Выбор и расчет способа переработки молибденитового концентрата
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?ромышленности для обжига сульфидных концентратов широкое распространение получили процессы, в которых частицы материала находятся в восходящем потоке газа в кипящем или псевдожидком состоянии. В такое состояние зернистый материал переходит при определенных скоростях газового потока. При малой скорости газа слой частиц остается неподвижным.
Для запуска печи первоначально создают в ней кипящий слой из огарка, который разогревают горелками или подогретым воздухом до температуры зажигания концентрата (500510) ?С. Затем включают систему питания печи концентратом. Попадая в слой, концентрат возгорается, температура в слое начинает повышаться и за (1530) минут достигает оптимальной температуры обжига (560570) ?С.
Вследствие близости температур возгорания молибденитового концентрата в КС (500510) ?С и начала спекания огарков (580590) ?С обжиг концентрата можно проводить лишь при относительно низкой температуре в слое, поддерживаемой в пределах (560570) ?С. При более высокой температуре обжига на стенках печи в надслоевой зоне образуются плотные наросты (результат окисления уносимых тонких частиц концентрата, приводящего к повышению температуры в этой зоне до (650700) ?С). Куски наростов падают в слой, постепенно накапливаются на подине, что приводит к нарушению процесса [1] .
Недостаток обжига в КС - высокое содержание серы в огарках ((22,5) %, из которых (1,52) % сульфатная сера). Это объясняется тем, что при обжиге в КС подавляющая часть примеси кальцита (СаСO3) реагирует с SO3, образуя CaSO4, тогда как при обжиге в подовых печах кальцит, находящийся в контакте с МоO3, переходит в СаМоO4. Вследствие высокого содержания серы огарки после обжига в КС непригодны для выплавки ферромолибдена. Поэтому на ферросплавных заводах обжиг ведут в многоподовых печах.
До настоящего времени серосодержащие газы обжиговых печей выбрасывали через трубу в атмосферу. Вследствие относительно малых масштабов экономически невыгодно строить сернокислотные цеха для утилизации газов. Однако на крупных предприятиях, где обжигают (68) тыс.тонн концентрата в год, необходимо строительство сернокислотных цехов. Для предприятий меньшего масштаба разрабатывают другие варианты обезвреживания газов (ионообменную сорбцию SO2 и другие способы улавливания) [5].
2.1.2 Разложение азотной кислотой
Азотная кислота (2050) %-ой концентрации при нагревании активно окисляет молибденит. Взаимодействие в основном описывается реакцией:
MoS2 + 6HNO3 = H2MoO4 + 2H2SO4 + 6NO
При температуре разложения (8090) ?С и концентрации кислоты выше 20 % в начальный период весь окислившийся молибден находится в растворе, однако затем быстро выделяется молибденовая кислота и резко снижается концентрация молибдена в растворе. С увеличением концентрации азотной кислоты и температуры скорость окисления молибденита возрастает. После разложения (2730) %-ной азотной кислоты при 90 ?С кислые маточные растворы содержат (1215) г/л молибдена, а после разложения 54 %-ной кислотой (2,53) г/л молибдена.
При проведении процесса в системе, включающей регенерацию азотной кислоты из выделяющихся оксидов азота, общий расход кислоты близок к стехиометрическому.
Регенерация азотной кислоты включает следующие стадии:
окисление NO кислородом
NO + O2 = 2NO2;
абсорбцию NO2 в воде
2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3;
диспропорционирование HNO2
HNO2 = 1/3HNO3 + 2/3NO + 1/3H2O;
результирующая реакция абсорбции NO2
NO2 + H2O = 2HNO3 + NO.
Разложение проводят в аппаратуре из нержавеющей стали. При периодическом режиме целесообразно проводить двустадийное разложение по принципу противотока.
Пульпа, состоящая из смеси концентрата и (3035) %-ной азотной кислоты, проходит последовательно через батарею цилиндрических аппаратов. В каждый аппарат подаются острый пар и воздух. Циркуляция пульпы внутри аппарата обеспечивает участие кислорода в регенерации азотной кислоты. Процесс проводят при температуре (90100) ?С.
Примерно 80 % молибдена (от исходного в пульпе) находится в осадках в составе молибденовой кислоты. Осадки выщелачивают аммиачной водой, растворы молибдата аммония перерабатывают по обычной схеме.
Недостатком этого способа является трудность полной утилизации оксидов азота из разбавленных газов.
.1.3 Окисление кислородом в кислых средах
Среди различных описанных в литературе вариантов автоклавного окисления кислородом в кислых средах наиболее перспективен Симоли-процесс, при котором в качестве катализатора в водную пульпу вводят некоторое количество азотной кислоты. Окисление протекает за счет кислорода, однако непосредственно реагирует с молибденитом азотная кислота, которая постоянно возобновляется вследствие взаимодействия кислорода с монооксидом азота. Таким образом, в процессе протекают реакции ( ) - ( ).
Разложение молибденитового концентрата проводят в автоклаве. В автоклав загружается водная пульпа концентрата (т:ж=1:4), которая после добавления воды и азотной кислоты разбавляется до т:ж=1:5. Процесс ведут при (150160) ?С и давлении кислорода 0,65 МПа в течение 1,5 ч. Степень разложения концентрата достигает (9799) %.
Примерно (7580) % молибдена от исходного количества содержится в твердой фазе в составе молибденовой кислоты. Кек с фильтра обрабатывают аммиачной водой, из аммиачного раствора путем выпаривания досуха и прокалки осадка получают технический триоксид молибдена.
В кислых растворах с