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

Примечание. Данные по расходу и температуре вторичного воздуха взяты сред­ ними за фактическое время плавки.

Среднесуточная производительность изменялась от 50 до 90 т/сутки, а в отдельные периоды до 105 тісутки.

По тем же причинам, что и в случае с укрупненными опытами на циклонном стенде АН КазССР, на полупромышленной установке не были достигнуты удовлетворительные результаты по содержанию меди в отвальных шлаках. Как видно из таблицы 18, содержание меди в шлаке зависит не только от времени отстаивания и состава газовой фазы, но и в значительной мере от соотношения шлакооб­ разующих компонентов. При относительно постоянном содержании в шлаке СаО на переход меди в шлак влияет соотношение кремнезема и закиси железа: чем выше содержание кремнезема, тем ниже кон­ центрация меди в шлаке. Как показал минералогический анализ, примерно половина меди в шлаках находится в окисленной форме. Опытами подтверждена также возможность получения штейна задан­ ного состава за счет изменения степени десульфуризации шихты.

290

На этой же полупромышленной циклонной установке с целью вы­ яснения возможности работы циклонной камеры на твердом и жид­ ком топливе, а также для изучения распределения ценных элементов проводились непрерывные пятисуточные опыты по снятию материаль­ ного и теплового балансов процесса плавки медных шихт, результаты которых сведены в таблицы 18 и 19.

291

Невязка баланса объясняется некоторой трудностью количествен­ ного учета в заводских условиях поступающих материалов и выдавае­ мых продуктов плавки. В балансовых опытах содержание меди в штей­ нах изменялось от 29 до 45%. в зависимости от подаваемого в циклон количества воздуха, а содержание меди в шлаках — от 0,7 до 1,0%.

Как видно из таблицы 19, приход тепла за счет окисления сульфи­ дов шихты и шлакообразования в опытах составляет 18,4% от общего

Рис. 125. Удельный расход условного топлива в зави­ симости от производительности.

/feoi/jSoJv/veMwc/nt "Ууж

прихода. При работе на более богатые штейны, т.е. при довольно высо­ кой десульфуризации шихты, эта статья прихода будет больше, что влечет за собой снижение расхода углесодержащего топлива. В дан­ ных опытах расход топлива (в переводе на условное) с учетом расхода тепла на охлаждение кессонов отстойной камеры составил 15,3% от веса шихты, а без учета — 10—12%. Благодаря высокой удельной производительности циклонной плавильной камеры относительные тепловые потери ее невелики и не вызывают значительного увеличения расхода топлива. Если в опытах, проведенных на циклонном стенде АН КазССР, сравнительно высокий расход топлива (около 22%) полу­ чался в основном за счет малых габаритов установки, то для данного размера циклонной камеры (D= l т) этот показатель не превышает 12—15% от веса шихты. Как показали расчеты (рис. 125), на крупных циклонных установках потери тепла должны быть значительно мень­ шими, так как с увеличением производительности установки удель­ ный расход топлива значительно уменьшается за счет снижения основной составляющей тепловых потерь.

В ходе балансовой плавки при отоплении циклонной камеры ма­ зутом определялась запыленность газов и вещественный состав пыли. Отобранная за дымососом пыль имела следующий химический состав, %: Си — 12,4; РЬ — 14,8; Zn — 1,5; Fe — 29,5; Ke — 0,033; Si02 — 5.2; CaO — 3,0; A1203 — 10,3; MgO — 2,5.

Как видно, состав пыли резко отличается от состава исходной шихты, а по свинцу и рению они значительно обогащены.

Следующим этапом изучения циклонного принципа плавки мед­ ных концентратов в полупромышленном масштабе явилось пров'едёние

292,

опытов на пылеугольном топливе, подача которого в циклонную каме­ ру осуществлялась через специально изготовленную тангенциальную горелку, обеспечивающую горение угольной пыли в пристенной облас­ ти, ближе к зоне поступления шихты. Это позволило более полно ис­ пользовать тепло от горения углеродистого топлива, и от окисления сульфидов для быстрого расплавления шихты и перегрева продуктов плавки.

Всего на этом режиме циклонная установка проработала около 25 суток и проплавила более 2000 тшихты. Общая длительность ба­ лансовых опытов при пылеугольном отоплении составила 150 час. За это время было проплавлено 473 г шихты при извлечении меди в штейн 96,5% и суммарных потерях ее со шлаками и газами не выше 2,5% от содержания в шихте.

В таблице 20 приведены основные данные, характеризующие ра­ боту полупромышленной циклонной установки в период балансовых опытов при отоплении циклонной камеры мазутом и угольной пылью. Они показывают, что, несмотря на резкое колебание состава шихты, особенно по содержанию меди, основные показатели отличаются не­ намного. На результатах работы циклонной камеры вид топлива прак­ тически не сказывается. Если же судить о результатах по составу газо­ вой фазы, то отопление циклона угольной пылью по сравнению с ма­ зутом предпочтительнее. Расход условного топлива при работе на ма­ зуте и угольной пыли также почти не отличается друг от друга и составляет соответственно 15,3 и 15,8% от веса шихты.

Таким образом, доказана [8, 10—12] устойчивость и непрерыв­ ность протекания процесса плавки в циклонной камере. Основным фактором, лимитирующим некоторые технологические показатели циклонного метода плавки медного сырья все же остается ванна от­ стойной камеры, воспринимающая основной удар газового потока, который в результате возмущения ванны значительно влияет на сте­ пень отстаивания (или разделения) продуктов плавки.

Опытами установлено, что циклонная камера с повышенной производительностью работает более стабильно, по-видимому, за счет увеличенной теплонапряженности и аэродинамической устой­

чивости.

За время полупромышленных испытаний циклонного способа плавки медных шихт БГМК удалось выявить и устранить конструк­ тивные недостатки отдельных узлов установки. Собственно циклонная камера при этом существенным переделкам не подвергалась и работа­ ла в общей сложности (включая время работы без шихты) более 4000 час. В результате отработки конструкции основных и вспомога­ тельных узлов была достигнута устойчивая непрерывная работа уста­ новки в течение 45 суток.

293