Файл: Мельников, С. М. Техника безопасности в металлургии ртути.pdf

(2—10 мм вод. ет.). Благодаря низкому разрежению в системе создается опасность утечки технологических га­ зов через сопряжение между вращающимся корпусом печи и стационарными камерами. Для предотвращения этого сопряжения оборудуют спе­ циальными уплотнениями 12. Од­ нако уплотнения не могут гаран­ тировать полного предотвраще­ ния выбросов технологических газов из печи, и.поэтому сопря­ жения, особенно верхнее, явля­ ются наиболее опасными кана­ лами для попадния паров ртути в воздушное пространство у печи.

Выбросы газов могут проис­ ходить при нарушении нормаль­ ного режима отопления печи ли­ бо из-за нарушений перемещения газов в системе печь — конденса­ тор. Температура руды по мере ее продвижения в корпусе печи повышается, достигая максиму­ ма вблизи разгрузочного конца. Обожженная руда (огарок) па­ дает в расположенный под топоч­ ной камерой бункер. В огарке не­

кера для огарков должна быть достаточно плотной. Это достигается путем установки нижнего уплотнения.

угольную в плане, заключенную в плотный металличес­ кий кожух с наружным креплением (см. рис. 4). В соб­ ственно шахте 2 оборудованы фурмы 3 для сжигания га-

43

■за. Далее шахта расширяется; здесь находится верхняя зона кипящего слоя 4, а выше расположена камера 5 со смотровыми окнами 6, через верхний свод которой про­ пущена труба 7 для загрузки руды.

При сгорании топлива поток топочных газов устрем; ляется по шахте 2 снизу вверх навстречу руде, загру­ жаемой в печь по трубе 7. При этом создается псевдо­ ожиженный (кипящий) слой руды в газовом потоке, ко-' торый по выходе из фурм имеет температуру порядка 1500—1600°С. Однако благодаря контакту с холодной рудой температура газов снижается при одновременном быстром нагреве руды.

При обжиге наиболее крупная часть рудных кусков, преодолевая сопротивление восходящей газовой струи, продвигается вниз через зону максимальных температур, и, пройдя шахту 2, поступает в бункер огарков 1. Техно­ логические газы, несущие ртутные пары, выводятся че­ рез проем 8 из печи и направляются в аппараты для очи­ стки от пыли.

Печи кипящего слоя характеризуются очень высокой производительностью в сравнении с трубчатыми печами; их достоинством является отсутствие сопряжения движу­ щихся и стационарных элементов, что обеспечивает гер­ метичность процесса. Недостаток этих печей — большой вынос пыли, требующий создания более развитой, чем для трубчатых печей, системы пылегазоочистки.

В печах кипящего слоя практикуется обжиг не только руды, но и комплексных концентратов, получаемых на обогатительных фабриках, например сурьмяно-ртутных. В последних ртуть и сурьма представлены сульфидными минералами: ртуть — в виде киновари, сурьма — в виде антимонита ЗЬгБз. Обжиг концентратов стремятся прово_дитр с ограниченным доступом кислорода, при этом сульфид сурьмы окисляется; выделившееся в результате горения серы тепло поддерживает температуру в кипя­ щем слое порядка 450—500°С, при которой сульфид рту­ ти возгоняется и диссоциирует на ртуть и серу. Послед­

няя также окисляется, внося при этом дополнительное тепло.

іВозогнаиные пары ртути с некоторым количеством пыли и паров окислов сурьмы выводятся с газами, ос­ новная масса огарка (сурьмяная фракция концентрата) разгружается в нижней части печи.

М н о г о п о д о в а я п е ч ь представляет собой круг­

44

лый, установленный вертикально металлический ци­ линдр. В корпусе печи 5 (рис. 5), футерованном по пери­ ферии, устроены горизонтальные поды 9, сложенные из огнеупорных фасонных блоков. По оси корпуса установ­ лен вертикально литой вал 7, опирающийся внизу на

подпятник 11 и приводимый во вращение от расположен­ ного под печью привода 10. В гнезда, имеющиеся в вале, на каждом поду установлено по два литых чугунных ру­ кава 4, снабженных гребками и предназначенных для перемещения руды.

45

Каждый под имеет проемы для пересыпания руды на нижележащий; проемы попеременно расположены то у центра, то на периферии пода. Установленные на рука­ вах гребки при вращении вертикального вала перемеща­ ют руду от центра к периферии, где она через проем сваливается на нижележащий под, с него гребки переме­ щают ее уже к центрально расположенным проемам. С последнего, нижнего пода обожженная руда попадает в бункера огарка /.

Форсунки для отопления печи устанавливаются на различных подах. Число подов в печах колеблется от 3 до 13, чаще 8 . Печь работает на противоточной схеме: руда движется сверху вниз, газы — наоборот.

Технологические газы обычно отводятся со второго (сверху) пода через проем 3. Верхний под используется

1 — Trim, я• Po'Z' ® '£ хема «-ацианарпой муфельной (реторной) печи:

чаты и водоохлаждасмый 'Ксхндонсатор

для подсушки (подогрева) руды. Вертикальный вал п рукава изготовляются полыми; через внутреннюю их часть пропускается воздух, необходимый для обжига, ьоздух охлаждает вал и рукава и одновременно подо­ гревается, что улучшает тепловой к. п. д. печи. Подогре­

е л ь н ы„е п е„ч и- Среди известных конструкций муфельных печен наиболее проста конструкция стацио-

надои ретортной печи (рнс. 6). Реторта /Ірртлого сё” , ния из литого чугуна или стали снабжена дверцей 2 обе­ спечивающей герметичное укрытие реторты, которая

46

обогревается за счет сжигания любого топлива в топке

1.Топочные газы выводятся через трубу 6.

