Войти  |  Регистрация
Авторизация

Получение цинка в вертикальных ретортах



Периодичность процесса дистилляции в горизонтальных ретортах, трудность его механизации, тяжелый физический труд, связанный с его проведением, определили необходимость поиска более совершенных схем.
Первым крупным усовершенствованием дистилляционного процесса в металлургии цинка стали вертикальные реторты, построенные в 1927 г. на заводе Палмертон (США).
В настоящее время около 140 вертикальных реторт работает на 8 заводах и этим способом производят около 300000 т цинка в год.
Дистилляция в вертикальных ретортах принципиально не отличается от дистилляции в горизонтальных ретортах, но в этом случае применяют большего объема вертикально расположенные реторты прямоугольной формы, обогреваемые топочными газами. Так как высота слоя шихты в вертикальней реторте весьма значительна, для сохранения ее газопроницаемости ее необходимо брикетировать
Конструкция реторт и практика их обслуживания в различных странах весьма схожи и описание завода Эвонмаут (Англия), на котором реторты были установлены в последние годы, дает необходимое представление об этом процессе.
В цехе установлено 18 вертикальных реторт, из которых 17 находится в эксплуатации. Схема цепи аппаратов приведена на рис. 44.
Получение цинка в вертикальных ретортах

Шихту, составленную из 54% агломерата, измельченного до зерен крупностью менее 1 мм, 5% коксующегося угля, 25 % кокса, 4 % сухой глины, до 10 % мелочи брикетов после прокалки и в качестве связующего 1 % сульфит-целлюлозного щелока, подвергают последовательному трехстадийному измельчению и перемешиванию в бегунной мельнице и далее двухстадийному брикетированию на валковых прессах.
Прессы выдают в час 16 т брикетов длиной 80—100 мм, шириной 40—60 мм и толщиной 20 мм. Давление на валу пресса около 30 т. Брикеты коксуют, после чего загружают в вертикальную реторту. Для коксования брикетов служат газы от обогрева вертикальных реторт, которые перед этим часть тепла оставляют в рекуператорах, служащих для подогрева воздуха, подаваемого в топочное пространство вертикальных реторт. Тепло газов после коксовальных печей используют для нагрева котлов, после чего газы очищают от окиси цинка в рукавных фильтрах.
Коксовальная печь для брикетов выложена из шамотного кирпича, стены ее устроены в виде решетки, свободной для прохождения газов. Температура в печи около 800 °С. Горячие брикеты разгружают на пластинчатый транспортер, подающий их в кюбель емкостью 800 кг, который тельфером подымается на загрузочную площадку реторт. Загрузку проводят с интервалами 1 ч 20 мин через двухколокольный затвор.
Раймовку из вертикальных реторт направляют в отвал, а газы и пары поступают в конденсатор. Здесь цинк получают в виде жидкого металла, а газы, содержащие пусьеру, очищают в скрубберах и трубах Вентури и направляют на сжигание в топочное пространство реторт. Тепло от сжигания этих газов составляет 30% общего потребления тепла реторт.
Шахта вертикальной реторты имеет высоту 8,54 м, длину 2,44 м и ширину 0,3 м (рис. 45). Она изготовлена из карборундового кирпича стандартных размеров. Верхняя и разгрузочная части реторты, рекуператоры, наклонный газоход из реторты в конденсатор выложены из шамотного кирпича, нижняя часть реторты стальная. Реторты обогреваются генераторным газом. Максимальная температура внутри реторты достигает 1275—1300 °С.
Получение цинка в вертикальных ретортах

