Файл: Лакерник, М. М. Электротермическое оборудование. (Руднотермические печи).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 40
Скачиваний: 0
п
осуществляется через каждые 3 час. Электроды соединены с транс форматорами по системе Скотта, допускающей питание четырех элек тродов от трехфазного трансформатора. Распределение тепла в ван не регулируется выбором напряжения в пределах 100-200 в 17 сту пенями. Нормальное напряжение 190-200 в поддерживается автомати чески.
Воздух в зону горения печи подается от турбовоздуходувки с давлением '3 ат, расход его достигает 125-130 м3/мин.
Скорость воздухе на выходе из сопл равна 60 м/сек при 50°С. Ширина сопл 130 мм. Воздух можно нагреть до 300°С в подо гревателе, отапливаемом мазутом. Количество воздуха регулирует ся с помощь» клапанов отдельно для каждого сопла. Главный клэ-
78
пан автоматически открывается или закрывается в зависимости от поступления в печь шихты.
Шихта подается ленточным конвейером к восьми бункерам, нахо дящимся над печью. Различные концентрэты поступают со склада и из шихтового отделения. Материал, загружаемый двухтонными порци ями, приготовляется двумя автоматическими весовыми дозаторами и перемешивается.
Концентрат предварительно высушивается (остаточное содержа ние влаги 2#) и вдувается в электропечь через четыре комплекта форсунок. Шихта, поступающая из шнека, рзспределяется.мевду четырьмя точками загрузки с помощью подвижных шиберов, регулиру емых посредством трубок, расположённых перед каждым соплом.
Продукты обжига (твердые и жидкие) собираются в шлэковой ванне, в которой завершаются все реакции и разделяются по удель ному весу свинец и шлак. Температура шлака 1350°С достигается за счет джоулевз тепла, выделяемого между нижней точкой электро дов и металлической ванной. Шлак ”сдвергается фьюмингованию вместе со шлаком медной плавки. Выпускаемый из печи свинец, со держащий 3# серы, подвергается продувке в конвертере.
Окислы, образующиеся при рафинировании свинца, также подают в конвертеры, продувка в которых длится около 40 мин при расходе воздуха 85 м3/мин. После этого свинец остывает в течение 7-S час. Ликвирующие при этом штейн и окислы снимают, измельчают и возвра щают в электропечь вместе с пылью из котла-утилизатора и извест няком. Штейн и окислы загружают на шлаковую ванну электропечи как можно ближе к газоходу. Свинец после продувки в конвертерах транспортируют в ковшах в рафинировочный цех.
При конвертировании свинца -около 55# серы удаляется в виде
50^ частично |
в результате реакций, протекающих в |
ванне, а частич |
но вследствие |
окисления улетучивающегося PbS над |
поверхностью |
ванны. Значительная часть подаваемого в ванну кислорода связыва ется в окислы в виде сульфатов, которые в дальнейшем при охлажде нии всплывают на поверхность ванны. По возвращении сульфатов в электропечь при взаимодействии их с сульфидами образуется сви нец, а железо и цинк переходят в. шлак.
Особое внимание уделяется составу шлака. Содержание СаО поддерживают на уровне 34#, что намного выше, чем в шлаках обыч ной шахтной плавки. Это делают для максимального снижения содер жания свинца в шлаке. Содержание не менее 8,5# FeO обеспечивает необходимую электропроводность шлвка, дающую возможность работать при напряжении 200 в . Содержание ZnOt также способствующей повы шению электропроводности, допускается до 15#. Верхний предел
7 9
содержания ZnO находится, по-видиному, в пределах 25$ при 23%SC02 и ЪЪ%СаО . В качестве флюса обычно применяют известняк, не считая золы кокса и электродов.
Расход кокса составляет по отношению к массе шлака 5,5$; добавка его преследует две цели: снижение содержания свинца в шлаке и уменьшение потребления электродов, взаимодействующих со шлаком.
Отрицательное влияние кокса: рост эксплуатационных расходов, повышение содержания серы в черновом свинце, увеличение количест ва оборотной пыли из—38 большей степени возгонки цинка, а также повышение температуры в печи, вызывающее ускоренный износ огне упоров и в связи с этим рост степени возгонки РвО и Рв, нарушаю щий циркуляцию возгонов в процессе.
Подводя в факел горения уменьшенное по отношению к стехио метрической потребности количество кислорода, можно снизить содержание свинца в влвке при одновременном уменьшении содержа ния серы в черновом свинце.
Газ, выходящий из печи при температуре Х05О°С, охлаждают в котле-утилизаторе, очищают в сухом электрофильтре и передают на сернокислотный завод. Пыль, уловленную в котле и электрофильтре, непрерывно возвращают в печь.
Чтобы избежвть зарастания котла-утилизвтора свинцовши окис лами, образующимися при догорании шихты в котле, в конце печи поддерживают окислительную атмосферу. Пыль содержит- ZnO %основ ные сульфаты в твердом виде, жидкий унос в форме РвО и Рв и пары РЬОи PbS. Запыленность высокая: на I кг газе приходится 0,5 кг пыли.
В котле, в который вводят 30$ третичного воздуха, происхо дит частичное горение и оульфэтизэция пыли. Несмотря не большую циркуляцию, извлечение свинца высокое и потери его в шлэке не превышают 1,1$. Примесей металлов мало. В год извлекают 25 т ме ди, причем около 15 т переходит в оборотный штейн. Мышьяк, сурь ма и олово окисляются при конвертировании и переходят в шлак, кадмий концентрируется в оборотной пыли, а серебро и золото извле каются при последующем обессеребрении свинца.
