Файл: Серебряный Я.Л. Электроплавка медно-никелевых руд и концентратов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 87
Скачиваний: 0
В процессе флотационного обогащения рудного сырья, содержа щего 1% Ni, удается избавиться от 80—85% пустой породы (табл. 4). При обогащении бедных руд, содержащих 0,5% Ni, в хвосты сбра сывается более 90% пустой породы. Поэтому при подготовке сырья к плавке целесообразно проводить флотационное обогащение.
Номер примера
1
|
|
|
— |
|
Таблица 4 |
||
Показатели коллективной флотации медно-никелевых руд |
|
|
|||||
|
Выход • |
|
Содержание, |
% |
|
||
Статья баланса |
|
|
|
|
|
||
% |
N1 |
Cu |
s |
SiO. |
MgO |
||
|
|||||||
|
|
||||||
Поступило: |
|
0,56 |
0,23 |
2,2 |
|
|
|
руда ................................... |
О о |
34 |
28 |
||||
Получено: |
7,2 |
5,70 |
2,35 |
12,5 |
20 |
19 |
|
коллективный концентрат |
|||||||
отвальные хвосты . . . . |
92,8 |
0,16 |
0,065 |
1,4 |
35,0 |
29 |
2 |
Поступило: |
|
100 |
1,05 |
0,54 |
5,38 |
35,7 |
17 |
|
руда ................................... |
|
||||||
|
Получено: |
|
16,0 |
5,6 |
3,1 |
20 |
18 |
10,7 |
|
коллективный концентрат |
|||||||
|
отвальные |
хвосты . . . . |
84,0 ' |
0,18 |
0,06 |
2,6 |
39 |
18,2 |
«0 |
|
- |
Выход |
|
' Извлечение. % |
|
||
Cug- |
Статья баланса |
|
|
|
|
|
||
«JE |
% |
Ni |
Cu |
s |
Si Од |
MgO |
||
2 о. |
|
|
||||||
|
|
|
||||||
н!нЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Поступило: |
|
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
руда ................................... |
|
||||||
|
Получено: |
|
7,2 |
73,5 |
74 |
41 |
4,2 |
4,9 |
|
коллективный концентрат |
|||||||
|
отвальные хвосты . . . . |
92,8 |
26,5 |
26 |
59 |
95,7 |
95,1 |
|
2 |
Поступило: |
|
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
руда . . . . ................... |
|||||||
|
Получено: |
|
16,0 |
85,5 |
91,5 |
59,5 |
8,4 |
10,1 |
|
коллективный концентрат |
|||||||
|
отвальные |
хвосты . . . . |
84,0 |
14,5 |
8,5 |
40,5 |
91,6 |
89,9 |
§ 6. Сушка руды и концентратов
Рудную шихту загружают в электропечь на поверхность ванны в виде конических куч-откосов. В практике электроплавки нередки случаи, когда откосы теряют устойчивость и опрокидываются в рас плав. Мгновенное погружение в расплав шихты повышенной влаж
24
ности приводит к сильным взрывам 1 — «хлопкам», которые разру шают свод печи и опасны для обслуживающего персонала. Поэтому к содержанию влаги в шихте, предназначенной для электроплавки, предъявляют жесткие требования.
Технологическими инструкциями на электроплавку предусмот рена влажность кусковой руды не выше 3%. Однако руда, поступа ющая из подземных рудников, содержит до 5—7%. влаги, а руда, добываемая открытым способом, до 8— 10% (в зимнее время).
Рис. 5. Установка для сушки концентрата:
1 — скруббер; 2 — циклон; 3 — шнек; 4 — разгрузочная течка; 5 — транспортер; 6 — сушильный барабан; 7 — вакуум-фильтры; 8 — за грузочная течка; 9 — топка; 10 — транспортер для подачи угля
Для снижения содержания влаги руду сушат. Так как влага преимущественно концентрируется в мелкой руде, то на сушку поступает не вся руда, а лишь рудная мелочь класса —20 мм, вы деленная при грохочении перед крупным дроблением. Выход рудной мелочи составляет 20—25%.
Руду сушат во вращающихся сушильных барабанах, представ- -ляющих собой стальные цилиндры диаметром 1,8—2,8 м и длиной ' 8—14 м, установленные под углом 3° к горизонтальной плоскости
(рис. 5).
Барабан опоясан двумя бандажами, опирающимися на ролики, укрепленные на фундаментах. Для предотвращения сползания ба- ' рабана с фундаментов служат роликовые упоры.
Сушильный барабан приводится во вращение от электродвигателя через редуктор и шестерню, связанные с зубчатым венцом барабана.
Скорость |
вращения барабана 3—5 об/мин. |
1 При |
попадании влаги в расплдв происходит термическое разложение воды |
с образованием гремучего газа (смесь кислорода и водорода), дающего сильные взрывы.