В верхней, неотапливаемой части реторты высотой около 4 м происходит теплообмен между загружаемой шихтой и газами от дистилляции, которые таким образом частично охлаждаются до поступления в конденсатор, будучи защищены от окисления паров цинка избыточным углеродом, содержащимся в шихте.
Толщина карборундовых продольных стенок реторты 40 мм, а торцовых 250 мм. Торцовые стенки реторты снабжены вертикальными пазами, внутрь которых вставлены более тонкие боковые стенки. Стены взаимно независимы и при температурных изменениях свободно перемещаются в продольном и вертикальном направлениях без нарушения герметичности реторты.
Реторты сделаны в виде щелевых камер, чтобы омывающие их снаружи газы могли прогреть всю толщину шихты. При сечении более 300 мм это становится затруднительным. Генераторный газ, служащий для отопления реторт, содержит 77% CO, 12% H2, 3% CO2 и 12% N2, а воздух для горения подогревают в рекуператоре до 950—850 °С. В топочной камере реторт температуру поддерживают на уровне 1300—1350 °С.
Чтобы облегчить отгонку паров цинка и предотвратить их конденсацию, в нижнюю часть реторты вводят около 200 л/мин воздуха, обеспечивающего направленный кверху газовый поток.
Суточная производительность вертикальной реторты 5 т цинка, расход угля на тонну получаемого цинка 1,7 т. Часть этого угля переходит в раймовку, содержащую около 30% С, что соответствует примерно 0,45 т углерода на 1 т цинка. Кроме углерода, раймовка содержит 4—5 % Zn + Pb. Вертикальные реторты служат 3— 5 лет, и поэтому расход огнеупоров на 1 т цинка при их применении значительно меньше, чем при дистилляции в горизонтальных ретортах.
Раймовку охлаждают водой в гидравлическом затворе реторты и выгружают шнеком в вагонетки, в которых вывозят в отвал.
Газы и пары покидают реторту при температуре 950—1000 °С и поступают в конденсатор с температурой 800 °С. Длина конденсатора 1880 мм, ширина 1220 мм и высота 915 мм. Через свод конденсатора вертикально опущена мешалка, разбрызгивающая цинк.
Получение цинка в вертикальных ретортах

Конденсатор (рис. 46) имеет два зумпфа, соединенных с ванной каналами, находящимися у дна. Зумпф 2 служит для охлаждения цинка, зумпф 3 соединен с копильником 4, расположенным ниже приемника, вертикальней щелью, позволяющей регулировать уровень металла в конденсаторе. Такое устройство позволяет выпускать получаемый цинк через летку в ковш, не меняя уровня металла в конденсаторе. Копильник обогревается газовой горелкой. Из ковшей цинк вручную разливают по изложницам.
Разбрызгиватель цинка изготовлен из карборунда и представляет импеллер, посаженный на вал длиной 1000 мм. Диаметр вала 100 мм, диаметр импеллера 300 мм, высота его 200 мм, он погружен в цинк почти полностью. Импеллер закреплен на коническом конце вала с резьбой. Привод вала осуществлен через шкив и текстропную передачу от мотора мощностью 4,5 ква. Число оборотов импеллера 400 в минуту, срок службы 30 суток.
Разбрызгивание цинка позволяет строго контролировать температуру в конденсаторе и обеспечивает наилучшие условия ожижения цинковых паров.
Температуру цинковой ванны в конденсаторе поддерживают на уровне 560 °С с помощью погруженного в зумпф змеевика из труб диаметром 60 мм. Змеевик подвешен к коромыслу и присоединен к водопроводу резиновыми шлангами. Импульсная термопара погружена в цинк. При повышении температуры ванны выше заданной змеевик погружается глубже, при охлаждении ванны подымается кверху.
Газы из конденсатора при температуре 450—470 °С отводятся через металлический стояк диаметром 300 мм в небольшой водоорошаемый скруббер диаметром 300 мм. Уловленная при этом пыль в виде пульпы поступает в общий желоб, по которому стекает в отстойник. Уловленная пусьера содержит 62% Zn, ее возвращают в шихту агломерации или продают в качестве сырья для производства окиси цинка.
Промытые в скруббере газы в количестве около 1200 л/мин вентилятором, установленным на каждой реторте, транспортируют через скоростной пылеуловитель и используют для подогрева вертикальной реторты.
Верхнюю часть реторты очищают от настылей раз в 1,5—2 месяца, газоход и свод конденсатора — раз в неделю.
Дроссы с поверхности ванны удаляют в период чистки конденсатора и наклонного газохода. В период очистки реторту загружают коксом в течение 6 ч для удаления паров цинка. Чистка длится 6 ч. Производительность реторты составляет 6—7 т цинка в сутки.
При переработке агломерата, содержащего 61 % Zn; до 1,5% Pb; 9% Fe и от 0,3 до 0,7% S, извлечение цинка составляет: в металл 92—93%, в пусьеру 2—3%, в раймовку 4—5 %.
Полученный металл содержит 99,8% Zn; 0,15% Pb; 0,04 % Cd и его без дополнительного рафинирования направляют в продажу.
Процесс хорошо механизирован и, за исключением операций очистки реторты и конденсатора от настылей, не связан с применением ручного труда.
Производительность реторт, однако, невелика и на заводе средней производительности их число достигает 15—20.
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