Технология эльтениенте
Вопрос 3. Технология «Эльтениенте» (Чили).
Процесс Эльтониентэ – разработка Чили. Более подробно – см. монографию.
Фактически конвертер представляет собой конвертер, но в отличие от аналогичного процесса имеет большую длину и характеризуется совместной с концентратом переработкой жидкого штейна. На воздушном дутье тепловой баланс напряженный, не замыкается. Поэтому часть тепла вносят с теплотой жидкого штейна, часть сухого концентрата вдувают вместе с квс через фурмы. Другую часть грузят на поверхность ванны, через горловину. Конструктивно горловина смещена по горизонтали от фурм.
Плавка ведется на черновую медь или на белый мат 72-77%. Плавка на черновую медь характеризуется богатыми шлаками. Выпуск шлака и мата осуществляется с противоположных концов конвертеров. Так реализуется принцип противотока и увеличивает полноту протекания реакций штейно-шлакообразования. Предусматривается глубокая сушка концентрата 0,2% для увеличения производительности и уменьшения добавок в штейн.
Технико-экономические показатели нарамда Порт-Кэмбла (Австралия) Калетонос (Чили)
Показатели | Порт-Кэмбла | Калетонес |
Длина (диаметр) реактора, м | Рекомендуемые материалыFREE Маран Программная инженерия Техническое задание -10% Все письменные КМ под ключ за 3 суток! (КМ-6 + КМ-7 + КМ-8 + КМ-9 + КМ-10) -44% Задача 6.1 + Задача 6.2 -22% Задача 6.1 + Задача 6.2 Сессия 1. Математический анализ. Полный разбор билетов ( практика + теория). 26 вариантов. 17,5 (4,5) | 21 (4,2) |
Высота слоя шлака (штейна), м | 0,3 (1-1,1) | 0,5 (1,2) |
Число вспомогательных горелок | 2 | нет |
Количество фурм (общее), шт. | 35 | 47 |
Диаметр фурм, мм | 50 | 60 |
Производительность (тонн в сутки, концентрат) | 800-900 (26%) | 1550 (31% по меди) в фурмы |
Кремнистые флюсы | 90-100 | 190 (91% SiO2) |
Оборотная пыль | 10-12 | - |
Оборотные материалы | 80-100 | 240 |
Концентрация кислорода в дутье, V% | 38-40 | 31 |
Расход дутья, м3/час | 1200-1320 | 1380 |
Расход кислорода на тонну концентрата в кг | 140-160 | 160 |
Производительность, тонн/сутки | 400-500 (70%ый штейн) | 700 (75% меди) |
По шлаку | 500-600 (3-4% меди) | 1200 (7%) |
Объем отходящих газов, тыс. м3/час | 37,8 – 40,2 | 150 |
Концентрация SO2 в отходящих газах, V% | 16 | 12,5 |
Эльтаниэнтэ используется на заводе Калитонес, Чукикамата, Потрерильос, Лас Вентанас (Чили).
Лекция 10. Характеристика зарубежных АП второй группы
Вопрос 1. Характеристика технологии «Норанда».Процесс непрерывной плавки, совмещенный с конвертированием, проводимый в цилиндрическом агрегате типа конвертера. Разработан в Канаде фирмой « Норанда Майнз». Первые испытания были проведены в 1968 г. на заводе «Горн» (Канада). Промышленное внедрение комплекс «Норанда» получил на заводе «Гарфильд» (США) в 1973 году. Впоследствии был реконструирован (1979) в конвертер -реактор, где применяли дутье, обогащенное кислородом ( до 34 %об.) C этого времени технология в аппаратах данного типа называется как модифицированный процесс « Норанда» на дутье, обогащенном кислородом [4,25,119]. Данную технологию применяли на Чилийских заводах «Калетонес и «Чукикамата» и на заводе « Бор» Югославия). На заводе Порт-Кэмбла ( Австралия) в 1990 году шахтные печи были заменены на агрегат Норанда.
В процессах Норанда используют большие цилиндрические конвертера длиной 21.3 и диаметром 5.2 м (рис. 1). Фурмы установлены по всей длине агрегата в количестве 60 шт., диаметром 54 мм. Шихту непрерывно загружают в реактор через отверстие в торцевой части конвертера или вдувается через некоторые фурмы. Концентрат, содержащий 25 % и 30 % S, подсушивают до влажности 7 % и сырые окатьши вместе с флюсами загружают в печь. Газы отводятся через горловину в напыльник.
Для регулирования теплового режима конвертера периодически на торцевых горелках сжигают топливо ( природный газ, мазут), а также загружают уголь.
При работе на воздушном дутье газы содержат 7 % SO2 и после очистки, их направляют на производство серной кислоты. Обогащение дутья кислородом до 30 % повышает концентрацию SO2 в районе аптейка до ~ 25 %. Содержание SO2 в отходящих газах сернокислотной установки <0.4%. Извлечение серы 85 % и пылевынос ~3%.
