Металлургия циркония

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

Для того чтобы скачать эту работу.
1. Подтвердите что Вы не робот:
2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



также то, что материал, пересыпаясь, попадает на нагретую поверхность кладки за тот период, когда она свободна от слоя материала. Все это определило высокую интенсивность теплообмена в рабочем пространстве печи.

Трубчатые вращающиеся печи используются для удаления химически связанной влаги при высоких температурах обжига и для спекания материала с образованием новых соединений. Трубчатая вращающееся печь представлены на рисунке 2

Рисунок 2. Печь для спекания цирконового концентрата, мела и хлорида кальция

 

Основной элемент печи- железный барабан 3 длиной до 150м и диаметром 2,0-3,8м. Барабан футеруется высокоглиноземистым или шамотным кирпичом. Печь работает по принципу противотока. Шихта сухая или мокрая в виде пульпы с содержанием влаги 40-42% поступает в барабан через торец 6 (холодный конец) и медленно перемещается к головной части 2 (горячий конец) навстречу газам. Из барабана продукт спекания - спек - ссыпается в холодильник, расположенный под печью и представляющий собой также барабан длиной до 30м и диаметром до 2,5м. В барабане спек охлаждается движущимся навстречу воздухом или водой, орошающей холодильник сверху. При охлаждении спека воздухом последний просасывается через холодильник вентилятором (на рисунке не показан) и используется при сжигании топлива. Для нагрева печи применяют мазут, газ или угольную пыль. Форсунки или горелки располагают в головной части барабана. Дымовые газы, содержащие значительное количество пыли, через дымоход 8 направляются на очистку в пылевые камеры, в электрофильтры и даже иногда в скрубберы. Только после этого дымовые газы с помощью дымососа отводятся в дымовую трубу. Футерованный и загруженный шихтой барабан имеет большую массу (масса печи длиной 70м около 400т). С помощью специальных бандажей 4, закрепленных снаружи кожуха, печь опирается на вращающиеся ролики 11 с бронзовыми подшипниками.

Вращение производится от мотора 10 через редуктор и венцовую шестерню 5, укрепленную с помощью пружин на кожухе печи. Барабан вращается обычно с частотой 0,6-2 оборота в минуту. Частоту вращения можно изменять, регулируя контроллером число оборотов мотора.

Печь монтируют с уклоном в 3-6%. Во избежание схода барабана с опор используются упорные ролики 12, расположенные горизонтально, в которые сбоку упирается бандаж.

Горячий конец печи входит в топливную (разгрузочную) головку 1, устраиваемую обычно откатной. Между концом барабана и топливной головкой ставится лабиринтное уплотнение в виде диска 13, укрепленного на барабане и вращающегося в коробке, укрепленной на топливной головке. В передней стенке топливной головки имеются отверстия для горелок или форсунок. К головке примыкает устье канала, по которому спек пересыпается в холодильник.

Холодный конец печи входит в загрузочную коробку 7. Загружают сухую шихту посредством патрубка, проходящего через загрузочную коробку печи (на рисунке не показан). Пульпу в печь либо наливают, либо распыляют форсунками. Во избежание образования настылей на внутренней поверхности холодного конца барабана имеется отбойное приспособление 9, состоящее из стальной болванки, прикрепленной цепью к загрузочной головке. При вращении барабана болванка разбивает настыли.

Печной барабан по длине может быть разбит на четыре зоны, а именно: зону сушки и обезвоживания (I), зону кальцинации или разложения (II), зону спекания (III) и зону охлаждения (IV). Максимальная температура газов в зоне спекания, где она достигает 1600С. При нормальной работе печи температура отходящих газов в борове составляет 400-500С.

 

4. Экология

 

Природа загрязнителей и их концентрация в отходящих потоках зачастую таковы, что они создают критические ситуации на предприятии. Действительно, многие из химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева в чистом виде или в виде различных соединений представляют опасность для окружающей среды. Даже в случае биогенных элементов (т.е. необходимых для существования различных организмов), например, таких как сера, свойства выбрасываемых соединений, их концентрация и условия выброса оказывают поражающее действие на различные организмы и ведут к деградации природных систем.

