Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Агломерация цинковых концентратов

Агломерация цинковых концентратов



Опыт показал, что независимо от того, каким способом дистилляции получается цинк из огарка, необходимо, чтобы нагреваемая шихта обладала достаточной пористостью, обеспечивающей хороший контакт окиси цинка с окисью углерода, а также свободную возможность удаления образующихся цинковых паров. Поэтому агломерация как средство окисления сульфидных минералов с одновременным их окускованием заняла прочное положение в пирометаллургии цинка.
В настоящее время имеется несколько способов проведения этого процесса:
1. Концентрат предварительно обжигают в многоподовых печах до содержания 8—10% S, после чего его спекают без добавки в шихту кокса или угля за счет сгорания серы (процесс Ригга).
2. Концентрат предварительно обжигают в многоподовых печах намертво и огарок спекается в присутствии кокса (процесс Болена).
Имеется точка зрения, что выгоднее спекать шихту, содержащую не более 5% S с добавкой коксика, чем огарок с 8% S без коксика, так как при этом получается более прочный и лучше обожженный агломерат. Процесс занимает промежуточное положение между процессом Ригга и Болена.
3. Концентрат подвергают прямому обжигу со спеканием на ленточной агломерационной машине после предварительного перемешивания с измельченным оборотным агломератом в пропорции 80 ч. агломерата на 20 ч., концентрата (процесс Робсона).
4. Концентрат обжигают во взвешенном состоянии и полученный огарок спекают с добавкой или без добавки кокса.
5. Концентрат обжигают в кипящем слое и полученный огарок спекают.
Возможны комбинации этих методов.
До 1930 г. на заводах применяли круглые спекательные машины Шлиппенбаха, позволяющие отбирать в первых секциях богатые SO2 газы, используемые в сернокислотном производстве. Однако серьезные недостатки этих машин заставили заменить их ленточными. И несмотря на то, что ленточные машины не позволяли получить богатых газов, они из-за своей высокой производительности, удобства обслуживания, надежности в эксплуатации и других положительных качеств завоевали всеобщее признание. Конструкция ленточных машин подробно описана в литературе и здесь не освещается.
Недостаток этих машин — низкое содержание SO2 в газах — перекрывается двухстадийным процессом, при котором основная масса серы извлекается в процессе предварительного обжига.
Неудобство применения двух видов аппаратуры — обжиговых печей и агломерационных машин — привело в свое время к тому, что, пренебрегая использованием серы, многие заводы применили процесс Робсона, названный одноступенчатым, хотя более правильно было бы назвать его многоступенчатым.
В последние годы освоены ленточные агломерационные машины с рециркуляцией газов и дутьем снизу, позволяющие получать газы, содержащие более 4% SO2 и пригодные для производства серной кислоты. При этих условиях предварительный обжиг для использования серы не нужен и сохраняет свое значение только как средство удаления из концентрата некоторых примесей, представляющих значительную ценность и загрязняющих цинк.
Так, свинец из концентрата наиболее успешно удаляется в процессе обжига в многоподовых печах, а при агломерации достаточно успешно отгоняются кадмий, германий, индий и галлий.
В настоящее время в пирометаллургии цинка все шире применяют агломерационные машины с дутьем снизу при тщательной подготовке шихты и такая система агломерации перспективна.
Схемы агломерации и подготовки шихты к ней претерпевают некоторые изменения в зависимости от того, для каких целей готовят агломерат.
Ниже приведены типичные примеры получения агломерата на некоторых предприятиях.
На заводе в Свонси (Англия), на котором цинк получают в горизонтальных ретортах, в 1930 г. впервые применили одноступенчатый обжиг. В цехе установлены две ленточные машины шириной 2 м с активной площадью 40 м2. Одна работает с рециркуляцией газов. Шихта, состоящая из смеси австралийских, канадских и южноамериканских концентратов, содержит 53—54% Zn, более 9% Fe; до 1,5% Pb и около 0,2% Cd.
Концентраты с пристани подвесной канатной дорогой завозят в склад, откуда ленточным транспортером, проходящим вдоль всех отсеков, подают в две молотковые дробилки, разбивающие комки. Далее концентрат поступает в бункера агломерационного цеха, расположенные не над машинами, как это бывает обычно, а рядом с ними. Течки бункеров находятся на высоте 1,5—2 м от нулевой отметки и разгружаемый через них материал поступает на наклонный элеватор, подающий шихту в смеситель, расположенный над машиной. Машины также расположены на нулевой отметке и общая высота агломерационного цеха не превышает 12 м.
Над одной машиной установлен двухвальный, над другой — барабанный смеситель. Шихту увлажняют водой или раствором сульфата цинка, подаваемым из кадмиевого цеха. Шихта ссыпается на паллеты машины горизонтально расположенным лотком, перемещаемым с помощью тросов от одного борта машины к другому. Шихта насыпается на машину слоем 200—210 мм и зажигается факелом сжигаемого в печи мазута.
