Файл: Басов, А. И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов учебник.pdf

О Б О РУД О В А Н И Е ДЛЯ О Б Ж И ГА И ВЕЛЬЦЕВАНИЯ

§ 69. Общие сведения

Обжиг так же, как усреднение, смешение и окатывание, является подготовительным процессом для плавки рудного сырья. Основное назначение всех этих процессов состоит в том, чтобы обеспечить наибольшую удельную производительность плавильной печи при возможно лучшем извлечении полезных металлов.

В перерабатываемом рудном сырье всегда содержится в той или иной степени сера: например, в цинковых концентратах 28—32%, в свинцовых 18—20%, в железных до 33%. В процессе обжига серу выжигают почти полностью или до заданного количества, обуслов­ ленного необходимостью процесса плавки. Избыточное количество серы в шихте сильно осложняет или делает невозможной дальнейшую металлургическую переработку, а ее присутствие в металле резко ухудшает его качество, делает его непригодным для рационального применения. Поэтому обжиг материалов используется во многих отраслях промышленности. В цветной металлургии обжигу под­ вергают свинцовоцинковые и медноникелевые концентраты, рудное сырье ртутных и глиноземных заводов. В последние годы обжиг применяют в производстве медноникелевых и железных окатышей

ипри переработке некоторых железных руд (магнетитовый обжиг).

Вметаллургии тяжелых цветных металлов распространены два вида обжига: на порошок и агломерирующий обжиг со спеканием.

Обжигу на порошок, продуктом которого является огарок, под­ вергают цинковые, медные и никелевые концентраты. Цинковый огарок направляют на выщелачивание, медный — на отражательную плавку, закись никеля — в электроплавильную печь.

Обжиг со спеканием используется в металлургии свинца, в пиро­ металлургии цинка и при переработке некоторых видов рудного сырья в медноникелевом производстве. Продукт этого процесса — агломерат (куски спекшейся шихты) направляют на плавку в шахтные и дистилляционные печи. В алюминиевой промышленности спека­ ние — основной технологический процесс; спеканию подвергают боксито-нефелиновую шихту. В черной металлургии спекание при­ меняют при переработке железных концентратов и бедных руд.

В зависимости от характера обжига используют то или иное оборудование: обжиговые печи, - спекательные (агломерационные) машины, обжиговые машины, трубчатые вращающиеся печи.

При обжиге на порошок обжигаемый материал необходимо непре­ рывно и равномерно перемешивать для более полного соединения минералов с кислородом вдуваемого воздуха. Чем интенсивнее и равномернее перемешивается материал, тем равномернее и интен­ сивнее он обжигается. По способу перемешивания обжигаемого

391

материала различают обжиговые печи с механическим или воздуш­

ив кипящем слое.

§70. Многоподовые печи

корпуса печи. По вертикальной оси корпуса расположен главный (гребковый) вал печи 21 с закрепленными па нем лапами (перегребателямн, рукоятями) 5 и 7. На каждый рабочий под приходится

по две лапы, смещенные одна относительно другой на 180°. На верхнем подсушивающем поду размещены четыре лапы. Для равно­ мерного распределения нагрузки на сечение вала и более равномер­ ного перемешивания и обжига материала лапы соседних подов сме­ щены на 90° (на рисунке не показано).

Процесс обжига в многоподовой печи протекает следующим обра­ зом. Поступивший с ленточного конвейера или питателя концентрат подсушивается на верхнем поду и гребковыми лапами 7 перегребается к центру печи, к питающему устройству 12. Отсюда материал пере­

сыпается на первый рабочий под, где, перегреваясь, постепенно перемещается к периферии печи, к пересыпным отверстиям. На каждом поду имеется от 8 до 16 отверстий. На втором рабочем поду

на третий под. В такой последовательности материал совершает длинный спиральный путь (в течение 3—4 ч), необходимый для более полного и равномерного его обжига. Установлено, что наиболее интенсивный обжиг происходит в местах пересыпки материала между подами (до 60—70 °о), где материал, находясь во взвешенном состоя­ нии, активно омывается горячим воздухом, двигающимся ему на­ встречу. Необходимый для процесса воздух, подогретый отходящими из печи газами до 400—450° С, подается в печь через дверки нижнего пода специальным вентилятором.

На первом рабочем поду концентрат воспламеняется, на втором и третьем подах нагревается до наивысшей температуры (900— 1050° С). В результате процесса обжига получаются два продукта: огарок и обжиговые газы. Последние проходят через газоходную систему, затем — систему очистки от пыли (часто в пыли содержится значительное количество цветных и редких металлов) и поступают на переработку в сернокислотное производство.

Обожженный материал (огарок) высыпается из печи через раз­ грузочное отверстие 15, снабженное откидным клапаном (мигалкой),

который по мере накопления огарка откидывается, и определенная

392

порция поступает на грохот 16. Мелкий огарок, прошедший через

сито, транспортируется на дальнейшую переработку: в цех выщелачи­ вания или на отражательную плавку (обжиг медных концентратов). Песочный затвор 14 предотвращает проникновение воздуха в рабочее

пространство.

393

Вал рассматриваемой печи имеет диаметр 1700 мм. Внутри него уложена система труб, подводящих воздух для охлаждения лап и отводящих нагретый воздух. Конструкция вала — секционная свар­ ная, защищенная со стороны рабочего пространства огнеупорным материалом. Применяют также литые чугунные или стальные сек­ ционные валы диаметром 700—750 мм. Работают они без футеровки, охлаждаются воздухом, поступающим в лапы.

подов, кроме подвода горячего воздуха, предусмотрен дополнитель­ ный нагрев, для чего имеется несколько мазутных форсунок или газовых горелок.

Гребковый вал в нижней части заканчивается конусным патруб­ ком. Нижней опорой вала служит подпятник 19 со сферической

опорной поверхностью, упорным и опорным шариковыми подшипни­ ками. Подпятник тщательно уплотняется от попадания пыли и регу­ лярно смазывается консистентной мазью.

Приводной механизм печи состоит из электродвигателя, редук­ тора и открытой зубчатой конической передачи 20. Рассматриваемая

печь диаметром 7600 мм с девятью подами и скоростью вращения вала 0,6— 1,2 об/мин снабжена двигателем мощностью 14 кВт. Крутя­

Для защиты вала от поломок при перегрузках, вызываемых обычно появлением настылей на подах и выпучиваний, устанавли­ вают муфты предельного момента п предохранительные штифты. При перегрузке привода штифт срезается и вал останавливается.

Лапа (рис. 209, а) представляет собой длинный (2,5—3,0 м) литой

пустотелый рычаг круглого или полукруглого поперечного сечения. Продольная перегородка разделяет внутреннее пространство лапы на две части — в одну часть входит охлаждаемый воздух, из дру­ гой — выходит. Гребки (рис. 209, б) состоят из державки 1 и пера 2,

представляющего собой пластину, расположенную обычно под углом 60° к оси лапы. Гребки надевают на соответствующий прилип лапы и закрепляют предохранительным штифтом. Лапы и гребки отливают чугунными (старая конструкция) или стальными из жаро­ прочной хромоникелевой стали. Срок службы последних в 4—5 раз выше чугунных.

Многоподовые печи имеют ряд крупных недостатков, основным из которых является низкая удельная производительность, в пределах 1,5—2,5 т на 1 м2 площади пода. Обусловлено это тем, что толстый слой материала, расположенный на подах, соприкасается с кислоро­ дом воздуха только по поверхности. Такой способ перемешивания

394