Состав шихты свинцовых руд
Правильный состав шихты обжига имеет большое техническое и экономическое значение. Для получения высокой производительности агломерационных машин и хорошего качества агломерата шихта должна удовлетворять определенным требованиям по химическому составу и физическим свойствам (гранулометрический состав, влажность, газопроницаемость). Для снижения стоимости обжига стремятся не вводить в шихту материалов, не содержащих свинца и других ценностей, и, по возможности, сокращают количество возвращаемого оборотного агломерата, добиваясь максимальной десульфуризации при обжиге. В табл. 10 собраны данные по составу шихты агломерирующего обжига на многих свинцовых заводах. Количество сульфидов в шихте должно быть таким, чтобы теплоты, выделяемой при окислении, было достаточно для поддержания нужной температуры при обжиге и спекании. При избытке сульфидов наступит перегрев, сульфиды спекутся и обжиг прекратится, при недостатке — процесс обжига пойдет холодно и может совсем прекратиться. Практикой установлено, что 6—8% сульфидной серы в шихте обжига вполне достаточно для поддержания процесса и при этом получается малосернистый агломерат (1—2% S). Обычно в свинцовой шихте содержится 12—14% сульфидной серы, т. е. в два раза больше необходимого количества. Этим объясняется применение двойного обжига или одинарного с разбавлением шихты агломерационной мелочью. В редких случаях, когда топлива в виде сульфида недостаточно, в шихту обжига добавляют в небольшом количестве углеродистое топливо (коксовую мелочь и т. п.). Для получения хороших результатов при агломерирующем обжиге и последующей плавке агломерат должен быть по возможности богаче по содержанию свинца. Ho слишком богатая шихта вызывает затруднения при обжиге (из-за легкоплавкости шихты) и при плавке (затруднительно получать бедные по свинцу шлаки). Практикой установлено, что агломерат должен содержать свинца не более 45—50% (а шихта обжига — не более 40—45% Pb). На заводах Геркулениум, Браубах, Порт Пири, Бинсфельдхаммер шихта обжига содержит около 50% свинца. Заводы стремятся расходовать минимальное количество флюсов и избегают применения одновременно всех трех видов их. Применяют только тот флюс, который требуется для ошлакования избыточных компонентов перерабатываемых руд и концентратов. В шихте Чимкентского завода нет ничего лишнего; ни флюсов, ни шлаков, ни коксовой мелочи. При отсутствии разубоживания сырья завод получает из сравнительно небогатых концентратов довольно хороший по содержанию свинца агломерат, содержащий 40—42 % Pb, а иногда и более. Усть-Каменогорский свинцовый завод также значительно снизил расход флюсов и заменил железную руду золотосодержащими пиритными огарками. Если после введения в шихту обжига необходимого количества флюсов она остается все еще слишком богатой по содержанию свинца, то в шихту добавляют цинковые и свинцовые кеки, оборотные шлаки и другие материалы, содержащие те или иные ценные металлы. На некоторых заводах в шихту агломерирующего обжига вводят оборотные шлаки в количестве 5—12% от шихты. Шлаки как более крупный материал улучшают физическое состояние шихты, делая ее более пористой, хорошо проницаемой для дутья. Кроме того, шлаки поглощают теплоту, выделяемую сульфидами при их окислении, т. е. играют роль термических регуляторов, повышающих десульфуризацию. Введение отвальных шлаков вместо оборотных недопустимо, так как переработка таких материалов не вызывается необходимостью и только удорожает получаемый свинец. Лишь в некоторых случаях при переработке богатых свинцовых концентратов (завод «Электроцинк»), когда не достает оборотных материалов свинцового и цинкового производства для разбавления шихты обжига по свинцу и вынуждены прибегать к флюсам, экономически выгодно и технически возможно заменять их бесплатными отвальными шлаками своего завода. Агломерат подвергают плавке, успех которой в известной степени зависит от правильного состава выплавляемого при этом шлака. Поэтому шихту для обжига составляют так, чтобы количество и соотношение добавляемых флюсов соответствовали требованиям плавки. Зная полный состав перерабатываемых свинцовых концентратов и флюсов, составляют подробный расчет шихты для обжига и плавки. Перед обжигом шихту всегда смачивают водой. Делают это из следующих соображений: 1) в первый момент обжига, когда в шихте содержится максимальное количество сульфидов и они энергично горят, возникает опасность преждевременного спекания сульфидов и получения высокосернистого агломерата. Вода в шихте является термическим регулятором, она много тепла берет на свое испарение и дольше удерживает шихту в твердом, неспекшемся состоянии, способствуя повышению десульфуризации при обжиге. 2) увлажненная шихта более пориста, вода, испаряясь, оставляет поры, каналы, по которым воздух легче и равномернее проникает через шихту; 3) влага защищает шихту от распыления, а отдельные ее компоненты от сегрегации по плотности (препятствует сортировке под действием воздушного потока); 4) с увеличением в шихте количества влаги (до некоторого предела) возрастает пористость и газопроницаемость шихты; 5) при перемешивании увлажненной шихты мелкие частицы налипают на более крупные, отчего класс минус 2 мм сокращается и повышается газопроницаемость шихты; 6) коэффициент трения между воздухом и влажной поверхностью частиц шихты более низок, чем при сухой поверхности. На рис. 6 представлена зависимость насыпной массы материалов шихты от содержания в них влаги, а на рис. 7 — влияние насыпной массы шихты обжига на ее газопроницаемость. С увеличением влажности шихты снижается насыпная масса, а следовательно, возрастает ее пористость и газопроницаемость. Точке а (минимальная насыпная масса) соответствует максимальная газопроницаемость. При повышении влажности шихты больше значения а поры между твердыми зернами шихты заполняются водой, отчего резко снижается ее газопроницаемость. Повышенная влажность шихты снижает также производительность агломерационной машины, так как испарение избыточной воды занимает много времени. Оптимальную влажность каждого материала шихты легко установить опытным путем, определяя его насыпную массу при разном содержании влаги. Насыпная масса материала с изменением влажности очень существенно изменяется. Для материалов шихты свинцового завода в Керджали оптимальная влажность, % Н2О, следующая: Рекомендуется периодически определять оптимальную влажность каждого материала шихты и, зная ее процентный состав, подсчитывать средний взвешенный процент влаги. Оптимальную влажность шихты требуется систематически контролировать как важный показатель ее качества. |