Взвешенная плавка никелевого концентрата в Печи взвешенной плавки(ПВП)

В последней зоне, называемой зоной усреднения температур, скорости всех окислительных процессов быстро падают, так как, во-первых, падает содержание кислорода в

Взвешенная плавка никелевого концентрата в Печи взвешенной плавки(ПВП)

Реферат

Экономика

Другие рефераты по предмету

Экономика

Сдать работу со 100% гаранией
ичиныZ отдельных реакций, можно определить преимущественность протекания одной реакции по сравнению о другой. При положительном значении реакция не может протекать самопроизвольно, так как для ее совершения необходимы энергетические поступления извне,

Величина изменения изобарно-изотермического потенциала

Z позволяет определить величину константы равновесия реакции, которая характеризует конечное состояние системы, когда в ней завершился самопроизвольный процесс и установилось равновесие между исходными и конечными составляющими реакции. Эта связь выражается уравнением:

Lq Kкр=-Z/RT

По величине константы равновесия можно судить о направлении и глубине протекания процесса.

 

Восстановление технологических газов угольной пылью.

Технологические газы плавки во взвешенном состоянии до восстановления имеют следующий состав:

SO2 12,6; H2O- 8,5; СО2- 5,5, O2- 0,7; N2- 72%; t= 1450°

Процесс восстановления сернистых газов осуществляется в аптейке печи взвешенной плавки. В качестве восстановительного реагента используют измельченный уголь с минимальным содержанием летучих компонентов и золы. Так как летучие компоненты представлены углеводами, то их участие в процессе восстановления технологических газов, ведущих к образованию повышенных количеств H2S, CS2 и COS, нежелательны. Повышенное содержание золы в угле приводит к увеличению количества пыли и шлака, а, следовательно, снижает извлечение цветных металлов и увеличивает энергозатраты. К тому же зола угля является основной причиной образования настылей в аптейке.

По расчетным данным пылевынос печи взвешенной плавки составляет 12-15% от количества загружаемой шихты, где на долю золы приходится значительная часть. Так как вся пыль улавливается и возвращается в процесс, то увеличение зольности угля ведет к пропорциональному увеличению оборотной пыли.

Зола различных углей обладает различной температурой плавления. При температуре 1350°С зола находится в полурасплавленном состоянии, и при выходе из аптейка на границе радиационной части котла-утилизатора при соударении со стенками, будет налипать на поверхность футеровки (горловины) и образовывать настыли. При удалении настылей тем или иным способом, будь то обдув паром высокого давления или воздухом, также не исключена возможность применения буровзрывных работ, а это связано о открыванием смотровых люков, отверстий, что в свою очередь может привести к расстройству процесса и вынужденным остановкам печи.

Углерод и летучие компоненты угольной пыли взаимодействуют с сернистым ангидридом, восстанавливая его до элементарной серы.

Восстановление протекает в общей форме по уравнениям:

SO2+C=1/2S2+ CO2

SO2 +2Н2=1/2S2+2H2O

При этом имеют место побочные реакции, что значительно снижает извлечение серы.

При взаимодействии сернистого ангидрида с пылеуглем в интервале температур 1300-700°С доля образующихся компонентов H2S, CO, COS довольно высокая. Степень восстановления сернистого ангидрида в элементарную серу обычно не превышает 20-25%, т.к. основная масса угля расходуется на образование побочных продуктов.

Когда в газовой фазе присутствуют водородные соединения, в том числе и вода., количество нежелательных реакций увеличивается, что приводит к снижению содержания элементарной серы в газовой фазе.

В результате восстановления получается многокомпонентный газ, и, с практической точки зрения, особую важность в этом составе представляет сернистый ангидрид и элементарная сера. Восстановленный газ из аптейка ПВП с температурой 1330°С поступает в котел-утилизатор. В котле-утилизаторе газ охлаждается до температуры 350°С. При этой температуре СО и COS почти отсутствуют, а содержание элементарной серы почти достигает максимума.

При охлаждении газа в котле-утилизаторе протекают основные реакции:

CO+1/2 S2 = COS

COS+H2O=CO2+H2S

H2+1/2S2=H2S

Из представленных реакций первая реакция протекает быстро, а следующая реакция очень медленно и для полного протекания реакции необходим катализ.

При температуре 1330°С в аптейке ПВП наступает термодинамическое равновесие между компонентами упомянутыми выше.

Кроме восстановления газа в аптейке ПВП происходит восстановление окислов пыли.

В общем виде реакцию восстановления компонентов пыли можно представить уравнением:

4МеО + 3S2 4МеS + 2 SO2

Этот процесс идет с поглощением тепла, что снижает температуру отходящих газов,

Восстановленная оборотная пыль содержит в себе следующие соединения: NiS, CuS, FeS, CoS, ZnS, PbS, As2S2, Cu2Se, SiO2, Аl2O3, CaO, MqO, прочие и свободный углерод.

