Обжиг с возгонкой летучих веществ

В 1957 г. на комбинате им. Фрунзе в печи с кипящим слоем площадью 0,48 м2 и производительностью 5—7 т руды в сутки был освоен процесс обжига бедной сурьмяной сульфидно-окисленной руды. Заводским опытам предшествовали исследования в Гинцветмете.
Основные показатели возгоночного обжига следующие. Руду с 1,96%) сурьмы измельчали до крупности 100% класса минус 1,5 мм. Обжиг проводили в кипящем слое высотой 1,5 м при температуре 980—990° со скоростью воздушного дутья 13,2 см/сек и удельном расходе воздуха 3,8 м2/кг. топлива. Расход топлива (местного низкосортного угля) составляет 25—30% от веса руды (16—18% в пересчете на условное). Удельная производительность печи достигла 14—15 т/м2 площади пода в сутки. Извлечение сурьмы в возгоны составило около 90%. Отходящие газы содержали 19—20% двуокиси углерода, 0,5—1,5% окиси углерода, от 0 до 0,2% кислорода и 0,2% сернистого ангидрида.
Степень извлечения сурьмы оказалась почти в два раза выше, чем при существующем методе переработки руды.
Близкие результаты были достигнуты при обжиге отвальных хвостов с 0,75% сурьмы.
При выходе циклонной пыли порядка 24% во избежание обогащения ее сурьмой надо поддерживать перед циклоном температуру 700— 750°,
Важно отметить, что более крупное, а значит и дешевое, измельчение руды (0—4 мм), как показали поисковые опыты, позволит повысить удельную производительность печи до 24 т/м2 в сутки.
На том же комбинате в 1960 г. должен быть введен в эксплуатацию новый цех обжига в кипящем слое, оборудованный промышленной печью с площадью пода 20 м2.

Улучшение условий труда в производстве ртути в большой степени зависит от сокращения объема и герметизации печных установок.
С целью улучшения тяжелых санитарных условий вследствие плохой герметичности действующих трубчатых печей и повышения производительности Гинцветмет совместно с Никитовским ртутным комбинатом провел опыты обжига в кипящем слое кварцевой руды, содержащей 0,1—0,45% ртути в форме киновари.
Обжиг был осуществлен в герметичной печи с внутренним диаметром 320 мм и высотой 2,7 м, оборудованной провальной решеткой. Одна часть материала разгружалась через порог на высоте 1300 мм над решеткой, другая — через подрешетное конусное дно. Воздух подавался под решетку, а коксовый газ для нагрева кипящего слоя — в толщу последнего на высоте около 300 мм над решеткой. Восходящий поток воздуха, нагреваясь в слое, охлаждал до 380° просыпающуюся через решетку часть материала. Температура в средней по высоте зоне кипящего слоя достигала 650°, а газа над слоем — около 600°.
Производительность по руде составила 130 т/м2 площади пода (решетки) и 65 т/м3 объема печи, что в 7—8 раз превышает удельную производительность трубчатых печей. Извлечение ртути в возгоны повысилось на 37о и достигло 96%. Содержание ртути в ступпе составило 50%.
В 1960 г. на Никитовском комбинате должна быть пущена опытнопромышленная печь с кипящим слоем производительностью 200 т в сутки для мелкой руды (минус 3 мм).
Во избежание наблюдавшейся неполноты сгорания газа в кипящем слое эта печь оборудована выносной топкой под давлением, из которой продукты полного сгорания газа с высокой температурой (1300—1500°) поступают в кипящий слой однокамерной печи, где будет поддерживаться температура не выше 550°, достаточная для полного возгона ртути из руды.

Метод сульфатизации пылевидных материалов крепкой серной кислотой при повышенной температуре позволяет решить задачу переработки сложных по вещественному составу металлургических пылей с комплексным извлечением ценных компонентов, в том числе редких металлов.
Широкому внедрению этого метода в промышленность препятствовали до последнего времени трудности в аппаратурном оформлении. Трудности эти были преодолены в 1955 г., когда во ВНИИцветмете был разработан способ грануляции пылей с крепкой серной кислотой и последующим нагревом гранул в кипящем слое.
Сущность нового способа сульфатизации применительно к пылям свинцового производства сводится к следующему. Пыль гранулируют на чашевом грануляторе с крепкой серной кислотой и получают гранулы размером 3—5 мм. Последние подвергают в печи с кипящим слоем нагреву до 350° восходящим потоком горячего воздуха. Процесс идет непрерывно. Отходящие газы, выносящие из печи 2—5% пыли, проходят грубую очистку в циклонах с выдачей оборотного продукта и тонкую очистку в барботажном пылеуловителе. В процессе грануляции и нагрева гранул отгоняется до 85—90% мышьяка и до 95% хлора и фтора.
В результате гидрометаллургической переработки гранул и уловленных возгонов извлекается в конечные продукты 80—85% цинка, до 88 7о кадмия, 70% индия и 60—65% таллия. Селен переходит в промежуточный продукт, содержащий 2—3% селена, а свинец — в остаток от выщелачивания сульфатизированного продукта, так называемый свинцовый кек с 62% свинца.
На Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате введена в эксплуатацию установка с чашевым гранулятором диаметром 1,5 м и печью с кипящим слоем площадью 0,76 на которой перерабатывается 10 т пыли в сутки.
Проектируются установки для. сульфатизации пылей в кипящем слое на других заводах свинцовой промышленности.

