Міністерство за освітою і науки Російської Федерації
Державна освітня установа вищої професійної освіти
Санкт-Петербурзький державний гірничий інститут ім. Г.В. Плеханова
(технічний університет)
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
Тема: Окислювальне випалення мідних концентратів, одержуваних при флотації Файнштейн в печі КС для вилуговування
З дисципліни: Металургійні печі
Автор: студентка групи МЦ - 07/Качнова К.А ./
Санкт-Петербург 2006р
Введення
У металургії міді одне з найбільшого поширення набули окислювальний вид випалу.
Мета окисного випалу - часткове видалення з гартованих матеріалів сірки та переклад сульфідів в оксиди заліза в легко шлакуемие при подальшому вилуговуванні окисли. Попередній випал високосірчистих руд і концентратів дозволяє отримувати при подальшому вилуговуванні недогарка відносно більш багатий за змістом міді штейн і використовувати випалювальні гази з підвищеною концентрацією в них сірчистого ангідриду для виробництва сірчаної кислоти.
У загальному вигляді окислення сульфідів при випалюванні може бути висловлене такими реакціями:
2MeS + 3O 2=2MeO + 2SO 2 + 2O 2=MeSO 4 + O 2=Me + SO 2
Про процес окислення сульфідів можна судити за величиною убутку енергії Гіббса, залежної за даних умов від співвідношення тиску дисоціації сульфіду, сульфату, оксиду і сірчистого ангідриду.
Якщо парціальний тиск сірчаного ангідриду в пічних газах менше тиску дисоціації сульфату, утворюються окисли.
Освіта окислів і сульфатів при випалюванні відбувається за такими кінцевим реакціях:
MeS + 1,5O 2=MeO + SO 2 2 + O 2=SO 3 + SO 3=MeSO 4
Перша реакція практично незворотна, а для другої реакції
звідки
Якщо парціальний тиск сірчаного ангідриду в пічних газах більше тиску дисоціації сульфату, то буде відбуватися утворення сульфатів (сульфатізірующий випал).
Якщо парціальний тиск сірчаного ангідриду в пічних газах менше тиску дисоціації сульфату, то утворюються окисли (окислювальний випал).
1. Теоретичні основи випалу в киплячому шарі
Протягом останніх десятиліть спочатку в металургії цинку, а потім у металургії нікелю та міді широке поширення одержав новий спосіб випалу - в киплячому шарі. Переваги цього виду випалу в порівнянні з випалюванням у подових печах полягає в простоті конструкції печей, високої їх продуктивності, можливості ефективного використання відхідних газів для виробництва сірчаної кислоти, можливості повної механізації і автоматизації процесу.
Принцип випалу в киплячому випадком полягає в наступному. Якщо через шар сипучого матеріалу продувати знизу якої-небудь газ, цей шар при певних параметрах дуття буде розпушуватися до такого стану, що набуває основні властивості рідини - рухливість, здатність перемішуватися, приймати форму посудини, в який вона поміщена і т.д. Такий стан сипучого матеріалу називають псевдорідину. Воно настає при критичній швидкості висхідного газового потоку, при якій підйомна сила газу буде дорівнює загальній масі сипучого матеріалу. Критичну швидкість газу найчастіше визначають дослідним шляхом, але можна визначити її і розрахунком.
При розгляді умов утворень киплячого шару розрізняють мінімальну критичну швидкість Wкріт (min), при якій шар сипучого матеріалу переходить з нерухомого в псевдорідину стан, і максимальну критичну швидкість Wкріт (max), при якій псевдорідину шар переходить у зважений стан з вільним витання частинок.
Максимальна критична швидкість в десятки разів більше мінімальній швидкості. Таким чином, киплячий шар може існувати в досить широких інтервалах швидкостей газового потоку:
Wкріт (min) lt; Wраб lt; Wкріт (max),
де Wраб - робоча швидкість псевдозрідження матеріалу.
Для частинок різної крупності критичні значення швидкостей газового потоку будуть різними. При одних і тих же параметрах дуття для великих часток матеріалу швидкість газу буде мінімально критичною, а для дрібних - максимально критичною і навіть граничної, яка зумовлює виносу частинок за межі обжигового агрегату, тому випал полідисперсних матеріалів завжди супроводжується виносом дрібних частинок з печі. Щоб уникнути великого пиловиносу слід направляти на випал однорідні за крупності частинок матеріали, що можна забезпечити застосуванням попередньої грануляції ш...