Первоначально процесс Норанда использовали для получения непосредственно черновой меди, но при этом были получены богатые шлаки ( 8-12 % Cu). Плавка на богатый штейн ( > 70% Cu) приводила к получению более бедных шлаков, содержащих %. мас: 5Cu; 22 SiO2; 40Fe. В дальнейшем эти шлаки отравляли на флотацию, в результате были получены хвосты флотации (до 0.25-0.4%Cu) и медный концентрат (25-35%Cu,) возвращаемый в шихту плавки. Потери меди составляли ~ 0.75 %.
Процесс по способу Норанда отличается высокой производительностью. При обогащении дутья кислородом 30%, проплав шихты достигал 1800 т/сут.
Таким образом, плавка медных концентратов в конвертерах отличается высокой производительностью, возможностью получения кондиционного для производства серной кислоты газа и выхода на автогенный режима плавки ( Эль-Тениенте ).
Вопрос 2. Технология «Мицубиси»
Это японский процесс и представляет непрерывную плавку медного концентрата до черновой меди ведущийся в трех стационарно- и каскадно- расположенных печах соединенных между собой закрытыми желобами.
S – плавильная печь, CL – печь обеднения шлака, С – конвертерная печь (см. рисунок на доске).
1 печь – плавильная, 2 печь - обеднения шлака, 3 - конвертерная печь.
Расплавы поступают из печи в печь самотеком по закрытым желобам. Такая организация процесса дает то, что отпадает необходимость транспортировки расплавов ковшами, соответственно отсутствуют мостовые краны большой грузоподъемности. Улучшается экологическая обстановка в цехе, так как все агрегаты и желоба закрыты. Так снижаются капитальные и эксплуатационные затраты. Плавильные и конвертерные печи могут быть легко рассчитаны на различную годовую производительность. Исходя из увеличения производительности на каждые сто тысяч тонн, приводит к увеличению диаметра печи на 1 метр, печи круглого сечения. Это единственный в мире непрерывный способ получения черновой меди. Первая установка производительностью 48 тысяч тонн меди в год внедрена на заводе На-ашима 1974 году. 1982 году производительность удвоена до 96 тысяч, в 88 году технология запущена на заводе КИдд-Крик в Канаде. В 91 году на заводе в На-ашима пущена новая линия производительностью 200 тысяч тонн в меди. 98 год пущен завод Онсан Южная Корея производительность 160 т.тонн 1998 год завод Гресик Индонезия 200т.тонн/год. 2000 год конвертерная печь завод Порт-кэмбла Австралия. Так сейчас в мире работают 5 установок митсубиси.
Вопрос 3. Практика работы завода «Гресик» Индонезия
Строительство завода было начато в 1996 году, введен в эксплуатацию полной мощностью в 1999 году. 200 000 тонн.
· Финансовые затраты – 626 000 000$.
· Переработка медного концентрата – 656 тысяч тонн в год, кварцевый флюс – 98 тысяч тонн, известь – 43 тысячи тонн, уголь – 23 тысячи тонн.
· Потребление электроэнергии 267 540 мВт/год
· Природный газ = 12,23 млн. м3/год
· Технологический кислород (80% КВС) = 161,2 млн. м3/год
· Техническая вода 175 м3/час
· Морская вода (на охлаждение) = 12 000 м3/час
· Производство катодной меди 220тыс.тонн
· Драг.содержащего шлама золото 3%, серебро 6-10%, всего 1000тонн в год. Отвальный шлак 0,6-0,7% меди 530000 тонн в год, теллурит 50 тонн, гипс 31000 тонн, серная кислота 600000 тонн.
Предприятие перерабатывает концентраты, доставляемые морским путем. Состав: медь 31%, ЖЕЛЕЗО 23%, СЕРА 31%, свинец 0,16, ЗОЛОТО 16г/т. Концентрат выгружают в ангары грейферными кранами, из которых по системе ленточных конвейеров протяженностью 2 км подают в трубчатую сушильную печь отапливаемую природным газом 480-500м3/час при Т 280-300 градусов. Очистку топочных газов ведут в рукавных фильтрах. После сушки концентраты с влажностью 0,5% пневмо- транспортом подают в пневмо-камерные насосы, там с углем, кварцевым флюсом (морской песок и оборотным конвертерным шлаком дуют в плавильную печь через 10 специальных вертикальных фурм диаметром 100мм с (КВС) 57% кислорода со скоростью 150-200 м/с. При давлении 1,2 атм. Расход угля 2-3% от массы шихты и зависит от подаваемого в печь кислорода. Фурма состоит из 2х частей. В верхнюю часть подается шихто-воздушная смесь, а нижняя часть постоянно вращается, с целью предотвращения на ней настыли и прихватывания к своду печи. Содержание кислорода в технологическом кислороде не превышает 80%, это оптимально с точки зрения минимума энергетических затрат.
