Реакционная плавка свинца в короткобарабанной печи
Метод реакционной плавки в короткобарабанной печи сравнительно недавно начали применять в ФРГ для переработки богатых свинцовых концентратов, содержащих не менее 65—75% Pb, и некоторых полупродуктов свинцового производства. Метод плавки в короткобарабанных печах применяют на заводе в Окере (ФРГ), где имеются 4 такие печи, в ГДР, на нескольких заводах ПНР и на некоторых европейских заводах. Иногда барабанную печь конструктивно значительно изменяют (удлиняют) и называют печью Дершля. Для изучения физико-химических основ процесса прямого восстановления свинца в ФРГ были проведены опытные плавки специально подготовленной в стехиометрической пропорции смеси PbS, PbO и PbSО4. На основе проведенной работы были сделаны следующие выводы; 1) в результате нагрева смеси PbS — PbO протекает реакция PbS + 2РbO = 3Рb + SO2 при температуре 920° С, при этом давление SO2 достигает 1 ат (1*10в5 н). 2) значительная скорость реакции между PbS, с одной стороны, и PbO или PbSО4, с другой, достигается лишь после доведения до жидкого состояния соответствующих смесей; 3) наивысшая скорость реакции в обоих случаях достигается при 920° С; при этой температуре и давлении SO2 1 ат (1*10в5 н) интенсивно выделяется металлический свинец. Таким образом, исследователями было установлено, что реакционную плавку нужно проводить при более высокой температуре. Для подготовки концентрата к плавке целесообразно подвергать его одноступенчатому агломерирующему обжигу с возможно меньшим количеством добавок с тем, чтобы соотношение PbS—PbO—PbSО4 в агломерате находилось в пределах, необходимых для реакционной плавки. Агломерирующий обжиг можно проводить либо с просасыванием воздуха сверху вниз, либо с подачей воздуха под давлением снизу вверх. Последний способ имеет ряд преимуществ, особенно при переработке богатых свинцовых концентратов. При агломерирующем обжиге были получены такие результаты: Короткобарабанная печь представляет собой стальной клепаный кожух, футерованный высокоглиноземистым кирпичом состава, %: 65—70 Аl2О3; 20—25 SiО2; 3TiO2; 5Fе2О3; 0,5СаО. Толщина футеровки 250 мм. Между кожухом печи и огнеупорной футеровкой находится утрамбованный слой пластической глины толщиной 50 мм на случай расширения футеровки при ее нагревании. Печь приводится во вращение электродвигателем с контактными кольцами трехфазного тока, 1000—500 об/мин. Мощность электродвигателя 9 квт. Общий вид печи представлен на рис. 76, а разрезы — на рис. 77. Основные данные короткобарабанной печи Печь отапливается буроугольной пылью. Для улучшения процесса горения топлива в печь вводят первичный и вторичный воздух. Из печных газов можно извлечь до 50% серы в виде серной кислоты. Теплоту газов используют в котле-утилизаторе: на 1 г пылеугля получают 2—2,5 г пара. После котла газы фильтруют в мешочных фильтрах. Процесс плавки периодический. Шихту загружают в печь либо малыми порциями, чтобы не слишком снизить температуру, после чего печь быстро нагревают до температуры интенсивного протекания реакций (1100° С), либо все потребное на операцию количество загружают сразу на слой жидкого свинца или шлака, оставленный в печи от прошлой плавки. Ванна нагревается пламенем и теплом футеровки. Печь может вращаться в двух противоположных направлениях со скоростью 0,5—1,0 об/мин, что способствует хорошему контакту материалов и продуктов плавки и ускоряет процесс. Во время плавки поддерживается температура; пламени угольной пыли 1600° С, внутренней стенки футеровки 1100° С, топочного газа 1200° С. Пламя меняет направление в печи, и отходящие газы выходят из нее через верхнюю часть этого же отверстия. Напротив топочного отверстия имеется загрузочное окно, которое обычно закрыто. К концу плавки ее продукты (свинец, шпейза, шлак) хорошо разделяются по плотности в печи с глубокой ванной и выпускаются по отдельности. Часть тепла горячих газов печи используется в котле-утилизаторе для производства пара. Можно утилизировать серу для производства серной кислоты в размере -50%. Флюсов для плавки не требуется, а капитальные затраты на строительство завода по этому способу ниже, чем затраты по методу шахтной плавки. Технические показатели плавки: |