Колосники и паллеты стальные. Зазор между колосниками 5 мм. Под нижней ветвью хвостовой части машины установлен стальной вал, вращающийся со скоростью 150—200 об/мин. К валу через каждые 250—300 мм прикреплены цепи, которые при вращении вала бьют по паллетам и очищают их от частиц агломерата и осевших возгонов, богатых кадмием. Отбитый от паллет материал поступает ка небольшой вибрационный грохот, на котором отделяется класс минус 1 мм, содержащий 4—6% Cd и направляемый в кадмиевое производство, и классы плюс 1 мм, возвращаемые в шихту агломерации.
Падающий с паллет агломерат поступает на вибрационный питатель, охлаждаемый водой, циркулирующей в трубах, которые залиты в раму, несущую плиту и опоры агрегата.
Агломерат передается на горизонтальный стол диаметром 5 м, орошаемый водой. Устройство похоже на обычный тарельчатый питатель, и горячий агломерат, поступающий на периферию стола, медленно перемещается к его центру с помощью дисков, свободно вращающихся на 4 валах, расположенных над столом. В центре стола имеется отверстие, через которое охлажденный агломерат поступает ка систему транспортеров, передающих его на вибрационный грохот длиной 3,7 м и шириной 1,5 с зазором между колосниками 3 мм.
Мелочь направляют в оборот, а крупные классы дробят в конической дробилке. Измельченный до необходимой крупности агломерат направляют на дистилляцию. Количество оборотного агломерата определяется зазором решетки грохота.
Агломерация цинковых концентратов

Схема движения газов на машине, работающей с рециркуляцией газов, приведена на рис. 27. Газы, отбираемые от камер 1—5 и содержащие до 7—8% SO2, поступают в сернокислотное производство. Газы от камер 9 и 10 постоянно направляют в оборот, газы же камер 6, 7 и 8 в зависимости от содержания в них SO2 передают в оборот или присоединяют к газам, направляемым на сернокислотное производство. От камер 1—5 отбирают 283 м3/мин богатого газа, от камер 6—10 отбирают 216 м3/мин бедного газа, содержащего 1—1,5% SO2.
Хвостовая часть машины, в частности охлаждающий стол, весьма плотно защищена кожухом. Пыль и пар из укрытия отсасываются через водоорошаемый скруббер в атмосферу. Производительность служащего для этой цели вентилятора 420 м3/мин. Полученную в скруббере пульпу подвергают отстаиванию. Слив используют для охлаждения агломерата, а шлам направляют в шихту агломерации.
Машина дает в сутки 700 т агломерата, из которых 140 т годного [7т/(м2*сутки)] с содержанием 0,5% S. Агломерат содержит 61% Zn; до 1.5% Pb и 9% Fe.
На цинковом заводе в г. Эвонмаут (Англия) агломерационный цех производит агломерат для вертикальных реторт и шахтной плавки.
В цехе установлены три агломерационные машины шириной 2 м с общей площадью 60 и активной площадью 40 м2. Всего на каждой машине 60 паллет размером 1x2 м. Две машины работают с дутьем снизу и одна с дутьем сверху, с циркуляцией газов. В процессе обжига H агломерации получают два продукта; менее прочный агломерат — для вертикальных реторт и более прочный — для шахтных печей.
Схема цепи аппаратов цеха приведена на рис. 28. Над каждой машиной имеются три бункера для концентратов емкостью по 6 т и один бункер для оборотного агломерата, измельченного до зерен размером 3—5 мм. 85% агломерированного материала возвращают в шихту агломерации, а 15% после измельчения поступают в переработку.
Шихта перемешивается в барабане длиной 4,3 м и диаметром 2,1 м с числом оборотов 4 в минуту. Внутри барабана, по всей его длине, проходил вал с лопастями, вращающийся в противоположную относительно вращения барабана сторону. Угол наклона лопастей по отношению к валу 65°. Вал делает 30 об/мин и лопасти погружены в шихту на 7—10 см. Шихту увлажняют с помощью форсунки, которая расположена в хвостовой части барабана.
Агломерация цинковых концентратов

Шихта из смесителя поступает в питающую воронку. Вертикальная питающая воронка может поворачиваться вдоль оси машины. В течение 7 сек она повернута в заднее положение и в это время насыпается зажигаемый слой шихты толш:иной 25—30 мм. Затем 45 сек воронка повернута в переднее положение и в это время насыпается основной слой толщиной 170—180 мм. Зажигательная печь шириной 0,8 м отапливается мазутом, расход которого достигает 1,25 т в сутки. Топочные газы удаляются в атмосферу. За зажигательной печью установлена дополнительная газовая горелка (труба диаметром 30 мм с отверстиями 3 мм), поддерживающая поверхность горячего слоя в раскаленном состоянии до самого момента попадания на него шихты.