Плавильная печь 1 представляет собой футерованный цилиндр диаметром 11,5 и высотой 4 м толщина футеровки 0,35 м. Система управления дает возможность менять производительность на каждой фурме. Применение вертикальных фурм дает качественное перемешивание и высокую степень захвата твердых составляющих шихты, поэтому пылевынос 3% от наконечника фурмы до зеркала ванны 0,7 м при общей высоте расплава 1,5м.
Процесс плавки характеризуется непрерывным образованием штейно-шлаковой смеси, которая поступает в электропечь 2 по закрытому, водо-охлаждаемому желобу. Выход расплава в желоб происходит через сифон. Печь 2 - это электропечь 6 графитовых электродов диаметром 400мм и длинной 1,8м. В месяц меняют 7 электродов 40-45кВт на тонну шлака.
Шлак (медь 0,6-0,8%, SiO2 36-37%, Fe 40-42%). Постоянно вытекают и отправляются на грануляцию. Плавильный шлак является товарной продукцией и идет на строительство дорог и на цементные заводы. Штейн с содержанием меди 67-68% непрерывно отводится через сифон в печь конвертирования 3. Печь 3 аналогична печи 1, но она меньшего диаметра (8 метров), там тоже применяются вращающиеся вертикальные фурмы для подачи известкового флюса, холодных присадок, разных материалов и КВС 32-35% кислорода. В печь через отверстие в своде грузят анодный скраб. Конвертирование ведется с получением феррит кальциевых шлаков. Непрерывно вытекают и гранулируются в воде.
Футеровка печей 1 и 3 по высоте шлаковой ванны выполнена с применением медных закладных водоохлаждаемых элементов, комбинированных с огнеупорами. Эффективность использования квс 98-99%. Отходящие газы от печей 1-3 содержат SO2 28-30%. Пыль оседает в электрофильтрах. В товарной точке 16-17%SO2 температура газов после радиационной части 900градусов Цельсия. Пар из КУ 37 атм 40 тонн в час идет на производство электроэнергии из расчета 20кВт часов на тонну пара. За чет пара покрывается 20% потребностей завода в электроэнергии.
Перед продувным отделением СКЦ добавляются газы электропечи обеднения и анодных печей, перед сбросом в атмосферу газы проходят известковую очистку с получением гипса, он идет на стройку.
Черновая медь выпускается из последней, конвертерной печи 3,через сифон в одну из 3 поворотных печей по 450 тонн, которые отапливаются природным газом. В них проводят полный цикл огневого рафинирования, в качестве восстановителя применяют мазут. Готовая анодная медь отливается в непрерывный плоский слиток (лента) на разливочной машине типа ХАЗЕЛЕТ МАНЕСМАН. В России контеланод со скоростью 100 тонн в час. Далее из ленты с помощью пресса манессман выштамповываются аноды. Таким образом, на вход схемы непрерывно подается рудное сырье через фурмы, а на выходе непрерывно получают аноды. На плавильном комплексе постоянно 1 раз в час анализируют состав поступающего в плавку концентрата и продуктов разделения штейна и шлака, а также продуктов конвертерных переделов. Весь процесс полностью автоматизирован.
Комплекс останавливается 1 раз в 1,5 месяца для ППР и 1 раз в 2 года для проведения капитального ремонта, затраты на него примерно 3.000.000$. Электролиз анодов ведут по технологии айза (безосновный) в полимер бетонных ваннах 330кВт/час на тонну меди, образующийся в процессе электролиза шлам идет на завод Наошима (Япония). Численность персонала на заводе Грессика составляет 550 человек. Степень использования всего оборудования 96%.
Митсубиси меди 25000 тонн, золото 60кг, серебро 480кг, платина 360кг, палладий 1,5 тонны, серная кислота 600000.
Вывод:
Вместе с этой лекцией читают "Классификация банков данных".
1. Технология митсубиси отвечает самым современным требованиям экологии и технико-экономическим требованиям.
2. Низкие капитальные затраты, так как нет ковшевого хозяйства и больших кранов. Нет необходимости в шлаковозах, так как продукты перетекают самотеком по закрытым желобам. От того все круто.
Высокая эффективность процесса митсубиси обусловлена во многом, высоким качеством перерабатываемых концентратов: мало мышьяка, сурьмы, ртути, много серы. Применения уральских медноцинковых концентратов и ввод в схему большого количества цинка и мышьяка привело бы к появлению цинковистых настылей на основе сульфида цинка и ферида цинка. Приводили бы переводу в промежуточный слой большого количества магнетита. Это нарушает формирование фаз в отдельных печах комплекса, а повышенное содержание мышьяка и сурьмы перевело бы их в возгоны, шлаки и к накапливанию в промывном отделении сернокислотного цеха.
При переработке сырья типичного для уральских предприятий, невозможно получать богатые штейны в плавильной печи >67% при работе на силикатные шлаки, в следствие перокисления и вспенивания шлака. (реакция восстановления магнетита).
3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO.SiO2) + SO2 ^