Сернистый ангидрид. Его отличительная особенность - распространенность в биосфере, поскольку сера является необходимым элементом для нормальной жизнедеятельности всех видов растений и животных, участвуя в биогенном круговороте веществ и образуя собственный биогеохимический цикл. Концентрация сернистого ангидрида в воздухе, измеренная в незагрязненных районах, составляет 6∙10-3 мг/м3. Участие этого загрязнителя в биогенном круговороте обусловило сравнительно небольшой период его выведения (время, в течение которого вещество находится в атмосфере до полного обезвреживания в результате либо адсорбции земной поверхности, либо взаимодействия в атмосфере), равный четырем дням.

Для SО2 характерны реакции окисления и взаимодействия с влагой, протекающие в атмосферном воздухе и ведущие к образованию "кислых" осадков

 

SО2 + 1/2О2 = SО3; (13)

SО3 + H2О = H2SО4; (14)

SО2 + H2О = H2SО3. (15)

Несмотря на постоянное наличие сернистого ангидрида в атмосферном воздухе, повышенные его концентрации оказывают отрицательное действие на природные системы; это выражается в закислении почв и воды пресных водоемов, гибели растительности в результате непосредственного воздействия на нее SО2, прямом токсичном действии на человека и животных.

Бесцветный, с резким запахом газ действует на органы дыхания человека и животных, представляет опасность для растений. Отмечено, что концентрации сернистого ангидрида свыше 0,4 мг/м3 даже при кратковременном воздействии могут вызвать тяжелые нарушения у хвойных деревьев, а повреждения растений меньшей степени наблюдаются при максимально разовых концентрациях 0,02 мг/м3.

Хлор и хлористый водород. Это достаточно распространенные загрязнители атмосферного воздуха, хотя величины их валовых выбросов меньше, чем у сернистого ангидрида и газообразных соединений фтора. Хлор, как и сера, широко распространен в биосфере. Он относится к питательным веществам растений, потребность в нем такая же, как и в микроэлементах, и она полностью удовлетворяется за счет естественного содержания хлоридов в воздухе и осадках. (Естественное содержание хлоридов в воздухе колеблется в зависимости от расстояния до океана - основного поставщика хлорсодержащих аэрозолей в атмосферу - на уровне 0,1-10 мг/м3).

Благодаря своим физическим и химическим свойствам (высокой плотности, хорошей растворимости в воде с образованием кислот) пары Cl и НС1 быстро оседают на земную поверхность. В связи с этим, действие, оказываемое ими на растительность, проявляется только вблизи источников выброса. Как и в случае других газообразных соединений (в том числе SO2 и HF), повреждающее действие НС1 и Cl2 связано с поступлением их в листья растений через устьица и нарушением физиологических процессов. Снижается прирост биомассы, а при более глубоком поражении отмирают кончики и кромки листьев вследствие направленного движения влаги. Накопление загрязнителя происходит главным образом в листьях, но, в отличие от фтора, это не приводит к нежелательным эффектам при продвижении его по пищевой цепочке. Для растений умеренно климатической зоны отмечают следующие допустимые предельные концентрации НС1 в воздухе: при долговременном воздействии 0,1 мг/м3; при кратковременном - 0,2 мг/м3.

Действие газообразных загрязнителей на растения в значительной мере определяет благополучие всей экосистемы.

 

Заключение

 

Цирконовые концентраты служат исходным сырьем для получения металлического циркония, а также для выплавки ферросплавов и производства химических соединений (сульфатоцирконаты, основной хлорид, основной карбонат).

Циркон практически не разлагается соляной, серной и азотной кислотами. Для его разложения с целью перевода циркония в раствор используют большей частью спекание (или сплавление) с содой или спекание с карбонатом кальция (мелом).

При нейтрализации сернокислого раствора, содержащего значительный избыток кислоты, содой или аммиаком, гидролитическое выделение основного сульфата циркония не происходит.

Это объясняется тем, что в таких растворах цирконий находится в составе прочных анионов [ZrO(SО4)2]2-, образующих с катионами натрия и аммония хорошо растворимые соли.

Суточная производительность равна 200:340=0,59 т/сут.

 

Литература

 

1. Зеликман А.Н., Меерсон Г.А. Металлургия редких металлов. М.,Металлургия, 1973. 607 с. с ил.

. Зеликман А.Н. М., Металлургия редких металлов Металлургия, 1980. 328 с.

. Старк С.Б. Газоочистные аппараты в металлургическом производстве Металлургия 1977.

. Варенков А.Н., Костюков В.И. Химическая экология и инженерная безопасность Металлургия 2000.