Серебристая пена загружается в конвертеры медного передела. Свинец я цинк’ возгоняются, а золото и серебро переходят в черно вую медь, из которой извлекаются при электролизе.
Для проведения процесса требуется'небольшое количество обс луживающего персонала, что объясняется простотой подготовки мате риалов перед плавкой (концентраты сушат на фабрике), а также вы соким уровнем механизации и автоматизации процесса.
80
Кампания печи длится более двух лет.
По накопленный данный, наиболее подходящими для описанного процесса являются концентраты, содержащие 65-76%свинца.
К преимуществам процесса относятся небольшие объем капитало вложений и расход кокса, простота технологического процесса,а так же получение гэаов с относительно высокой концентрацией S0Z , до пускающей их использование для производства серной кислоты.
Эксплуатационные данные свинцового завода “Роншер" приведе
ны ниже: |
|
Не I т рафиниро |
|
|
В сутки |
||
|
ванного |
свинца |
|
|
|
||
Количество шлака, т ............. |
48 |
0,29 |
|
Потребляемая мощность,квт«ч |
0,14x106 |
810 |
|
Расход электродной массы, кг |
3150 |
18,3 |
|
Производство пара, т . . . . . . . . |
115 |
0,67 |
|
Время конвертирования, мин |
138 |
0,8 |
|
Общий рвсход рабочей силы, |
340 |
2 |
|
чел .-час................................... |
|
||
Извлечение свинца, %........... |
98 |
- |
|
В период 1952-1960 г г . в СССР изучалась возможность |
элект |
||
роплавки свинцового агломерата, полученного из рядового концент рата, содержащего 45-50$ свинца.
Исследования проводились в трехфазной прямоугольной печи площадью 19,6 м2 мощностью 2400 ква со ступенями напряжения от 84 до 120 в при силе тока 21 тыс.а.
Подина выкладывалась хромомагнезитовым кирпичом обратным сводом в стальном сварном противне. Свод арочный, из шэмотного кирпича. Три угольных электрода диэметром 700 мм каждый распола гались по продольной оси.
Герметизация электродных отверстий осуществлялась при помо щи телескопических гидравлических устройств. Впоследствии от них отказались из-за ряда недостатков, в первую очередь, выплески вания воды в печь и на свод.
Загрузочные устройстве диаметром 250 мм располагались по пять с каждой длинной стороны, печи. Свинцовый и шлаковый шпуры находились в противоположных торцах печи, а штейновый шпур - на одной из продольных стен. Шлак гранулировали. Газы дожигали в охлаждаемой водой стальной камере. Пыль улавливали в рукавных
фильтрах.
При напряжении 84 в, глубине ванны 1200 мм и слое кокса 100 мм заглубление электродов равнялось 600 мм и температуре
81
отходящих газов составляла 600-800°С. При этом расход электро энергии составлял 650 квт*ч на I т агломерата и проплав достигал 4,2 т/м^ в сутки.
Из агломерата, содержащего, $: |
2.Си ; 36 РЬ ; 7,5 2 л , извле |
|||||
чение |
свинца в металл |
составило |
84$, |
в пыль перешло 10$, в |
||
штейн - |
4,6$ и в шлак - |
1,4$. |
|
|
|
|
Медь распределялась между жидкими продуктами плавки следую |
||||||
щим образом: в свинец - |
25$, в штейн - |
58$, в шлак - |
16$. |
Почти |
||
50$ цинка осталось в шлаке, столько же его перешло в |
пыль, |
не |
||||
большое количество цинка осталось в штейне. |
|
|
||||
Полученные данные свидетельствуют, |
что плавка в |
электропе |
||||
чи рядового разбавленного флюсами агломерата не только не имеет преимуществ перед шахтной плавкой, но и дает худшие результаты.
Путем спекания на агломерационной машине с дутьем снизу был приготовлен агломерат, содержащий до 54$ свинца и. 3,5-4,0$ серы. Его плавили в печи мощностью 500 ква. При этом в металл был извлечен 91$ свинца, в щтейн - 4$; потери в шлаке составили 0,5$ и в пыль перешло 5$ свинца. В штейн было извлечено 85$ ме ди и 11$ ее перешло в свинец.
В шлаке было потеряно 14$ и в штейн перешло 20$ цинке. Возогналось 66$ цинка. Газы содержали 85$ окиси углерода (при ра боте под давлением),
Полученные результаты лучше, чем при плавке рядового агло
мерата. Удельный расход энергии на I т свинца снизился в 1,5 f&- |
|
за . |
Выход шлака и потери с ним металлов ничтожны. Извлечение ме |
ди в |
штейн и цинка в возгоны высокое. |
При проведении плавки агломерата, содержащего,$: 49РЬ ; 12 In ; 3 Си } 9 Ре и 2,5 S , с конденсацией цинковых паров, в
замкнутом цикле, при расходе 9$ кокса извлечение свинца в металл составило 94,6$, цинка в металл - 80$ и меди в штейн и черновой свинец - 98$.
Видимо, электроплзвкз свинцового агломерата может конкури ровать с шахтной плавкой только при условии переработки богатого агломерата с отгонкой и конденсацией содержащегося в нем цинка.
До нестоящего времени -такой процесс промышленного примене ния не нашел [4].
Электротермическая переработка цинковых концентратов
3 процессе длительного соревнования пиро- и гидрометаллур гического способов производства цинка старый дистилляционный