» » Обжиг медного концентрата, содержащего цинк
21.05.2015

Неполный окислительный обжиг в кипящем слое медных концентратов для плавки огарка на медный штейн в отражательной печи впервые осуществлен в России.
Положительные результаты лабораторных опытов, проведенных в Гинцветмете в 1953 г., послужили основанием для постройки опытной установки на Среднеуральском медеплавильном заводе в 1954 г.
Вначале опыты проводили с подсушенной шихтой, состоявшей из медного концентрата, кварца и известняка. Шихта поступала на дезинтегратор и проходила через контрольный грохот с отверстиями 2 мм, фракция менее 0,07 мм составляла 45—70% от веса шихты.
Пройдя весовой дозатор, шихта поступала в однокамерную печь для обжига в кипящем слое с площадью пода 3 и высотой сливного порога 0,7 м. Обжиг производился при температуре около 800°. Содержание серы в огарке колебалось от 4 до 11%, концентрация сернистого ангидрида в газах — от 12 до 14% и серного ангидрида — от 0,02 до 0,003%. Удельная производительность печи составляла по выжигу серы 1800—2000 кг на 1 м2 площади пода и 750 кг на 1 м3 объема печи в сутки. Вынос пыли из печи составлял 80—90% от веса загрузки.
Для получения более крупного огарка с целью повышения интенсивности сушки, обжига и плавки были поставлены укрупненно лабораторные опыты по обжигу гранулированного концентрата. Грануляцию медных концентратов с влажностью 11% производили без каких-либо добавок. Обжигу подвергали гранулы размером от 0,5 до 2 мм. При линейной скорости дутья 0,5 м/сек удельная производительность печи по выжигу серы составила 8,5 т/м2 площади пода в сутки, т. е. в 4,5 раза выше, чем при обжиге негранулированного концентрата. Вынос пыли сократился до 5—6%. причем гранулы в огарке в основном сохранили первоначальные размеры.
Полученные в лаборатории показатели проверялись в 1958—1959 гг. на опытной установке Среднеуральского медеплавильного завода, оборудованной аппаратами для непрерывной грануляции влажной шихты и печами для сушки гранул в кипящем слое и обжига в кипящем слое. В связи с повышением интенсивности обжига в несколько раз в объеме кипящего слоя была развита поверхность теплообмена.
Гранулы готовили на чашевом грануляторе из смеси влажного медного концентрата, дробленного до 1—2 мм, кварца и циклонной печной пыли. Влажную шихту перед поступлением на гранулятор подвергали разрыхлению на специальных валках с зубьями. Гранулы с влажностью 9—10% сушили в кипящем слое при температуре 70° дымовыми газами, нагретыми до 300°, при скорости восходящего потока газов 1,8 м/сек. Вынос пыли при высоте кипящего слоя 200 мм колебался от 3 до 5% от загрузки. Удельная производительность сушильной печи по шихте составила 65 т/м2, или влагосъем на 1 м3 печи 230 кг/час, что в 7 раз превышает достигнутую в барабанной печи. Обжиг гранул производился в печи с подом площадью 0,7 с беспровальными соплами. Высота сливного порога при общей высоте печи 2,4 м составляла 1,2 м.
Шихта обжига имела средний диаметр зерен 1,9 мм (от 0,4 до 3 мм) и содержала 8,2—8,5% меди, 9,8—10% цинка и 31,3—33% серы.
При температуре 750—800°, удельном расходе воздуха 0,9 м3/кг шихты и давлении воздуха 1000 мм вод. ст. удельная производительность печи по шихте достигала 40—50 т/м2, а по выжигу серы — 12 т/м2 в сутки при концентрации SO2 в газах 15% и выносе пыли 12—25% от веса шихты. Огарок содержал 7—9% серы и имел средний диаметр зерен 1,1 мм, т. е. на 40% меньше диаметра зерен загруженной шихты.
При обжиге негранулированного медного концентрата тепловое напряжение кипящего слоя составляло 105 000 ккал/час на 1 м3 кипящего слоя, а удельная поверхность теплообмена 0,65 м2/м2 площади пода; при обжиге же гранулированного материала соответственно 500 000 ккал/час и 4,35 м2/м2.
Установленные внутри кипящего слоя змеевики обеспечили средний коэффициент теплопередачи 160 ккал/м2*час*град, за счет испарения в змеевиках воды получалось 0,7 т пара на 1 г шихты.
В 1959 г. заканчивается проект строительства крупнейшего обжигового цеха на Среднеуральском медеплавильном заводе.