ед. Санияз 10. В свинцовом производстве используют агломерационные спекательные машины двух типов с прососом воздуха через слой шихты сверху вниз и продувом шихты воздухом снизу вверх
 Скачать 328.91 Kb.
|
|
В свинцовом производстве используют агломерационные спекательные машины двух типов: с прососом воздуха через слой шихты сверху вниз и продувом шихты воздухом снизу вверх. Обжиг и спекание шихты происходит на спекательных тележках (паллетах). Паллета представляет собой стальной или чугунный короб с днищем из чугунных колосников. Каждая паллета опирается на четыре ходовых ролика, которые в верхней части катятся по горизонтальному рельсовому пути, в нижней - по направляющим, наклоненным под углом 3-5° к горизонту. Подъем и перемещение паллет производится с помощью приводных звездочек. Нижние края паллет плотно прижаты к бортам стальных вакуумных камер, соединенных с эксгаустером. Разрежение в камерах составляет 1,5-8 кПа. Шихта агломерации поступает в бункер над аглолентой, с помощью маятникового питателя ее загружают на движущиеся паллеты. Зажигание шихты осуществляется под горном при прососе воздуха. Окончание спекания совпадает с прохождением паллетой последних вакуум-камер, над которыми просасываемый воздух охлаждает спек. На закругленной направляющей разгрузочного участка тележка переворачивается, ударяется о предыдущую и от общего массива агломерата отрывается кусок, равный длине паллеты. Выпавший спек попадает на колосниковый грохот, затем поступает в дробилку и вновь на грохот. Верхний продукт грохота крупностью +20-100 мм является готовым агломератом и идет в плавку. Нижний продукт грохота измельчают и вводят в шихту как оборотный агломерат. Удельная производительность агломерационных машин изменяется от 8-10 т/(м2сут) (для свинцовых концентратов) до 20-25 т/(м2сут) (для медного и никелевого сырья). Расход топлива на зажигание шихты составляет 1,5-2,0 %. Существенный недостаток агломерационных машин с прососом для спекания сульфидного сырья - сильное разубоживание обжиговых газов воздухом. Вследствие этого среднее содержание SО2 в отходящих газах не превышает 1,5-3,0 %. Особенно разубоживаются обжиговые газы в хвостовых вакуумных камерах. Для предотвращения разбавления богатые серосодержащие газы отбирают из головных камер и направляют на производство серной кислоты, а бедный газ из хвостовых камер либо используют как оборотный, либо выбрасывают. Кроме того, недостатком агломерации с прососом воздуха является получение рыхлого, недостаточно прочного агломерата и приваривание спека к колосникам паллет. Эти недостатки в значительной степени устраняются при использовании агломерационных машин с подачей дутья снизу вверх. Вся рабочая часть такой агломашины оборудована укрытием (колпаком) для сбора серосодержащих газов. Пространство в колпаке условно разделено на две зоны - богатого и бедного (в хвостовой части) газа, которые отсасываются раздельно двумя вентиляторами. Богатые газы, содержащие 5-7 % SO2, направляют на производство серной кислоты, бедные - 2-2,5 % SO2 или, отправляют в оборот в первые дутьевые камеры (рециркуляция), или после пылеочистки выбрасывают. Дутьевые агломашины имеют три бункера: для постели, зажигательного слоя и основной шихты. Зажигательный горн расположен между питателями зажигательного слоя и основной шихты, под ним находится одна вакуумная камера. На зажженный слой загружают основную массу шихты, при этом меняется направление дутья, нижний горящий слой поджигает шихту, и ее горение перемещается снизу вверх. Агломерационные машины с дутьем имеют в 1,5-2 раза большую удельную производительность (13-18 т/(м2сут)), устраняют припекание шихты к колосникам, позволяют повысить степень использования серы из газов, обжигать шихту с более высоким содержанием свинца. В отечественной цветной металлургии наибольшее распространение получили агломерационные конвейерные машины марок АКМ-50 и АКМ-75. Техническая характеристика этих машин приведена ниже: Таблица 1
Агломерационная машина (см. рис.1) имеет в качестве основного элемента замкнутую ленту (конвейер) из отдельных спекательных тележек-паллет. Тележка - это опирающаяся на четыре ролика колосниковая решетка с продольными бортами; тележки движутся по направляющим рельсам под воздействием пары приводных звездочек. На горизонтальном участке ленты тележки плотно примыкая друг к другу, образуют движущийся желоб с дном в виде колосниковой решетки. Под тележками рабочей ветви ленты расположено 13-26 вакуум-камер, в которых с помощью эксгаустера создают разрежение 10-13 кПа. Ширина ленты составляет 2-4 м, число тележек в ленте от 70 до 130, скорость ее движения 1,4-7 м/мин; площадь спекания действующих машин равна 50-312 м2.  1 - бункер для шихты; 2 - питатель; 3 - ведущие звездочки; - холостая ветвь; 5 - зажигательный горн; 6 - вакуум-камеры Расчет рационального состава свинцового агломерата Таблица 2