Вся рабочая площадь машины хорошо укрыта колпаком. Секция колпака, установленная над камерой 10, — съемная, для облегчения операции по замене паллет. Секция над камерой 1 устроена как на обычных машинах, а куполообразный колпак над камерами 2—9 имеет высоту 2 м и края его опущены в песочные затворы, укрепленные на вертикальных стенках, приболченных под валиками паллет. Между секциями имеются зазоры, уплотненные асбестом, пропитанным жидким стеклом. Укрытие сделано из 6-мм стального листа.
Главный газоход диаметром 1 м расположен в передней части купола и соединен с вентилятором, передающим газ, содержащий 7,5% SO2, в сернокислотный цех. Вспомогательный вентилятор, отсасывающий газы из камер 6—9, транспортирует их по газоходу диаметром 1 м в камеры 1—5. Температура отсасываемого газа не превышает 250—280 °С.
После отделения мелочи агломерат дробят до зерен размером менее 1 мм и полученный продукт направляют на брикетирование.
На заводе Бартл свил (США) агломерируют огарок печей кипящего слоя, содержащий 3% S. Огарок перемешивают в лопастном смесителе с 60—70% оборотного агломерата и возгонов и с 4% смеси мелкого угля и кокса. Шихту смачивают раствором сульфата цинка с кадмиевой установки и окатывают в гранулы размером до 12 мм. Шихту на паллетах зажигают печами, отапливаемыми природным газом. Высокая пористость шихты позволяет развивать при агломерации значительную температуру, способствующую отгону свинца и кадмия. Агломерат содержит менее 1% S и перерабатывается в горизонтальных ретортах. Спекание шихты с малым содержанием серы позволило повысить производительность агломашин на 30% по сравнению с агломерацией сернистой шихты, а качество агломерата выше. Эти преимущества окупают повышенный расход топлива.
На заводе Донора, на котором цинк также получают в горизонтальных ретортах, агломерации подвергают огарок, полученный во многоподовых печах и содержащий менее 2% S. Огарок перемешивают с 30% оборота и 5% дробленого кокса и для лучшей отгонки свинца и кадмия увлажняют хлоридными растворами до содержания 0,4% хлора.
Кроме того, над второй камерой всасывания машины установлена дополнительная газовая горелка.
В сутки производят 240 т агломерата, подвергаемого дроблению на валках.
На заводе Розита Мексикен-цинк Компани концентрат после обжига в многоподовых печах до содержания 3,5—4% S агломерируют в две стадии. На первую машину подают смесь окатанного огарка, нижнюю часть агломерата со второй машины, пыль из электрофильтра от обжига и коксовую мелочь.
Разгрузку первой машины измельчают до 12 мм и окатывают в барабане с коксом размером 6 мм. Смесь подают на вторую машину. Здесь верхний слой толщиной 220—240 мм срезают и выдают в виде готового продукта. Высоту срезаемого слоя иногда изменяют с целью регулирования содержания свинца и кадмия в агломерате. Обычно в нижней части остается около 20% всего агломерата.
Газы обеих машин очищают в рукавном фильтре. Для удаления абразивных частиц перед вентилятором второй машины установлены мультициклоны. Применение двухстадийной агломерации позволило получить более плотный и однородный агломерат при одновременном улучшении удаления свинца, кадмия и серы.
Агломерация без предварительного обжига (процесс Робсона) описана применительно к заводу Эвонмаут.
На заводе Блэксвелл, также применяющем процесс Робсона, работает агломерационная машина шириной 4 м при длине камер всасывания 50 м с активной площадью 200 Производительность машины 550 т готового агломерата в сутки из концентрата, содержащего 31% S.
Машина имеет ряд конструктивных усовершенствований, способствующих ее устойчивой работе при весьма значительных размерах.
Газы из первых десяти камер подаются к поверхности шихты над последними девятью камерами. Газы выбрасывают в атмосферу, а пыль, содержащую свинец и кадмий, используют для извлечения этих металлов.
Таким образом, в настоящее время на большинстве дистилляционных заводов агломерация — обязательная стадия подготовки шихты. На заводах применяют все более крупные машины с площадью всасывания до 200 м2. Используют двухступенчатые и одноступенчатые схемы агломерации и их комбинации. Внедряется процесс агломерации с дутьем снизу.
Для лучшей отгонки свинца и кадмия перед агломерацией проводят обжиг в многоподовых печах, во взвешенном состоянии или в кипящем слое. Большее внимание уделяют подготовке шихты перед агломерацией.
На некоторых заводах дистилляции подвергают крупные фракции агломерата, снятого с верхней части спеченного материала, а нижнюю его часть направляют в оборот. При этом достигается лучшее удаление серы, свинца и кадмия из агломерата.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent