Ап с погружной фурмой

2020-06-032021-03-09zzyxelСтудИзба

Лекция 11. АП с погружной фурмой. Аусмелт

Вопрос 1. Классификация процессов.

Ксиро (Австралия) третье по распространенности в мире

Есть три технологии

1. Аусмелт

2. Айзасмелт

3. Сиросмелт

Первый пуск в Австралии маунт-айза 1987. Основа- специально разработанная фурма.

Сиросмелт отличается от айза смелт конфигурацией отвода газов

Особенность фурмы аусмелт

По внешней полости (трубе) подается окислитель. По внутренней - подается топливо. Между тубами, для окислителя установлены завихрители (реакторы). Они закручивают поток воздуха во внешней межтрубной области. Это приводит к улучшению смешения окислителя с топливом в камере смешения (концевая часть фурмы). С другой стороы к увеличению коэффициента альфа К (конвективной теплоотдачи) от наружной трубы, что повышает эффективность ее охлаждения. Снижение температуры на трубе, из-за этого на ней образуется гарнисаж. Наконечник заглубляется в расплав на 20см. После сгорания 1м фурмы ее ремонтируют.

Есть еще вариант со сложной фурмой из пяти концентрически труб. В них вместе с окислителем можно давать газ и жидкое топливо (мазут, ДТ, сырая нефть подаются по наружной межтрубной полости), так оно охлаждает корпус фурмы. По мере его прохождения он нагревается для более полного сгорания топлива.

Вертикальная фурма многоцелевого назначения.

Ее можно использовать как для продувки шлакового расплава восстановительной газовой фазой (природный газ, продукты неполного сгорания природного газа – CO, CH₄, H₂), так для организации внутрипечного обеднения шлаков, а так же продувку штейновой фазы воздухом, КВС, обеспечивая необходимую десульфуризацию расплава, так как в этом случае, наряду с сульфидами концентрата, окисляются и сульфиды штейна.

Особенность работы фурмы: работа фурмы протекает в гарниссажном режиме. По мере подачи в наружную межтрубную полость (а фурма по конструкции – труба в трубе) внешний корпус фурмы охлаждается дутьем, поэтому на нем формируется защитный слой шлакового гарниссажа порядка 1,5-2 см.

Основой гарниссажа является магнетит – более 30%.

Преимущества печи Аусмелт: простота в управлении; использование многотопливной фурмы, позволяющей обрабатывать оксидные и сульфидные расплавы восстановительным или окислитеьным факелом за счет изменения коэффициента расхода окислителя альфа; высокая степень использования кислорода дутья (более 90%), возможность создания в области фурмы высокотурбулентной жидкой ванны.

Практика работы медеплавильного завода «Шанси Хуатун Коппер Лтд», г. Хуома, Китай, по технологии Аусмелт.

Процесс был внедрен в 2002 году и через 2.5 недели достиг проектных показателей.

Проектная мощность 35-40 тыс. тонн, технология включает сушку концентрата с исходной влажности от 10% до 1-1,5%.

В качестве флюсов применяют кварцит, охлаждение плавильного агрегата осуществляется орошением кожуха оборотной водой с помощью форсунки. Более поздние решения, в т.ч. Карабаш, предполагают в области контакта корпуса с расплавом чередование кессонов и огнеупорных материалов.

Штейн из плавильной печи Аусмелт по закрытому желобу непрерывно перетекает в печь-отстойник, обогреваемый мазутом.

Шлак из отстойника 0,5 – 0,7% меди направляют на грануляцию, а штейн загружают в следующую печь Аусмелт, выполняющую роль конвертера. Возможно два варианта – когда происходит непосредственно подача жидкого штейна в агрегат, и когда штейн гранулируют, и в конвертерную печь Аусмелт загружают гранулы.

Черновая медь из конвертерной печи Аусмелт через миксер поступает на разлив. Разливочная машина имеет 56 изложниц, охлаждение слитков – водяное, с зонтами вытяжки.

Отходящие газы от плавильной печи проходят через котлы-утилизаторы, сухие электрофильтры, и смешиваются в теплоизолированном газоходе, после чего их подают в СПЦ. Работа завода полностью соответствует требованиям экологии. Фактическое содержание SO₂ в трубе составляет 300-400 ppm (массовых частей на миллион), при ПДК = 500.

Плавильная и конвертерная печи на этом предприятии расположены каскадом для обеспечения перелива расплава. Высота здания составляет порядка 45 метров.

Дополнительными преимуществами технологии являются эффективная утилизация серы, высокое прямое извлечение меди в черновую медь (более 90%), минимальные потери тепла т.к. аппараты герметизированы, короткий срок ввода комплекса в эксплуатацию.

Печь Аусмелт работает при переработке свинцовых концентратов, переработке никелевых концентратов, вторичного сырья цветных металлов.

Презентация 1

Вопрос 2. Оосбенности технологии « КИВЦЭТ»

Презентация 2

Совмещает интенсивное плавление сульфидного концентрата с тангенциальным вводом дутья в циклоне. Когда под воздействием центробежных сил пылегазовый поток закручивается и частица прижимаеся к стенке циклона, интенсивно воспламеняется и плавится. Расплав стекает в отстойную зону. В соответствии с дифференциальным уравнением конвективной диффузии осевые составляющие скорости системы твердая частица – КВС (кислород) высоки, То есть значительны величины относительного движения КВС и частицы. Поэтому процесс конвективной диффузии протекает быстро. Процесс окисления и плавления совпадают во времени. Кинетически процесс окисления сульфидов в таком реакторе протекает, как правило, в переходном, близкому к кинетическому режиму окисления. Циклонная камера - поверхность охлаждается водой, расплав попадая в объем печи, образует слой жидкой ванны.

1 – зона плавления, где стоит циклон

Вторая часть агрегата – зона электролитического обеднения шлака

Эти зоны разделяются водоохлаждаемой перегородкой.

За ней восстановительная атмосфера, там материал подвергается внутрипечному электротермическому обеднению. Туда же загружается кокс (восстановитель). Соответственно отдельные и раздельные маршруты эвакуации газов.

Восстановительная зона – тут происходит восстановление и разрушение магнетита. Существует корелляция между содержанием меди в шлаке и магнетита, если больше магнетита в шлаке, тем больше меди в шлаке. В восстановительной зоне происходит разрушение магнетита. Магнетит увеличивает электрохимические (растворенные) потери меди в шлаке и механические, обусловленные некачественным разделением штейна и шлака в процессе отстаивания.

1. Магнетит увеличивает плотность шлака,

2. увеличивает коэффициент динамической вязкости НЮ

3. снижает межфазное натяжение на границе штейн- шлак

Fe₃O₄ + C(CO) = FeO + CO(CO₂)

С другой стороны медь в шлаке находится Cu2O + FeS в восстановительных условиях, происходит сульфидирование меди и перевод меди шлака в штейн.

(ZnO) + C(CO) => ^Zn₍_г₎ + C(CO₂)

Наряду с обеднением шлака в электротермической зоне происходит восстановление оксидов цинка. Схема та же: Цинк шлака работает с твердым восстановителем и вот так. У цинка низкая температура сублимации и он улетает с газом, так кифцет позволят не только обеднять шлак по меди но и восстановление и возгонку легколетучих металлов Цинк, Свинец, Рений итд.

Существует КИФЦЭТ - ЦС для переработки полиметаллического свинец-цинк содержащего сырья.

Вопрос 3. Схема КИФЦЭТ:

1. Подсушенный концентрат идет в циклонную камеру (центр) и тангенциально вводят КВС со скоростью 150 м/с. Частицы шихты приобретают вращательное движение и отбрасываются на стенки камеры. На поверхности сульфидов 1870-2070к при избытке непрерывно поступающего сульфидного сырья достигается практически полная степень десульфоризации и полное расходование кислорода. Большая часть сульфида окисляется в пленке расплава, так как поверхность расплава экранирована этой пленкой от кислорода газовой фазы.