Расчет оптимального состава шихты агломерирующего обжига свинцовых концентратов Свинцовый концентрат, %: 48 Pb; 5,5 Zn; 1,5 Cu; 6,2 Fe; 15,3 S; 1 CaO; 4 SiO2; 2,5 Al2O3; 15,7 прочие. Кварцевая руда, %: 90 SiO2; 5 CaO; 5 прочие. Железная руда, %: 133 FeO; 5 SiO2; 5 CaO; 5 прочие. Известняк, %: 50 СаО; 10,0 SiO2; 58 FeO; 30 прочие. Рассчитываем количество флюсов подаваемых в шихту агломерирующего обжига для получения при плавке шлака следующего состава, %: 23,6 SiO2; 39,6 FeO; 12,3 CaO; 20 ZnO; 1,6 Pb. Извлечение цинка в шлак принимаем 90 %. Тогда в шлак переходит цинка: ,5·0,90 = 4,95 кг, оксида цинка в шлаке - 4,95·81,4/65,4 = 6,16 кг. Отсюда выход шлака составляет 6,16·100/20 = 30,8 кг. В этом количестве шлака содержится, кг: Кремнезема: 30,8·0,236 = 7,2 кг; оксида железа (II) : 30,8·0,396 = 12,19 кг; оксида кальция: 30,8·0,123 = 3,7 кг. В шлак перейдет полностью кварц и оксид кальция из концентрата. Тогда с флюсами потребуется добавить следующее количество шлакообразующих оксидов, кг: Кремнезема: 7,2 - 2,5 = 4,7 кг; Оксида железа (II): 12,19 - 6,2  71,8 : 55,8 = 4,29 кг;Оксида кальция: 3,7 - 1 = 2,7. Обозначим через Х - количество кварцевой руды, через у - количество известняка, через z - количество железной руды. Используя данные о составе флюсов составляем три уравнения: Для кремнезема: 0,9х + 0,010у + 0.05z = 4,7 Для оксида железа (II): 0,58у + 0,133z = 4,29 Для оксида кальция: 0,05х + 0,5у +0,05z = 2,7  Δ = 0,0145 + 0,05985 + 0 - 0,0261 - 0,0000665 - 0 = 0,04818535 Δх =  = 0,145854Δу =  = 0,10961Δz =  = 0,63595х =  = 3,027 кгу =  = 2,274 кгz =  = 13,198 кгТаблица 3 Количество и состав шлакообразователей
Таблица 4 Состав шихты на 100 кг свинцового концентрата без учета расхода оборотного агломерата
Содержание серы в шихте без оборотного агломерата составит: ,3·100/118,499 = 12,91 %. Для снижения содержание серы в шихте до оптимального ( 6-8 %) в шихту добавляют оборотный агломерат. Рассчитываем окончательный состав шихты агломерирующего обжига. Для этого необходимо найти содержание серы в готовом агломерате. Принимаем, что степень десульфуризации при плавке агломерата в шахтной печи составляет 25 %, поэтому с учетом серы, перешедшей в штейн при плавке, в агломерате можно оставить следующее количество серы, кг: 1,623·100/75 = 2,164. Выход агломерата от массы шихты обжига по производственным данным находится в пределах 88-93%. Принимаем в расчетах 92 %, тогда масса агломерата составит, кг: 118,499·0,92 = 109,02. В этом агломерате должно содержаться серы, %: 2,164·100/109,02 = 1,984. Обозначим через х - количество оборотного агломерата в 100 кг шихты оптимального состава. Составим уравнение материального баланса обжига по сере: (100 - х)·0,1598 + 0,0188х = 7, где 0,1598 - содержание серы в шихте без оборотного агломерата, доли ед.; 0,0188 - содержание серы в агломерате; 7 - количество серы в 100 кг шихты оптимального состава, кг; х = 63,68, т.е. на каждые 36,32 свежей шихты требуется вводить 63,68 кг оборотного агломерата, что от первоначальной шихты составит: ,68·100 : 36,32= 175% Выход агломерата от свежей шихты составит 36,32·0,92 = 33,41 кг, а с учетом оборотного агломерата составит 63,68 + 33,41 = 97,09 кг. В агломерате останется серы 97,09 · 0,0188 = 1,825 кг. Десульфуризация при обжиге составит (7-1,825) · 100 : 7 = 73,9%. Данные о составе шихты сведем в табл. Таблица 5 Оптимальный состав шихты агломерирующего обжига свинцового концентрата
В шихту оптимального состава добавляют 7-9% воды. Вода повышает газопроницаемость шихты и выполняет роль терморегулятора в процессе агломерирующего обжига. Расчет процесса агломерирующего обжига свинцовых концентратов Окислительно-агломерирующий обжиг проводят на ленточный спекательных машинах путем продувки воздуха через слой шихты. В результате взаимодействия сульфидов металлов с кислородом образуются оксиды металлов и сернистый ангидрид и выделяется большое количество тепла. Сернистый ангидрид переходит в газовую фазу. В зависимости от содержания диоксида серы в газовой фазе ее условно делят на богатую и бедную. При обжиге в газовую фазу также переходят мельчайшие частички шихты и летучие соединения металлов. Крупные куски агломерата направляют на восстановительную плавку, а мелкие куски - в оброт для приготовления шихты агломерирующего обжига. Для выполнения расчета процесса обжига требуется сделать следующее: . Рассчитать расход воздуха на горение топлива, применяемого для зажигания шихты; . Вычислить расход воздуха для окисления сульфидов металлов шихты; . Определить количество богатых и бедных отходящих газов; . Составить материальный баланс процесса обжига. Состав шихты, поступающей на агломерирующий обжиг, принят такой: Свинцовый концентрат - 30,64%; Кварцевая руда - 0,92%; Железная руда - 4,04%; Известняк - 0,69%; Оборотный агломерат - 63,68%. Зная массы компонентов шихты и их химические составы, можно рассчитать химический состав «сырой» шихты. Свинцовый концентрат: Pb: 30,64·0,48 = 14,70: 30,64·0,055 = 1,68: 30,64·0,015 = 0,45: 30,64·0,062 = 1,89: 30,64· 0,153 = 4,68: 30,64 · 0,01 = 0,30 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
