Взвешенная плавка рудных медных концентратов на штейн

Наряду с формированием штейна, самым медленным процессом в отстойной зоне является оптимизация состава шлака из отдельных оксидов шихты. Процесс носит

Взвешенная плавка рудных медных концентратов на штейн

Курсовой проект

Разное

Другие курсовые по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией
uot;точку росы" - температуру конденсации паров серной кислоты.

Физические свойства пылей взвешенной плавки в основном определяются их химическим и гранулометрическим составом. Уменьшение размера частиц пыли при движении через аптейк приводит к увеличению удельной поверхности и угла естественного откоса, а так же к уменьшению её плотности и насыпной массы.

 

.4 Подготовка медного концентрата к плавке

 

Взвешенная плавка предъявляет более жесткие требования к шихтоподготовке и постоянству состава шихты, чем, например, отражательная плавка. Это связанно с тем, что колебания в составе шихты при взвешенной плавки приводят не только к изменению состава штейна и шлака, но и в значительной степени влияют на тепловой баланс печи.

Непременным условием плавки медных концентратов во взвешенном состоянии является глубокая сушка шихты до содержания влаги в ней не более 0,1 - 0,5%. Более сырая шихта смешивается, частицы её укрупняются, что приводит к нарушению самого принципа процесса нахождения частиц во взвешенном состоянии и использования развитой поверхности сульфидного материала, окисляемого воздухом или кислородом. Для глубокого обезвоживания шихты применяют барабанные печи и аппараты сушки во взвешенном состоянии - вертикальные трубы-сушилки и распылительные сушилки.

На медеплавильных заводах используют различные способы подготовки приготовления шихты. Наиболее распространено смешение компонентов шихты на ленточных конвейерах. Из бункеров концентраты и флюсы различных обогатительных фабрик с помощью весовых питателей подаются на сборный конвейер. При транспортировке в узлах пересыпки и сушильных печах происходит смешение составляющих шихты.

 

.5 Устройство печи для плавки во взвешенном состоянии на подогретом воздушном дутье

 

Кожух плавильной шахты изготовлен из листовой стали толщиной 13 мм. Шахта и ее свод выложены из хром - магнезитового кирпича, толщина кладки 375 мм, между стенами шахты и кожухом имеется теплоизоляционная засыпка. Внутренние размеры шахты: диаметр 3,7 м, высота 8,8 м. Свод шахты опирается на подпятовые балки и кирпичи, в центре свода расположено отверстие с медной водоохлаждаемой амбразурой для установки шихтовой горелки. В кладку стен шахты через определенные интервалы заложены горизонтальные кольца из плоских медных кессонов толщиной 65 мм с залитыми стальными трубами. Эти кольца скреплены с кожухом и предупреждают вертикальное смещение кладки шахты.

 

Рис.1. Схема печи для плавки во взвешенном состоянии на нагретом воздушном дутье: 1 - Шахта, 2 - Отстойная камера, 3 - Аптейк, 4 - Пылевая камера

Отстойная камера печи представляет собой горизонтальную печь, имеющую внутренние размеры,: длина - 16,9 м, ширина в области зеркала ванны - 4,5 м, высота от лещади до свода - 1,8 м. Передней торцовой стене придана трапециевидная форма, за счет чего она удалена приблизительно на 1 м от внутренней поверхности кладки шихты. Это предупреждает ее от интенсивного разъединения стекающим из шахты расплавом и разрушения настылями, падающими иногда со стен шахты.

Лещадь камеры изготовлена из трех слоев кирпича: верхний из хром - магнезитового, два следующих - из шамотного, между слоями имеются зазоры, заполненные огнеупорным порошком. Кладка лещади уложена на подушку из жаропрочного бетона.

Стены камеры выполнены в виде откосов, внутренняя кладка стен изготовлена из хром - магнезитового кирпича, внешняя - из шамотного. Между хром - магнезитовой и шамотной кладкой боковых стен установлены вертикальные водоохлаждаемые кессоны. В боковой стене установлены две водоохлаждаемые плиты с отверстиями для выпуска шлака, в передней торцевой стене - чугунные шпуровые плиты для выпуска штейна.

Арочный свод камеры толщиной 375 мм изготовлен из хром - магнезитового кирпича. Аптейк печи выполнен в виде шахты из магнезитового кирпича. Стальной кожух опирается на металлическую конструкцию, не связанную с креплением отстойной камеры. Нижняя конусная часть аптейка, подверженная более значительному температурному воздействию запыленного газового потока, заключена в водоохлаждаемые кессоны. Они как и кожух, связаны с опорной металлоконструкцией. Аптейк плотно примыкает к своду камеры, но не опирается на него.

