Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов (т.3) (1108618), страница 48
Текст из файла (страница 48)
При более низкой температуре возможно окисление сульфидов и арсенидов с непосредственным образованием, соответственно, сульфатов и арсенатов. Реакция образования БОе из ЬОе катализируется окислами тяжелых металлов, особенно МоО „но равновесное парциальное давление 504 в смеси газов при более высокой температуре понижается. В присутствии сульфидов устойчивость сульфатов понижается. Относительно невысокаятемпература обжига молибденита (500 †6') способствует большему содержанию сульфатов в огарке. На рис.
50 показана зависимость давления диссоцнации сульфатов от температуры. Окисление МоБе протекает необратимо при любой концентрации кислорода в газовой фазе н с большим тепловым эффектом. Изобарионзотермический потенциал реакции (70) при температуре обжига 600' и константа равновесия велики: ЛХ,= — 213,3 ккал, Рзо, К = — й 10ез Ро, [71. Температурная зависимость изобарно-изотермического поте нциала Ь,~~~ = — 265180 — 8,125 Т 18 Т+ 83,35 Т. Реакция (70) протекает выше 250'.
Окисление МоЗе в интерва ле 400 — 600' протекает до МоО, без промежуточных окислов, так к ак скорость реакции образования МоО, выше скорости образования МоОв и других низших окислов. МоОа и Мо,О,, все же образуются за счет вторичной реакции на контакте МоО, с поверхностью еще неокислившегося Мо5 а 1реакция 80). Образованию МоО а способствуют спекание частиц концентрата и плохое перемешивание, ухудшающие доступ кислорода к частицам МоБв. а й" О + о сй й а щ ь4 ь + + о о Ш Р2 Д 7й .4\ й <д Оэ оз О» сй ~й Оз й ай й и д й в ь в с ст ото в о ВВВ . Впа И й 4ВВ гВВ ФВВ ВВВ ВРВ жВ т,'В Рис.
80. Зависимость давления диссоциаиии сульфатов от тем- пературы Скорость реакции 170) резко возрастает выше 550', что связано с образованием газовой фазы МоО,. При 700' реакция практически заканчивается за 1О мин. При более низкой температуре в продуктах реакции содержится Мо,Он. При обжиге до 500' продукт окисления Мо5в состоит только из МоО,. При достаточном поступлении кислорода МоО а окисляется до МэО,: 2МоОв + Ов = 2МоОа (88) На 1 кгсульфлдов выделяегсятепла (икал): Мо5в — 951,4, ге5а— 1670, Епб — 1160.
Обжлгаюг сульфидиые концентраты всегда при температуре выше температуры воспламенения сульфидов (табл. 34). Для воспламенения последнихнеобходимо, чтобы в единицу времени количество выделяемого тепла было выше количества тепла, отводимого при данных скорости потока газа, условиях перемешивания, размерах частиц и составе концентрата. Температура начала окисления молибденита при размере зерен, 0,063 мм 207', 0,2 — 0,35 300' 16, 28!.
Температура воспламенения н интенсивность окисления зависят от теплоемкости, плотности зерен сульфздов, влажности воздуха и состава обжиговых газов. Во влажном воздухе она снижается. Повышение содержания 80а в газах повышает ее и снижает скорость окисления сульфидов. Скорость окисления Таблица 34 Температура воспламенения сульфндов желева и цветныд металлов (еб) 1281 Рззиер зерен, ии Сулзфнд о,аез ел — ола 0,2 — е,з Хальиопирит Сирене Пирит Реза .
Сфалерит Епз Галеиит РЬ3 Молибденит Мозз , 364 422 637 720 465 10,09 — 0,127) 380 424 646 730 510 360 615 365 — 193— Мо5 2 зависит от температуры обжига прежде всего потому, что последняя влияет на характер и состав оболочки, образующейся на поверхности окисления частицы Мо52. При 400 образуется плотная оболочка, создающая чисто диффузионный режим процесса окисления. Режим процесса при 500' носит переходный характер.
Около 600' образуется рыхлая оболочка МоО„не оказывающая диффузионного сопротивления проникновению кислорода к поверхности Мо52, что создает кинетический режим процесса. Йо при этой температуре уже возможно образование МоО з на поверхности частиц Мо5 з. Диффузионное сопротивление оболочки МоО, сказывается существенно лишь при толщине ее более 0,1 — 0,2 мм. Так как все частицы флотацнонных концентратов меньше 0,1 мм, то окисление молибденита в концентрате протекает практически в кинетической области.
Окисление облегчаегся образованием адсорбционных промежуточных соединений Мо52 с кислородом типа Мо521Оз), Мо5,0 нли Мо502 !Б). Практика обжига молибденовых концентр а т о в. В зависимости от масштабов производства и состава молибденовых концентратов обжиг может производиться в печах муфельных, барабанных вращающихся, многоподовых и кипящего слоя (КС). По конструкции все эти печи аналогичны соответствующим печам, применяемым в металлургии других цветных и редких металлов.
Любая печь снабжается питающим и приемным устройствами, а также оборудуется системой улавливанияпыли и возгонов МоО и газоочистки и улавливания окислов рения. Для полноты обжига необходимо хорошее соприкосновение с кислородом воздуха, для чего требуется непрерывное перемешивание.
Муфельные печи имеют существенные недостатки: перемешивание в них осуществляется ручным приспособлением; воздух движется над слоем концентрата, находящимся на поду и перемешнваемым эпизодически; противотока обжигаемого материала и воздуха нет; тепло экзогермнческнх реакций используется недостаточно; температура регулируется с трудом. Поэтому такие печи неэкономичны, малопроизводительны, дают огарок спекшийся и с большим количеством остаточной серы, низших окислов молибдена и молнбдатов. Во вращающихся барабанных печах создаются лучшие условия обжига благодаря передвижению материала вдоль печи навстречу воздуху н Рнс.
б!. Распределение температуры по подам механической многоподовой печи длн обжига молибденита при подводе воздуха на каждый под и отводе газов с каждого пода а общий газоход обжиговым газам. Но и они неэкономичны в тепловом отношении из-за низкой производительности (хотя и более высокой все же, чем в первых типах печей). Благодаря тесному контакту твердых частиц между собой в огарке образуклся низшие окислы и молибдаты. В многоподовых механических печах передвижение материала довольно интенсивное; при пересыпании с пода на под воздух пронизывает весь пересыпающийся материал; условия теплоотдачи от горящего Мо5 з к газам хорошие.
В США для обжига мо,ла' либденитовых концентратов применяютм, з, лдаиачп алг зо' ся печи (рис. 51) с 8, 12, 16 подами гуллаг л ~~~"ЖЙ а диаметром 4 — 5,5 м. Горелки для сжи- гания топлива установлены на ниж- Э них подах. На первом снизу поду сжийифх ч -1 ганне топлива производится непрел ~л» л1 Га Рывно — ДлЯ выгоРаниЯ слеДов сеРы. ( ) На 2-м и 3-м подах топливо сжигают ау лишь во время запуска печи. Чтобы мзтФ' --уйт температура на с едних подах не под- ) < Уазф~ с~ х нилгалась выше 570 — 590, газ в оощий ) < .
газоход отбирают с каждого пода через л б= ~~~ ) окна и пат()оубки с регулируемыми засад донками. ылеунос -20 ',4. Выносится Га,т У ) ( в основном необожженный концентрат, Гаг 'л( который и возвращается в печь на дообазг жиг. Высота слоя концентрата на пооав Х й дах -60 мм.
Скорость вращения вала 2!3 — 1 об/мин. Производительность печей достигает 70 кг с 1 м' пода печи м о. в сутки. Пылеулавливание осуществляется пылевыми камерами, циклонами, кулерами, мешочными фильтрами, электрофильтрами. В многоподовые печи подают концентРат состава (зГа ): Мо — до 56, Сн — 0,2, Са — 0,06, А!зОз — до 0,3, 5 — 37 — 38, Хп — 0,06, Мй — 0,08, Р— 0,03, РЬ вЂ” 0,04, Ре— 0,3 — 0,4, 5Юз — 4,5, Ац — следы; обожженный огаРок содеРжит 80 — 90 зле МоО з. Печи скипящимслоем для обжига сульфидных концентратов наиболее совершенны по экономичности и степени обжига. Контакт частиц с воздухом в них очень хороший, так как воздух проходит непосредственно через слой концентрата, находящегося в состоянии «кипения».
Благодаря этому же затрудняется контакт частиц между собой. Условия теплопередачи в слое н из слоя хорошие. В огарках печей кипящего слоя (КС) содержание молибдена, выщелачиваемого раствором аммиака, на 10 — 12за выше, чем в огарках подовых печей, и достигает 90 — 93%. Двуокиси молибдена и молибдатов значительно меньше в огарках печей КС, но сульфатов Са, Сц, ге больше.
<Кипение» возникает прн определенном соотношении гидростатического сопротивления слоя и скорости газового потока через слой. Сопротивление кипящего слоя рассчитывается по уравнению дР = и (т„ - 7,) (( й), (Об) гДе Н вЂ” высота слои; 7„, (г — плотности твеРдых частиц и газа; 3 — относительный объем, занимаелйый газом в кипящем (ожиженном) слое (в долях единицы). Рис. 52.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