25
Внутри барабана имеются продольные металлические секции в виде концентрически расположенных ячеек для увеличения по верхности соприкосновения подсушиваемого материала с горячими газами, которые сушат материал. Руда через течку поступает в го ловную часть барабана на распределительные лопасти, направля ющие материал по отдельным секциям. При вращении барабана подсушиваемый материал пересыпается и подвигается вдоль ба рабана к разгрузочному концу и разгружается на транспортер.
Сушильный барабан снабжен топкой, расположенной у головной части барабана. Топливом может служить каменный уголь, мазут и природный газ.
Сушильный барабан работает по принципу прямотока, т. е. влажная руда и горячие топочные газы движутся в одном направ лении. Руда влажностью 4— 12% подвергается воздействию горячих топочных газов, температура которых достигает 800—900° С. По мере движения материала вдоль барабана наряду с охлаждением газов снижается влажность руды. Температура газов на выходе из барабана должна быть в пределах 150—200° С. Газы проходят через пылеулавливатели (циклон, скруббер, пенный пылеулавливатель) и выбрасываются в атмосферу.
Во избежание чрезмерного пыления и связанных с ним потерь руду подсушивают до влажности 1,5—2%. Процесс сушки регули руется количеством загружаемого влажного материала и интенсив ностью сжигания топлива.
Производительность барабана диаметром 2,2 м при сушке руды исходной влажностью 7% составляет 25 т/ч, а расход условного топлива теплотворной сйособностью 7000 ккал/кг равен 300 кг на 1 т удаляемой влаги.
Сушильные барабаны используют и для подсушки флотокон центрата перед его окатыванием (см. § 7). Концентрат влажностью 16—20% подсушивают до влажности 8—10%. При сушке концен трата производительность барабана по удаляемой влаге составляет примерно 30—35 кг на 1 м3 объема барабана; расход условного топлива составляет 20 кг на 1 т концентрата исходной влажностью 18%. Иногда концентрат направляют в плавку, минуя фабрику окомкования. В этом случае концентрат сушат до влажности 4—6%.
§ 7. Окускование флотоконцентрата и рудной мелочи
При переработке в электропечах, не подготовленных к плавке флотоконцентрата и рудной мелочи, возникают значительные ослож нения.
Влажные тонкоизмельченные материалы слеживаются, а в зим них условиях смерзаются, зависают в бункерах, налипают на транс портеры и питатели, плохо смешиваются с другими компонентами. В сухом виде такие материалы сильно пылят, что приводит к боль шим безвозвратным потерям, создает антисанитарные условия труда, ухудшает работу оборудования. Все это нарушает равномерность
подачи материалов в печь и правильность шихтовки, а следовательно,
26
и сказывается на всем ходе, технологического процесса плавки. Теплопроводность и газопроницаемость слоя сухого мелкого ма териала, находящегося в печи, мала, а вынос пыли с газами зна чителен.
Особенно большие неприятности доставляет плавка влажного концентрата и рудной мелочи, сопровождающаяся «хлопками» (взрывами) из-за падения откосов шихты. Для создания безопасных условий труда флотоконцентрат и рудную мелочь перед плавкой необходимо окусковать. В настоящее время окускование медно никелевых концентратов и рудной мелочи перед их плавкой в-элек- тропечах осуществляется методом агломерации и методом окатыва ния с последующим окислительным обжигом.
Оба метода должны обеспечить и другую задачу: снизить содер жание серы в исходном сырье. Это позволит при последующей элек-/ троплавке получить более■богатый штейн и сократить его 'количе ство. Кроме того, на переработку окускованной шихты расходуется меньше электроэнергии, что улучшает экономические показатели электроплавки.
Окускование флотоконцентрата и рудной мелочи методом агломерации
Агломерация или спекание — широко распространенный метод окускования мелких материалов как в черной, так и в цветной ме таллургии. Сущность агломерации заключается в окусковании мел кой руды или концентрата при сильном нагреве. Для этого слой перемешанных шихтовых материалов помещают на колосниковую решетку спекательной (агломерационной) машины и с помощью специального устройства поджигают с поверхности. Под колосни ковой решеткой расположена камера разрежения (вакуум-камера), в которой эксгаустером создается определенный вакуум. Разрежение обеспечивает просачивание воздуха через слой шихты на колосни ковой решетке.
Спекание шихты, состоящей из сульфидной руды и флотокон центрата, протекает за счет тепла, выделяющегося при окислении сульфидов. Температура в слое спекаемого материала повышается до 1100—1200° С. При такой температуре легкоплавкие составляющие шихты частично оплавляются, и вязкий расплав склеивает мелкие кусочки в пористые крупные куски — агломерат.
Агломерацию как метод окускования шихты перед электроплав кой применяют на Норильском горно-металлургическом комбинате. Шихта для агломерации состоит из флотоконцентрата (50%), извести (2—3%), каменноугольной мелочи (2%) и возврата агломерата (45%). Возврат агломерата представляет собой частично спекшуюся мелкую фракцию размером —20 +0 мм, отгрохоченную от готового агломерата. Добавкой возврата в шихту удается избежать чрезмер ного разогрева ее при спекании, улучшить газопроницаемость и снизить влажность шихты до оптимальной величины (14—16%). Каменноугольную мелочь добавляют в шихту для получения более прочного агломерата, а также металлизированного штейна при
27
последующей электроплавке агломерата, известь — для повышения степени десульфуризации в процессе агломерации.