Конструкция печи ПВП достаточно сложна - она сочетает в себе две шахты и горизонтальную камеру. Еще более конструкция усложнена большим числом водоохлаждаемых элементов, тем не менее их применение позволяет значительно удлинить срок службы агрегата.

1.6 Достоинства плавки концентрата в ПВП

 

Плавка во взвешенном состоянии имеет ряд достоинств:

1)Процесс плавки является автогенным;

2)получение постоянного потока концентрированных отходящих газов (16 - 80%), пригодных для получения жидкого сернистого ангидрида, серной кислоты или элементарной серы;

)возможность полной автоматизации процесса;

)высокую степень десульфуризации (70 - 80%), что позволяет соответственно получить богатый по содержанию меди штейн и даже черновую медь;

)высокую степень извлечения серы (около 90%) по заводу;

)повышение производительности труда.

 

2. Расчёт вещественного состава

 

Для расчёта вещественного (минералогического) состава и материального баланса воспользуемся данными Надежденского металлургического завода. Здесь медный концентрат, поступающий в ПВП, имеет следующий состав: ; ; ; ; ; ; ; ; ; Данные минералогических исследований показывают, что компоненты этого концентрата содержатся в следующих минералах: медь - в ; никель - в ; железо - помимо предыдущих минералов, ещё содержится в и в ; компоненты пустой породы находятся в следующих состояниях - ,

Произведём расчёт минералогического состава по заданным минералам, условившись, что расчёты будем вести на 100 кг исходного концентрата.

1)Количество железа и серы в определим по количеству меди:

 

 

Проверка:

2)Количество железа и серы в определим по количеству никеля:

 

Проверка:

3)Количество железа в определим по количеству остаточной серы:

 

 

Проверка:

4)Количество кислорода в определим по количеству остаточного железа:

 

 

Проверка:

5)Определим количество , выделяющегося в результате разложения:

 

 

Проверка:

6)Определим количество , выделяющегося в результате разложения:

 

 

Проверка:

Результаты расчётов вещественного состава медного концентрата приведены в таблице 3.

 

Таблица3 Вещественный состав медного концентрата, кг

КомпонентыCuNiFeSпрочиеВсего2521,9325,1672,0921,92,186,088,945,8614,82,030,782,81 0,80,80,80,631,430,50,551,050,20,2прочие0,740,74Итого25234,833,20,80,80,50,20,781,180,74100,00

Вещественный состав флюса имеет следующий вид :

 

Таблица4 Вещественный состав песчаника, кг

КомпонентыпрочиеВсего 9090551,681,323прочие22Итого9051,681,322100,00

3. Расчёт материального баланса

 

По данным практики НГМК мы имеем, что распределение меди в результате процесса ПВП имеет следующие пределы: в штейн - в шлак - в газы - А для никеля имеются следующие значения: в штейн - в шлак - в газы -

Примем следующие значения распределения, %:

 

Таблица5

В штейн 93 95В шлак 4 2В пыль 3 3

В результате получается, что в штейне находится: и .

Главным продуктом плавки во взвешенном состоянии является штейн, состоящий из и Сразу можно определить количество и

 

:

:

 

Основываясь на практику, принимаем процентное содержание серы в штейне 23%, а меди - 50%.

Тогда выход штейна будет:

А серы в штейне будет: Из которых в будет: Отсюда можно определить количество железа в :

 

 

Количество магнетита в штейне будет равно:

 

 

Результаты расчётов количества и состава штейна приведены в таблице 6:

 

Таблица 6 Состав штейна

Ком-тыВсегокг%кг%кг%кг%кг%кг%23,25505,8512,5829,162,581,94,090,691,482,595,577,515,594,168,9511,4124,542,465,290,942,023,47,31Итого23,25501,94,099,7120,8810,723,010,942,0246,5100,00По данным практики принимаем выход пыли равным 3%, тогда количество серы и железа, уносимое с пылями:

 

и

 

В результате мы получаем количество серы и железа, которое нужно окислить из концентрата:

 

 

В этом случае степень десульфуризации равна:

Из 21,5 кг S которых нужно окислить, видно что в окисленную форму полностью можно перевести и , а так же часть (см. таблицу 3 вещественного состава): Это означает, что только 13,46 кг S из 25,16 кг S мы можем окислить в . Отсюда можно найти количество , которое мы окисляем:

 

 

Это составляет .

Наряду с необходимостью обеспечить расчётную десульфуризацию (65%), надо учитывать состав оксидов железа, т.к. в условиях ПВП происходит формирование до 25 - 45% магнетита. Примем, что 35% из окисляется до, а остальная часть (65%) до

1)окисление до :

 

до окислится

 

 

Проверка: 5,18+3,25 = 4,33+4,1 8,43 = 8,43 (верно)

2)окисление до :

 

 

до окислится

 

Похожие работы

< 1 2 3 4 > >>