В'реторту загружают железные лодочки 5, наполнен­

ные рудой или концентратом. Крышку плотно прижима­ ют винтовым затвором к реторте и обмазывают глиной. В результате нагрева руды в лодочках ртуть возгоняет­ ся и в виде паров поступает в водоохлаждаемый конден­ сатор 7 , где собирается в приемнике, установленном ни­

же конденсатора.

Так как процесс протекает в ограниченном объеме при недостатке кислорода, для полноты разложения ки­ новари в руду предварительно добавляют окись кальция или железо для связывания серы:

HgS + Fe -> Hg (пар) + FeS (тв).

По окончании процесса, который длится в—12 ч, ло­ дочки вынимают из реторты, выгружают из них огарок, и цикл начинается вновь.

Стационарная ретортная печь имеет 'весьма малую производительность, поэтому ее можно рационально при­ менять только для переработки богатых руд или концен­ тратов. Разгрузка горячего огарка представляет опас­ ность для обслуживающего персонала, поэтому реторт­ ные печи не применяются в СССР.

Механическая муфельная печь лишена последнего не­ достатка. В ней обжиг проводится непрерывно без боль­ шой опасности выделения паров ртути за пределы аппа­ рата.

На рис. 7 приведена принципиальная схема механи­ ческой муфельной печи. Руда нагревается в цилиндриче­ ском муфеле 9, изготовленном из жаропрочной стали и установленном наклонно, аналогично корпусу трубчатой печи. Муфель вращается от привода через шестерню 6; бандажи 8 и опорные ролики 13 расположены вне зоны нагрева. Газы от сжигания топлива в топке 1 через фор­ сунку 2 проходят вокруг и вдоль муфеля в пространстве, образованном между муфелем и кладкой 10; после обо­

грева муфеля топочные газы отводятся по борову 14 в трубу.

Рудное сырье загружается в муфель питателем из бункера 5 в верхнем конце муфеля; огарок разгружается в бункер 12, расположенный так же, как у трубчатой пе­ чи, под нижним концом муфеля. Сопряжение муфеля со

47

стационарными торцами осуществляется с помощью уп­ лотнений 3. Технологические газы отводятся из муфеля по газоходу 4, отходящему от 'верхней торцовой стенки.

Имеется несколько типов муфельных печей, работаю­ щих по описанному принципу, отличающихся одна от другой в деталях конструкций. В некоторых из них то­ почные и технологические газы могут смешиваться, про-

никая через сопряжение между муфелем и кладкой. При большем разрежении в системе топочных газов техноло­ гические газы могут подсасываться в топочную систему. В этом случае дымовые газы могут стать источником за­ грязнения воздушного бассейна ртутными парами. Если

всистеме технологических газов разрежение больше, чем

всистеме топочных, то последние ‘будут проникать в тех­ нологические газы и разбавлять их, снижая 'тем самым содержание ртути и осложняя процесс конденсации.

Достоинством муфельных печей является то, что при обжиге в этих печах образуется значительно меньше тех­ нологических газов, чем при обжиге в пламенных,

48

ОЧИСТКА ГАЗОВ о т п ы л и

Технологические газы, выходящие из печей, направ­ ляют на очистку от пыли; это необходимо для уменьше­ ния количества получаемой ступпы и повышения в ней содержания ртути.

Очистка газов может осуществляться в различной ап­ паратуре, но, как правило, обязательным является при­ менение (циклонов. В зависимости от количества газов, ха­ рактеристики пыли и принятой технологической схемы возможна установка одиночных циклонов, батарейных (4— 6 шт.) или групповых (8—36 шт.) циклонов, а также электрофильтров. Обычно перед электрофильтром уста­ навливают циклоны, рассчитанные на улавливание более крупной пыли. Одиночные и групповые циклоны и бата­ реи имеют различный ввод газа, однако принцип работы циклонных элементов остается одинаковым для всех комбинаций установки.

Схема устройства циклона приведена на рис. 8 . Цик­ лоны изготовляют обычно из листовой стали. Газы вво­ дятся через патрубок, проходят в пространство между наружной цилиндрической стенкой 1 и внутренней тру­ бой 6. ,Под влиянием центробежной силы поток газов, входящих в циклон со скоростью 20—25 м/с, отбрасыва­ ет наиболее тяжелую фракцию — твердую, пыль — к сте­ не корпуса. В результате трения о стенку пылевые части­ цы теряют скорость. Так как на частицы одновременно оказывает влияние сила тяжести, то пыль по стенке цик­ лона опускается в нижнюю коническую его часть 2, Га­ зы, содержащие ртутные пары, с наиболее мелкой пылью устремляются во внутреннюю трубу 6, по которой выво­ дятся из циклона через верхнее отверстие.

При хорошо налаженной работе циклон может улав­ ливать 90% и даже больше пыли, вводимой газами. Со­ бранная в нижнем конусе циклона пыль выводится из аппарата через отверстие 4 и далее транспортируется ли­ бо в сухом виде, либо (чаще всего) мокрым путем через гидравлический затвор. Для создания такого затвора коническая часть циклона погружается в емкость 3 с во­ дой. Уловленная в циклоне пыль, смоченная водой, по мере надобности может быть удалена скребком вручную, либо, как э р обычно принято, вымыта потоком воды в желоб 5. Далее эту пульпу самотеком или при помощи насосов направляют в шламохранилище.

49