Шихту приготовляют в смесительном отделении. Каждая состав ляющая часть шихты (за исключением флотоконцентрата) хранится в соответствующем бункере. При помощи тарельчатых питателей шихтовые материалы дозируются на транспортерную ленту, на которой они располагаются в несколько слоев. На ту же ленту из цеха обезвоживания подают и флотоконцентрат в виде кека влаж ностью 24—26%. Для перемешивания и усреднения состава шихту
Рис. 6. Стандартная агломерационная машина с площадью спекания 50 м3:
J — приводная звездочка; 2 — питатель для постели; |
3 — питатель для шихты; ' |
4 — зажигательный горн; 5 — камера разрежения; |
6 — рама; 7 — паллета |
направляют в барабанный смеситель, а затем в барабанный грану лятор, где мелкие фракции шихты окатываются в гранулы диа метром 5—20 мм. Шихта, состоящая из гранул, имеет при спекании большую газопроницаемость.
Лучшие результаты окатывания шихты достигаются при влаж ности материалов 14— 16%. При спекании влага испаряется и в шихте образуются поры, необходимые для просасывания газов. При вы грузке из гранулятора окатанный материал смешивают с каменно угольной мелочью и подают к бункерам, расположенным над агло мерационными машинами. Агломерацию медно-никелевого кон центрата и мелкой руды осуществляют на ленточных агломерацион ных машинах, обеспечивающих непрерывность процесса и высокую производительность (рис. 6).
На' Норильском горно-металлургическом комбинате рабочая площадь агломашин (суммарная площадь вакуум-камер) составляет 54 и 75 м2. Агломашина состоит из металлического каркаса, поддер живающего ее основные части. На каркасе укреплены рельсовые пути — верхние и нижние направляющие, по которым движется
28
непрерывная цепь паллет. Число паллет на ленточной машине рабочей площадью 54 м2 составляет 74.
Паллета — это стальная рама с двумя боковыми стенками, установленная на четырех роликах. Торцовых стенок паллеты не имеют, поскольку при движении примыкают одна к другой, образуя своего рода желоб, загруженный шихтой и агломератом. Высота борта паллеты 320 мм. В раме паллеты установлены тремя рядами 150 чугунных колосников, ширина щелей между которыми равна 6—9 мм. Свободная площадь для прохода воздуха составляет 10— 12% от всей площади паллеты.
Захваченная зубцами приводной звездочки паллета с нижних наклонных направляющих поднимается на верхние горизонтальные направляющие и проталкивается по ним сначала звездочкой, а затем под давлением следующих паллет. Паллета подходит под бункер, из которого барабанно-маятниковым питателем на нее загружается шихта.
Высоту слоя шихты на ленте регулируют, изменяя скорость движения ленты и положение уравнительного ножа. При загрузке происходит сегрегация (распределение) шихты по крупности. Ма териал крупностью 20—25 мм скатывается с поверхности откоса шихты, образующегося перед уравнительным ножом, и тонким слоем располагается на колосниках. Этот слой играет роль постели, преду преждающей просыпание мелочи через колосники.
Паллета, загруженная шихтой, поступает под зажигательный горн. Шихта зажигается факелом газовых горелок (5—6 штук). Под горном находится первая вакуум-камера. Раскаленные продукты горения просасываются эксгаустером (дымососом) через слой шихты
изажигают горючее шихты (угольную мелочь, серу). После выхода паллеты из-под горна процесс горения углерода и интенсивное окис ление сульфидов шихты продолжается над другими вакуум-камерами
изаканчивается над 11— 16-й камерами. Последние две-три камеры
служат для охлаждения агломерата.
В хвостовой части агломашины установлены дисковые ножи, разрезающие слой агломерата на продольные полосы. У разгрузоч ной части машины в сплошной цепи паллет имеется небольшой разрыв (300—-400 мм). Дойдя до него, паллета падает вниз и ее ролики переходят с верхних на нижние направляющие. Падая, паллета опрокидывается и слой агломерата разгружается в одно валковую зубчатую дробилку.
После разгрузки паллета под действием собственной тяжести перемещается по нижним направляющим к головной части агло мерационной машины, где расположен приводной механизм.' Здесь зубцы ведущей звездочки подхватывают паллету и поднимают ее снова на верхние пути, по которым она продолжает двигаться под давлением следующей поднимаемой паллеты, и весь цикл движения повторяется. Скорость движения паллеты регулируют изменением скорости вращения ведущих звездочек.
Вакуум-камеры установлены по всей длине агломашины между верхними и нижними направляющими рельсами. Они представляют
29