Технологическая схема приведена на рис. 1.
По характеру физико-химических процессов в печи можно условно выделить 3 зоны.
Для третьего пункта, действие происходит в объеме.
Каждой зоне соответствуют характерные для нее физико-химические превращения.
Протекают процессы диссоциации высших и комплексных сульфидов с частичным их окислением кислородом дутья. Медь в концентрате представлена халькоперитом CuFeS2, CuS ,FeS2,CaO ,Al2O3 MgO+{O2 }дутья+ [SiO2] флюс= [Cu2S-Cu2O-FeS-FeO-Fe3O4]+(CaO+Al2O3-MgO)+SO2+Q. Образуется оксисульфидный расплав[Cu2S-Cu2O-FeS-FeO-Fe3O4] и система из породообразующих соединений(CaO+Al2O3-MgO).
См. схема 1
Оксисульфидная система FeS-FeO, которая является основой, (матрицей), гомогенного жидкого расплава представляет основу жидкости, в которой растворяются тугоплавкие нерудные оксиды СaOAl2O3 MgO. Оксисульфидная система FeS-FeO характеризуется широкой областью гомогенности, соответственно диаграммы состояния FeS-FeO по мере растворения в расплаве псевдо двойной системе FeS-FeO нерудных оксидов происходит разрыв гомогенности в системе [Cu2S-Cu2O-FeS-FeO-Fe3O4]. За счет протекания реакций по схеме 2= [Cu2S-Cu2O-FeS-FeO-Fe3O4]+(CaO+Al2O3-MgO)= [Cu2s-Fes-Fe3O4]штейн +(FeO-Fe3O4-Cu2O-SiO2-CaO-Al2O3-MgO)шлак.
На поверхность ванны попадает расплав в капле, который представляет собой сформировавшийся штейн и первичный шлак по схеме 2. Кремнезем флюса полностью не усваивается в зоне 1 шихтового факела, что является основной причиной образования только первичного шлака. В зоне 2 поверхность ванны содержит избыток кремнезема. Учитывая так же низкую плотность SiO2, кремнезем находится на поверхности. В этих условиях проходят реакции последующего окисления сульфидов кислородом первичного шлака, среди которых большее значение имеет реакция взаимодействия FeS + 3Fe3O4 + 5SiO2 = 5(2FeO.SiO2) + SO2 – q (3)
Реакция (3) – основная реакция, обеспечивающая десульфоризацию, в результате которой образуется штейн конечного состава.
2FeO.SiO2 - фаялит, иная форма записи – бисиликат закиси железа, Fe2SiO4
Фаялит является матрицей (основой) силикатных шлаков. В результате формируется равновесный со штейном конечного состава конечный шлак.
В третьей зоне происходит расслоение (разделение) механической невзаимодействующей друг с другом фазой штейна конечного состава, шлака конечного состава с образованием конечных продуктов – штейна и шлака.
Важно иметь в виду, что сразу штейн и шлак конечного состава не формируется, а его образование идет через первичные оксисульфидные и первичные оксидные составы.
Feе+ Fe3+(Fe3O4)
Процесс окисления серы и ее переход в газовую фазу завершается на расстоянии 3 калибра от устья шихтовой форсунки.
Калибр есть отношение длины факела к диаметру. Аналогично и максимальное тепловыделение наблюдается в этом же диапазоне.
Вопрос 3. Технологическая схема производства с использованием КФП следующая
Промышленный комплекс КФП состоит из кислородной станции, металлургического и сернокислотного переделов. Металлургический передел имеет отделения мокрого шихтоприготовления, глубокой сушки шихты, плавки шихты, охлаждения газов и пыли, очистки газов от пыли.
Остановимся кратко на основных переделах.
Составление шихты для КФП, включающей концентрат и кремнистый флюс, осуществляется "мокрым" способом подачей дозируемого потока пульпы кварцевого флюса в сгуститель для концентрата. Концентрат содержит 16 - 20 % Сu, 32 - 37 % S, 3 - 5 % SiO22. В качестве кварцевого флюса используются хвосты от обогащения медных руд, медная руда с повышеным содержанием кремнезема (70 %) и главным образом золотосодержащие кварцевые руды.
Шихту сушат в две стадии: в сушильных барабанах до влажности 6 -8 % и в вертикальных трубах-сушилках до влажности < 1 %.
Кладка печи КФП выполнялась из хромомагнезитового кирпича и защищалась от разрушения особыми кессонами большой длины из катаной меди размером 65 х 65 мм (т.е. по толщине кирпича), охлаждае мыми водой. Отвод газов из печи осуществлялся через свод примерно посередине длины пламенного пространства для создания плавильной и обеднительной зон. Важнейшая особенность КФП - применение в качестве дутья технологического кислорода с содержанием 95 -98%02.
Штейн, содержащий 40 - 50 % меди, выпускался из печи через шпуры и сифоны в ковши, транспортируемые мостовыми кранами к конверте рам. Шлак из печи через летки, расположенные ниже уровня зеркала ванны, заливается в шлаковозы и направляется в хранилище (отвал). Частично он перерабатывался методом флотации совместно с рудой. Содержание кремнекислоты в шлаке 30 - 34 %.
Печные газы и выносимая ими из печи пыль направляются через соединительный газоход в газоохладитель; температура газов 1250 -1350 °С. Количество выносимой пыли составляет
6 % от проплавлен ной шихты. Запыленность газов составляет 300 - 400 г/м3 на входе в котел и 200 - 250 г/м3 на выходе из него. Далее газы по соединительно му газоходу направлялись в сборный коллектор.
Вопрос 3. Т-э показатели процессса, преимущества, недостатки, перспективы.
Основные технико-экономические показатели работы комплекса КФП следующие:
Удельный проплав шихты, т/(м2 • сут.)... 15 — 16
Содержание меди, %:
в штейне 40
в шлаке 0,7
Извлечение меди в штейн, % 97,2
Содержание 502 в газах, % 75
Отработка основных узлов КФП при освоении промышленного комплекса Алмалыкского горно-металлургического комбината продолжается в настоящее время для дальнейшего совершенствования процесса и его аппаратурного оформления.
Одним из перспективных направлений усовершенствования работы агрегата КФП является переход на работу с вертикальными короткофа-кельными горелками. Это повысит полноту окисления сульфидов в реакционной зоне, снизит пылевынос и улучшит тепловую работу печи в целом.
Недостатки:
Высокая скорость окисления сульфидов и переокисления двухвалентного железа до трехвалентного. Трехвалентное железо ассоциируется с магнетитом. В результате наблюдается повышенное содержание магнетита в шлаке, следовательно, и высокие потери меди со шлаком. Это требует дополнительного внутрипечного обеднения.
Необходимость тщательной шихтоподготовки. Требуется сушка концентрата до влажности менее 1%, измельчение до крупности 0,5-1,5мм.
Практика работы комплекса на АГМК показала, что зарастает аптейк. Повышенное пылеобразования приводит к зарастанию горизонтального аптейка, соответственно, теряются редкие металлы с пылью и уменьшается сечение газохода.
|
Скачать 14.69 Mb.