ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБЖИГА В ПЕЧАХ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЦИНКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических наук, профессор
 Скачать 6.68 Mb.
|
 Рисунок 3.5 – Фотографии частицы цинкового концентрата после обжига с пористой поверхностью (слева) и оплавленных включений между частицами По результатам химического анализа продуктов обжига в виде частиц и включений можно сделать вывод о легкоплавкости включений представляющих собой до обжига сульфидные смеси с размерами порядка нескольких микрометров. Можно с большой уверенностью предположить, что именно примеси цинковых концентратов находясь в виде включений, являются ответственными за процессы укрупнения огарка при обжиге. Наличие пористых и оплавленных частиц в огарке с одинаковым химическим составом говорит о длительности происходящих процессов оплавления частиц. Используя существующее оборудование в виде муфельных печей, был проведен ряд опытов с целью определения факторов, влияющих на спекание концентратов в процессе обжига. Для этого использовалась методика обжига концентратов в керамических лодочках при различной температуре с различным временем выдержки, которая описана в предыдущей главе. Для испытаний были отобраны цинковые концентраты с различных горно- обогатительных комбинатов. Химический состав концентратов представлен в таблице 3.2. Таблица 3.2 – Химический состав цинковых концентратов
* - водорастворимые соединения Как видно из таблицы, в каждом концентрате содержится различное количество примесей. Целью обжига данных концентратов в лодочках в муфельной печи было определение влияние той или иной примеси на процесс спекания концентрата при обжиге. Для этого была проведена серия опытов по обжигу концентратов при различных температурах. Первоначально обжиг производился на образцах различных концентратов, которые были просушены и имели размер частиц менее 1 мм. Для этого все типы концентратов были высушены при температуре 120оС до устоявшегося значения веса и подвергнуты просеиванию на виброситах с размером ячейки 1 мм. Обжиг проводился при температурах 900, 925, 950 и 975 оС. Лодочки помещались в предварительно разогретую печь до температуры опыта на время 1, 2, 4 часа. После выдержки лодочки с обожженным концентратом вынимались из печи и содержимое лодочек анализировалось. Поскольку в данных опытах проверялась способность концентратов спекаться в агломерационные брикеты, химический анализ проводился на степень обжига концентрата (содержание сульфидной серы в огарке), также определялась механическая прочность агломерата, получившегося при обжиге. Механическая прочность определялась по величине усилия, приложенного к агломерационному брикету по форме лодочки, при котором агломерат начинал разрушаться. По результатам данной серии опытов определено влияние температуры на спекание концентратов при обжиге. При 900 оС спекания не было обнаружено ни на одном концентрате из участвующих в опытах, при 925 оС незначительное спекание было отмечено у концентратов №4, №6, слабое спекание у концентратов № 2, №3, среднее спекание у концентрата №1 и сильное у концентрата №5. Дальнейшее увеличение температуры обжига до 950 оС привело к образованию слабого спекания для концентратов №№ 3,4,6, среднему для концентратов №№ 1,2 и сильному для концентрата № 5. При температуре обжига 970 оС слабое спекание осталось только для концентрата № 4, среднее спекание для концентратов №№ 1,2,6, сильное спекание для концентратов №№ 3,5. Определение степени спекания концентрата в связи с трудностями замера усилия разрушения обожженного концентрата несколько условное. По усилиям разрушения брикета обожженного концентрата под воздействием статической нагрузки, замеренных на самодельной установке, сильному спеканию соответствует нагрузка более 500 кПа, среднему от 300 до 500 кПа, слабому от 150 до 300 кПа, незначительное спекание – менее 150 кПа. Данное разграничение имеет чисто условный характер, так как не отображает процесс обжига, происходящий в промышленной печи. Тем не менее, данные обжига различных концентратов позволяют дать качественную оценку поведения того или иного концентрата в промышленных печах при тех или иных технологических параметрах. В процессе проведения вышеописанных опытов по обжигу различных концентратов выявлено влияние на спекание концентрата размера его частиц (гранулометрический состав). Как было отмечено в главе 2, сульфидный цинковый концентрат, поступающий на обжиг, представляет собой смесь из исходных флотационных частиц с размерами менее 100 мкм и конгломератов данных частиц с размерами до нескольких миллиметров (см. таблицы 2.1, 2.2). Причем механическая прочность и размер частиц концентратов во время погрузочно-разгрузочных работ, транспортировки и хранения зависит от множества факторов, что вносит существенные коррективы поведения при обжиге одного и того же концентрата с одинаковым химическим составом. Для определения зависимости спекания определенного концентрата при обжиге от гранулометрического состава была проведена другая серия опытов. На рисунке 3.6 показан внешний вид обожженного цинкового концентрата ЦК №1 с различными размерами частиц концентрата. Из фотографии видно, что чем меньше размер частиц концентрата, тем более плотная структура спекшегося концентрата. Механическая прочность получившихся спеков также зависит от размера частиц. Усилие, при котором начинается разрушение спека, состоящего из частиц с размерами менее 45 мкм, оказалась в 3,5 раза выше усилия, при котором начинается разрушение спёка состоящего из частиц 200 – 500 мкм.  Рисунок 3.6 – Фотография полученных спёков ЦК №1 при обжиге в лодочках при температуре 950 оС На рисунке 3.7 представлена фотография спёков цинкового концентрата ЦК №4, которые были получены при обжиге в аналогичных условиях. Для данного концентрата значения механической прочности спёков с размерами частиц менее 45 мкм оказались в два раза больше значений механической прочности спёков с размерами частиц 200 – 500 мкм. Анализируя полученные данные по обжигу различных цинковых концентратов, удалось выявить ориентировочный размер частиц цинкового концентрата, при котором происходит резкое снижение нагрузки необходимой для разрушения образца. Отмечено, что спеки огарка, полученного из частиц цинкового концентрата размером менее 100 мкм, имеют плотную структуру, и величина нагрузки для разрушения образца остаётся постоянной величиной (с учетом погрешности измерений). Спеки огарка, состоящего из частиц цинкового концентрата размером более 100 мкм, имеют тенденцию к зернистости и рыхлости спека, при этом прилагаемая нагрузка для разрушения образца падает в несколько раз и в среднем составляет 150 кПа. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||