Исследования, проводившиеся в институте «Иргиредмет», подтвердили эффективность двухступенчатого обжига в кипящем слое дарасунских золотосодержащих мышьяково-пиритных концентратов. На первой ступени при температуре 450—500° и недостатке воздуха отгоняется трехокись мышьяка, а на второй достигается максимальный выжиг серы при 580—620°. Извлечение золота из огарка цианированием составляет 92—93%
Обжиг при температуре 750—800°, режим которого требует некоторой доработки, при том же извлечении золота обещает снизить расход цианида до 1,5 кг/т.
В 1959 г. на руднике в Дарасуне была введена в эксплуатацию опытно-промышленная установка на 12—16 г руды в сутки, оборудованная печью с кипящим слоем, поделенной на две камеры вертикальной перегородкой, с площадью пода 4,5 м2, высотой 6 м.
В США, Канаде и Африке в последние годы пущено несколько промышленных печей с кипящим слоем для обжига пиритно-мышьяковых и теллуристых золотосодержащих концентратов, что позволило довести извлечение золота при цианировании до 94—97,5%. Концентраты на всех зарубежных установках подают в печи в виде пульпы.
Применение обжига золотосодержащих руд в кипящем слое создает предпосылки к вовлечению в сферу промышленного использования многочисленных месторождений золота в удаленных районах, оторванных от путей сообщения.

Возгонка сульфида олова из бедных оловянных материалов в трехкамерных печах с кипящим слоем исследовалась за рубежом. Печь имела три расположенные одна над другой решетки. В нижней камере восходящий поток воздуха нагревался сходящим вниз огарком, в средней при температуре 1100° протекал обжиг сульфидов при теоретическом избытке кислорода и в верхней за счет паров серы, содержащихся в газах, поступающих из средней камеры, протекало сульфидирование окислов олова и возгонка его сульфида при температуре 900°.
Проверка указанного метода в Гинцветмете в 1957—1958 гг., осуществленная в однокамерной лабораторной печи, показала, что при обжиге в кипящем слое шламов оловянного производства с 3—4,5% олова, гранулированных вместе с пиритом и углем, удается сульфидировать касситерит и отогнать 93—96% олова при температуре 950° и удельной производительности печи 11 т/м2 в сутки. Полученные результаты дают основание для продления исследования в полупромышленном масштабе.
В 1959 г. была пущена опытная установка на Рязанском заводе цветных металлов.

В 1952 г. в Гинцветмете были проведены опыты по возгонке свинца в кипящем слое из окисленной свинцовой руды (2% свинца) в смеси с 25% антрацита в нейтральной среде при температуре 1150—1200°. В возгон перешло 95% свинца. Удельная производительность печи составила 5 т/м3 рабочего объема печи в сутки, что в 5 раз превышает производительность трубчатой печи.
В КНР в Инцветмете в 1957 г. исследовалась возгонка свинца и цинка из руд с 2,5—3% свинца и 11% цинка. Руду гранулировали с получением гранул размером 0,6—2,5 мм, которые покрывали известью,, с целью повышения температуры плавления руды до 1100°. Опыты проводили в реакторе диаметром 500 мм.
При температуре 950° и продолжительности 100 мин. степень возгонки свинца составила 89,7% и цинка 86,2%, а при температуре 1050° — соответственно 93,5% и 95,5%. Наибольшая степень отгонки была получена при отношении восстановительного газа к воздуху, равном 8:2, что достигалось добавкой 2% кокса.

---

• Восстановительный обжиг
• Обжиг никелевых файнштейна и концентратов
• Обжиг высокосернистого боксита
• Обжиг свинцовых концентратов
• Сульфатизирующий обжиг медно-кобальтовых концентратов