Плавка медного концентрата во взвешенном состоянии
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
ающих по принципу испарительного охлаждения. Такие котлы обеспечивают получение пара давлением 7-8 МПа.
Кислородно-взвешенная плавка является значительным шагом вперед в совершенствовании технологии переработки сульфидного медного сырья по сравнению с отражательной плавкой и плавкой в электрических печах. Ее важнейшие достоинства - использование теплоты от окисления сульфидов для процессов плавления и теплоты отходящих газов на получение пара. При КВП в одном аппарате совмещаются процессы обжига и плавления, большая часть серы выделяется в одном агрегате, что приводит к повышению извлечения серы и уменьшению степени загрязнения атмосферы. Применение чистого технологического кислорода или дутья, обогащенного кислородом, обеспечивает получение газов с высоким содержанием SO2, что удешевляет их переработку на элементарную серу или серную кислоту.
Наряду с достоинствами КВП этот процесс имеет ряд принципиальных недостатков. Важнейшими из них являются: сложная и дорогая подготовка шихты к плавке, высокое содержание меди в отвальных шлаках, высокий пылеунос шихты, недостаточная комплексность использования сырья.
Технико-экономические показатели плавки во взвешенном состоянии на кислородном дутье приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Технико-экономические показатели кислородно-взвешенной плавки. [3]
ПоказателиКВПЗавод Коппер-КлифАГМКПроизводительность печи, т шихты/сут15001200Удельный проплав т/м2•сут12,810Содержание в концентрате, % меди серы 30 31,5 18,5 35,5Извлечение меди в штейн, 95Содержание меди в штейне, 40Содержание в шлаке, % меди SiO2 железа Fe3O4 0,75 28-32 37 10 0,9-1 33-35 41 11Энергетические затраты в перерасчете на условное топливо, кг/т шихты4222Десульфуризация, -5570-75Содержание SO2 в газах, 70-75Выход газов, м3/т шихты120-140Расход технологического кислорода, м3/т шихты150220
3.2.2 Плавка во взвешенном состоянии на подогретом дутье
Плавка во взвешенном состоянии на подогретом дутье была почти одновременно с КВП осуществлена в промышленном масштабе финской фирмы Оутокумпу на заводе Харьявалта. В первоначальном варианте для плавки применяли воздушное дутье, подогретое до 400-500С.
Финскую плавку на сегодня можно считать самым распространенным в промышленности и наиболее технологически и аппаратурно отработанным автогенным процессом плавки сульфидных концентратов.
Все заводы, применяющие этот вид плавки, включая завод Харьявалта, используют в настоящее время дутье, обогащенное кислородом до 30-40%. Температура нагрева обогащенного дутья на различных заводах колеблется от 200 до 1000С.
Конструкция печи для плавки во взвешенном состоянии на подогретом дутье достаточно сложна - она сочетает в себе две вертикальные шахты (плавильную и газоход-аптейк) и горизонтальную камеру-отстойник (рисунок 3).
Рисунок 3 - Печь для плавки во взвешенном состоянии с топливным и паровым воздухонагревателями завода Харьявалта: 1 - горелка; 2 - реакционная камера; 3 - отстойная ванна; 4 - аптейк; 5 - котел-утилизатор; 6 - паровой воздухоподогреватель; 7 - топливный воздухоподогреватель
Вся печь финской плавки выполнена в виде кладки из магнезитового кирпича. Футеровка плавильной шахты и аптейка заключена в металлические кожухи из листовой стали. В кладку всех элементов печи заложено большое количество водоохлаждаемых элементов, что позволяет значительно удлинить срок службы агрегата. Аптейк непосредственно сочленен с котлом-утилизатором туннельного типа. В боковой стене отстойной камеры установлены две медные водоохлаждаемые плиты с отверстиями для выпуска шлака, а в передней торцевой стене - чугунные шпуры для выпуска штейна.
Процесс начинается с прогревания частиц, которое при малых их размерах протекает достаточно быстро. Когда температура частицы достигнет 550-650С, начинают интенсивно протекать реакции диссоциации высших сульфидов - пирита и халькопирита, идущие с поглощением теплоты. Бурно протекающие эндотермические реакции препятствуют прогреву частиц и, пока не удалится избыточная сера, температура частицы существенно не повысится. Горит на этой стадии только элементарная сера. После практически полного завершения диссоциации высших сульфидов начинается быстрое окисление низших сульфидов. Температура материала при этом быстро возрастает, достигая в зависимости от содержания серы в концентрате, кислорода в дутье и температуры дутья 1300-1500С.
Окисление сульфидов сопровождается образованием больших количеств магнетита, особенно в поверхностных слоях частиц. Переокисление железа до магнетита зависит также от степени десульфуризации при плавке. С возрастанием степени десульфуризации и получением более богатых штейнов все большая часть железа переводится в форму магнетита.
Управление степенью десульфуризации достигается изменением соотношения между количеством подаваемого с дутьем кислорода и количеством вдуваемого концентрата.
Процесс фирмы Оутокумпу, как и кислородно-взвешенная плавка, направлен на интенсификацию и без того быстро протекающего окисления сульфидов и плавления легкоплавких составляющих. Для ускорения наиболее медленных стадий технологии (растворения тугоплавких составляющих, коалесценции штейновых частиц и разделения фаз в неподвижной ванне) не созданы благоприятные условия. По этим причинам остаточное содержание меди в шлаке составляет около 1,5%, что требует обязательного дополнительного обеднения шлака либо в электрических ?/p>