2. В жидкой ванне окислительной, плавильной зоны протекает:

A) реакция восстановления, разрушения магнетита шлака сульфидами.

FeS + 3Fe3O4 + 5SiO2 = 5 (2FeO*SiO2)+ SO2.

B) Усвоение не усвоившегося в циклонной камере кремнезема и других породообразующих бокситов с формированием шлака первичного состава.

C) Распределение металла между шлаком и штейном.

D) Коалисценция штейновых частиц. И отделение их от шлака.

3. В зоне электропечного обеднения происходит восстановление магнетита углеродом и СО, и восстановления с одновременной возгонкой цинка или чего-нибудь ещё.

В качестве восстановителя применяют уголь или мелкий кокс и процессы восстановления согласно 2х стадийной схеме восстановление происходит через газовую фазу по реакции косвенного восстановления по 2 реакционной схеме восстановления оксидов. При переработке медно-цинкового сырья КИВЦЕТ отработан на двух технологических режимах:

1. Конденсация цинка в жидкий металл, с переводом его в окисленные возгоны. Для этого электротермическая часть аппарата работает под положительным давлением 60-80 паскалей. При работе электротермической зоны с разрежением 10-15 паскаль. Газы электротермической части содержат много СО и их отправляют на дожигание, далее после охлаждения до 150 градусов на очистку в рукавные фильтры. Цинк переводится в ZnO. Система пылеулавливания состоит из газоохладительного стояка, электрофильтра. Так обеспечивается 90% очистка пыли. Пыль возвращаются в циклонную камеру. Выход пылей плавильной части 5-7%.

Показатели

Cu концентрат медь 6,4-24%, сера 25-40%, железо 18-30%, SiO2- 17,4%, 10-20% цинка. При этом получены показатели:

· Удельная производительность тонн/м2/сутки 3,5

· Степень дисульфоризации 65-75 %.

· Содержание меди в штейне- шлаке 40-50 ),4-0,6.

· Извлечение меди в штейн 97-98%.

· СО2 в газе 35-50%.

· Степень отгонки цинка из расплава 70-75.

· Цинк в возгоне 65-70%.

· Остаточное содержание цинка в шлаке 2,5-4,5%.

· Сера в газе - 75%.

· Удельный расход электричества 500-800 кВт/ч на тонну шлака.

Рекомендуем посмотреть лекцию "86 Принцип надлежащего исполнения обязательства".

· Расход О2 м3/т концентрата 200-250м3.

Переработка медно-цинкового сырья была организована на Усть-Каменогорском концентрате. При переработке медьсодержащего сырья нет стабильности.

Есть разновидность КИФЦЭТ-а à ФЕРКАМ, он работает на черновую медь.

Переработка медно-цинкового концентрата, в котором 8,2% меди, 1,5 свинца, 19% цинка.

Имеет удельную производительность 50-80. Расход углерода на обеднение шлака 4,6% от массы шлака. Выход вторичного обедненного шлака 55-70%, удельная производительность электротермической зоны обеднения 8,9. Извлечение меди в черновую 97,7 %, содержание меди в черновой 94,9, цинка 2,6, извлечение цинка в цинковые возгоны электротермической части 90-97%, содержание в шлаке меди 0,23, цинка 0,65. Расход электроэнергии 280-340 кВт на тонну концентрата. Снижает в 4-9 раз количество вредных выбросов в атмосферу, так как нет конвертора. Сокращаются затраты на очистку выбросов. Что плохо, обнаруживается высокое содержание свинца в шлаке до 3 процентов, поэтому шлаки идут на флиминг и повышенный расход электричества.

КиФцет нашел широкое применение при переработке полиметаллического сырья и не применяется при переработке меди.

Поделитесь ссылкой:

Популярные услуги