв. АН

СССР, Металлургия н горное дело», 1964, № 4.

189. X л ын о в В. В., Е с и н О. А. Извлечение сульфидных включений из расплавленных шлаков при помощи электрического поля. «Докл. АН СССР», 1958, т. XXIII, № 2.

190. К в я т к о в с к и й А. Н., Е с и н О. А., С и з о в Ю. М., А в д е е в М. А. Снижение потерь меди в шлаках свинцового производства электрохимическим ме­ тодом. «Изв. АН СССР, Металлургия и топливо», 1962, № 4.

ном использовании электрической энергии электротермических процессов цветной металлургии. «Металлургическая и химическая промышленность Казахстана»,

1961, № 3.

Г Л А В А 3

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦИКЛОННОГО СПОСОБА ПЛАВКИ

АЭРОДИНАМИКА ЭЛЕМЕНТОВ ЦИКЛОННОГО АГРЕГАТА

Общая структура движения газов в циклоне

I енденция использования вращающихся потоков в различных об­ ластях техники не ограничивается огнетехническими устройст­ вами. Так, центробежные циклоны-уловители успешно используются еще с 80-х годов прошлого столетия. Гидроциклоны широко распро­ странены на обогатительных фабриках металлургического производст­ ва, так как их эффективность и удельная производительность значи­ тельно выше, чем различного рода отстойников и прямоточных

устройств.

Одним из распространенных приемов интенсификации процессов тепло- и массообмена, как известно, является закручивание воздуш­ ного потока с помощью регистров или тангенциального подвода газо­ вого потока к камере цилиндрической формы.

Особенности аэродинамики вращающегося потока — основные факторы, обеспечивающие устойчивую работу циклонных камер и определяющие эффективность протекающих в них процессов. Правиль­ но оргнизованная аэродинамика газовой среды способствует стабиль­ ному воспламенению и горению топлива, высокой степени улавлива­ ния перерабатываемого сырья в пределах рабочего объема циклона, интенсивной термической обработке частиц материала, а также осу­ ществлению требуемых реакций.

135

Аэродинамика закрученного потока выяснена в общих чертах в исследованиях работы циклонов-пылеуловителей [1—3]. Детальные же исследования стали проводиться лишь с развитием циклонных то­ пок в конце 40-х годов [4—10]. Характерной особенностью сильно закрученных потоков в цилиндрической камере является пространст­ венное поле скорости. В цилиндрической системе координат главный

Рис. 52. Схема распределения скоростей и давлений во вра­ щающемся потоке.

вектор скорости в любой точке такого потока можно разложить на три составляющие: вращательную Ѵ?, осевую или расходную Ѵг и ра­ диальную Ѵт.

Основным движением газов в циклонной камере является враща­ тельное движение, скорость которого возрастает от периферии к цент­ ру, достигая максимального значения на некотором расстоянии от центра, практически совпадающего с радиусом выходного сопла.

Приближенная зависимость изменения скорости по радиусу в пе­ риферийной зоне может быть получена, если закрученный газовый по­ ток рассматривать как потенциальное движение идеальной жидкости. Исходя из того, что центробежная сила выделенного элементарного объема во вращающемся потоке (dr-dS-1) (рис. 52) равна изменению’ давления

Для потенциального движения с учетом закона сохранения энергии следует

136

В соответствии с этим периферийную зону принято называть зо­ ной квазипотенциального движения. В центральной области вихрево­ го ядра течение подчиняется закономерности квазитвердого враще­ ния)

-^-=const. (3.5)

В общем виде закономерность изменения скорости Ѵѵ описывает­ ся уравнением

справедливым для обеих зон.

При этом для приосевой зоны га<;0, а периферийной п > 0. Для периферийной зоны предельное значение п = 1, что соответствует дви­ жению жидкости без потерь [11].

В реальных условиях в зависимости от геометрических парамет­ ров циклонной камеры значение показателя степени, как правило, находится в пределах 0,5—0,8, лишь в некоторых случаях л > 1 [12].

Потери энергии, связанные с внутренним трением в потоке реаль­ ной жидкости, вихреобразованием, неравномерностью полей скорости на входе и другими факторами обусловливают снижение величины показателя степени п до указанных значений.

В непосредственной связи с вращательным движением газов на­ ходится поле статического давления в циклонной камере (см. рис. 52). Наибольшего значения оно достигает у стенок камеры и уменьшается к оси. На некотором радиусе г0г=7гс, Рст =0. В приосевой зоне при 7'<го находится зона разрежения, наиболее резко выраженная в се­ чениях, удаленных от выхода. Близ выхода профиль отрицательных давлений выравнивается за счет осевого обратного тока.

Распределение давления по сечению циклонной камеры можно

Потенциальная энергия потока Ро (статическое давление на вхо­ де) по мере приближения к центру превращается в кинетическую энер­ гию. На расстоянии гс от центра, соответствующем центральной зоне, на поверхности которой избыточное давление равно нулю, превраще­ ние завершается полностью. Здесь появляются обратные токи, интен­

137