Технологическая схема отражательной плавки медных концентратов

Сущность отражательной плавки заключается в том, что эагруженная шихта плавится за счет теплоты от сжигания углеродистого топлива в горизонтально расположенном рабочем пространстве печи. Факел, образующийся при горении топлива, располагается над поверхностью расплава.

При плавке влажных и подсушенных концентратов загруженная шихта образует откосы вдоль боковых стен печи; при плавке огарка она растекается по поверхности зеркала шлакового расплава.

Механизм плавки в отражательной печи можно представить следующим образом. Нагрев шихты, лежащей на поверхности откосов, за счет теплоты, излучаемой факелом, сопровождается сушкой материала и термической диссоциацией высших сульфидов и других неустойчивых соединений. По мере нагрева в поверхностных слоях шихтовых откосов начинают плавиться легкоплавкие составляющие шихты - сульфидные и оксидные эвтектики. Образующийся при этом первичный расплав стекает по поверхности откосов, растворяет в себе более тугоплавкие компоненты и попадает в слой шлакового расплава. С этого момента фактически начинается разделение шлаковой и штейновой фаз; капли оксидной фазы растворяются в общей массе шлака, имеющегося постоянно в печи, а капли штейна проходят через слой шлака и образуют в нижней части ванны самостоятельный штейновый слой.

 

Схема плавления шихты на откосах отражательной печи:

1 - загрузка шихты; 2 - факел горящего топли­

ва; 3 - направление потоков теплоизлучения

от факела; 4 - стекахзщий поверхностный слой

расплавленной шихты; 5 - тяжелая фракция

расплава, обогащенная сульфидами и оксида­

ми железа; 6 — легкая фракция расплава, обо­

гащенная кварцем; 7— штейновая фаза; 8 -

шихтовый откос

 

При переработке в отражательной печи обожженных концентратов, уже прошедших термическую подготовку, механизм плавки будет иным. Частицы огарка, растекаясь по поверхности шлаковой ванны, контактируют с ней, в результате чего оксидные

пленки на частицах растворяются в шлаке, а сульфидные зерна оседают на дно расплава, образуя штейн.

 

Различным при плавке сырых и обожженных концентратов будет и химизм плавки. При плавке сырых концентратов основными химическими процессами являются разложение высших сульфидов и взаимодействие сульфидов железа с магнезитом,

поступающим в печь с оборотным конвертерным шлаком, по реакции

 

FeS + 3Fe₃0₄ + 5Si0₂ = 5(2FeO • Si0₂) + S0₂.

Суммарная десульфуризации в этом случае обычно составляет 4 5... 55 %.

Плавка огарка (поскольку разложение высших сульфидов практически полностью закончилось при обжиге) сводится главным образом к химическому взаимодействию между оксидами и сульфидами. Основными в этой плавке являются реакции:

 

Cu₂0 + FeS = C u₂S + FeO;

10Ғе₂О₃ +FeS = 7Fe₃0₄ + SО₂,

а также взаимодействие FeS с Fe30 4 в присутствии кремнезе­

ма по реакции (12).

Десульфуризация при плавке обожженных медных концентратов не превышает 20... 25 %.

 

 

 

Отражательная печь с подвесным сводомдля плавки медных концентратов:

1 - лешадь; 2 - фундамент; 3 - окно для горелки (форсунки); 4 - металлический каркас печи; 5 - запасный шпур; 6 - загрузочные отверстия; 7 - шпуры для выпуска штейна; 8 - шлаковое окно; 9 - газоход (аптейк); 10 - свод; II — стена

 

 

Отражательная печь для плавки медных концентратов плавильный агрегат с горизонтальным рабочим пространством. Внутренние размеры современных отражательных печей следующие: длина 28... 35 м, ширина 6... 10м, высота от свода до пода 4... 4,5 м. Площадь пода таких печей колеблется от 180 до 350 м2.

Конструктивно отражательная печь состоит из фундамента, стен, подины (лещади), свода, каркаса, устройств для загрузки шихты и выпуска продуктов плавки, горелок (форсунок) для сжигания топлива.Фундамент - основу печи - изготавливают из литого шлака, бетона, кирпича или бутового камня. На фундаменте размещена наварная лещадь. Наварку проводят оплавлением кварцевого песка на нескольких слоях строительного и огнеупорного кирпича. Лещадь может быть полностью выложена из динасового кирпича в виде обратной арки. Общая толщина лещади 0,6... 1,5 м.

Ответственнейшим элементом конструкции отражательныхпечей является свод. По конструктивному исполнению сводыотражательных печей бывают арочными, подвесными и распорноподвесными.Динасовые арочные своды применяют лишь при небольшой ширине печи (до 6 м). Для отражательных печей большой ширины применяют только подвесные или распорно-подвесные своды. Подвесной свод де­

лают плоским или трапециевидным.

На большинстве заводов шихту загружают через свод печи с помощью загрузочных устройств, расположенных вдоль боковых стен печи Такой способ загрузки шихты сопровождается большим ее пылевыносом и быстрым разъеданием свода печи,

особенно вблизи загрузочных отверстий. Наибольшая химическая коррозия свода при таком методе загрузки наблюдается при плавке обожженной шихты. Более рациональным признано считать подачу шихты непосредственно на поверхность шлакового расплава через боковые стены печи с помощью течек или специальных загрузочных устройств.