При сравнении компонентов окисленной и восстановленной пылей видно, что в процессе восстановления происходит поглощение серы и выделение свободного кислорода для связывания которого требуется дополнительная затрата углерода. Следовательно, можно сделать вывод, что снижение пылевыноса в процессе плавки выгодно как с экономической точки зрения по расходу угля, так и с точки зрения снижения безвозвратных потерь цветных металлов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА

 

 

 

ПоказательЗначениеПроизводительность печи, т/сут445,44Удельный проплав, т/(м2 х сут)10-15Содержание О2 в дутье, %26Температура дутья, С25-40Содержание Ni, %:В штейне34,9В шлаке 1,4Пылеунос, %10-15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Металлургический расчёт.

 

Исходные данные для расчёта: содержание Ni в концентрате 8 %;

cодержание Сu в концентрате 4 %;

 

Расчёт производим на 100 кг концентрата.

Химический состав концентрата:

Cu 4 %; Ni 8 %; Fe 46 %; S 30 %; SiO2 3,5 %; CaO 2,3 % ; MgO 2 %; Al2O3 1,38 %; прочие 2,82 %.

По минералогическому составу ориентировочно 60% меди находится в кубаните, 40% в халькопирите, никель находится в пентландите

 

Состав концентрата.

Таблица №1

Комп. Cu Ni Fe SОксидыПрочиеОбщ. мас. Si Ca Mg AlNiFeS28,007,608,7224,33CuFeS21,601,401,614,61CuFe2S32,404,213,6210,23Fe11S1232,7816,0448,83SiO23,503,50CaO2,302,30MgO2,002,00Al2O31,381,38Прочие2,822,82 %4,008,0046,0030,003,502,302,001,382,82100,00

NiFeS2

58,7 Ni 178,5NiFeS2 X= 24,33 (кг)

8 Ni X NiFeS2

 

55,8 Fe - 178,5NiFeS2 X = 7.6 (кг Fe)

X Fe 24,33 NiFeS2

 

64 S - 178,5 NiFeS2 X=8,73 (кг S)

X S - 24.33 NiFeS2

 

Проверка: 8,73+7,6+8=24,33

 

CuFeS2

63.6 Cu 183.4 CuFeS2 X= 4.61 (кгСu)

1,6 Cu X CuFeS2

 

55.8 Fe 183.4 CuFeS2 X= 1.4 (кгFe)

X Fe 4.61 CuFeS2

 

64 S 183.4 CuFeS2 X= 1.61 (кг S)

X S - 4.61 CuFeS2

 

Проверка: 1,6+1,4+1,61=4,61

CuFe2S3

63,6 Cu 271.2 CuFe2S3 X= 10.23 (кг)

2.4 Cu X CuFe2S3

 

111.6 Fe 271.2 CuFe2S3 X= 4.21 (кг)

X Fe 10.23 CuFe2S3

 

96 S - 271.2 CuFe2S3 X= 3.62 (кг)

X S 10.23 CuFe2S3

 

Проверка: 3,62+4,21+2,4=10,23

 

Fe11S12

 

Fe= 46-7.6-1.4-4.21=32.78

S = 30-8.72-1.4-4.21=16.04

Fe11S12 = 32.78+ 16.04= 48. 83 кг

 

Химический состав оборотной пыли ПВП:

 

Cu 2,3%; Ni 5,2 %; Fe 26 %; S 18,5 %; SiO2 24,5 %;

CaO 2,6 % ; MgO 2,1 %; Al2O3 2,3%; прочие 16,5 %.

 

 

 

Учитывая, что шихта состоит на 85% из концентрата и на 15% из оборотной пыли, то рассчитываем химический состав шихты:

 

m (Cu) = 4*0,85 + 2,3*0,15 = 3,75 (кг);

m (Ni) = 8*0,85 + 5,2*0,15 = 7,58 (кг);

m (Fe) = 46,0*0,85 + 26*0,15 = 43 (кг);

m (S) = 30*0,85 + 18,5*0,15 = 28,28 (кг);

m (SiO2) = 3,5*0,85 + 24,5*0,15 = 6,65 (кг);

m (CaO) = 2,3*0,85 + 2,6*0,15 = 2,35 (кг);

m (MgO) = 2*0,85 + 2,1*0,15 = 2,02 (кг);

m (Al2O3) = 1,38*0,85 + 2,3*0,15 = 1,52 (кг);

m (проч.) = 2,82*0,85 + 16,5*0,15 = 4,87 (кг);

 

Похожие работы

<< < 1 2 3 4 >