Принцип обжига в КС и его достоинства

 

Достоинства этого способа обжига являются следствием сжигания концентрата, приведённое в особое состояние псевдоожидания. Рассмотрим суть и условия создания этого состояния.

Материал в кипящем слое текуч, интенсивно перемешивается, что обеспечивает однородность слоя по составу и температуре. Обжиг концентрата в КС имеет многие преимущества перед ранее применявшимися способами:

1. Высокая производительность (удельная производительность по площади пода в 3-4 раза выше, чем в многоподовых печах, и в 1,5-2 раза выше, чем при обжиге во взвешенном состоянии);

2. Стабилизация режима обжига и повышение качества огарка (содержание сульфидной серы в огарке из печи КС 0,1-0,3 % вместо 0,2-0,5 % при обжиге во взвешенном состоянии или 0,3-1,0 % при обжиге на подах);

3. Автотермичность с высокой степенью утилизации технологического тепла;

4. Упрощение подготовки шихты и обслуживания печи (возможность полной механизации, автоматизации, увеличение длительности кампании печей КС)

Это способствует быстрому распространению и широкому применению обжига в КС.

Общая схема цепи аппаратов

 

Технология обжига цинковых концентратов для выщелачивания на разных заводах не имеет принципиальных различий: обжиг ведётся в печах КС в одну стадию. Различия касаются следующего:

· Способов подготовки и исходного состояния шихты для обжига;

· Конструкции печей КС;

· Подготовки и транспорта огарка для выщелачивания;

· Температурных и концентрационных условий обжига;

· Способов утилизации тепла печей КС

На рис. 3 показана схема аппаратов обжигового цеха.

 

 

Схема включает узел подготовки шихты к обжигу в сухом виде, печь КС, узел теплоотъема тепла из газа в стояке и из КС кессонами испарительного охлаждения, узел пылеулавливания циклоном и электрофильтрами, узел подготовки огарка к выщелачиванию в сухом виде, узел гидродинамического обеспечения технологического тракта (воздуходувка и дымосос).

Приготовление шихты

 

Шихту в печь КС подают обычно в сухом виде или в виде пульпы. Подачу на обжиг сухой шихты применяют для шихт, образованных из привозных и довольно близких по составу концентратов. Шихта в виде пульпы предпочтительна, когда цинковый завод находится рядом с обогатительной фабрикой, снабжающей завод концентратом.

Для получения сухой шихты концентраты грейферным краном смешивают для однородности материала. Далее шихту подсушивают в сушильном барабане до остаточной влажности 6-8 %. Если концентраты достаточно сухие, то подсушка не требуется. Подсушенную шихту измельчают на дисковых истирателях или на дезынтеграторах и отсеивают крупные комки на грохотах.

Шихту в виде пульпы готовят репультацией смеси концентратов водой (в пульпе 75-80 % твёрдого) и дополнительно перемешивают в баках с мешалками.

Конструкция печи КС

 

Конструктивно печи КС разнообразны и различаются профилем поперечного сечения (круглые и прямоугольные), величиной отношения надслоевого объёма печи к площади пода, способом загрузки шихты в печь (через фотокамеру и в слой или через загрузочные окна в стенах печи и по всей поверхности кипящего слоя), конструкцией воздухораспределительной падины.

На рис. 4 схематически показана цилиндрическая печь КС наиболее распространённая на отечественных заводах

Площадь пода печи 34 м², площадь фотокамеры 1,5 м², высота печи 10 м, высота сливного порога 1,0-1,2. Фотокамера служит для загрузки шихты в КС, а сливной порог- для выгрузки огарка.

Очень ответственным элементом конструкции печи является воздухораспределительная подина. Подину печи выполняют из жароупорного бетона на стальном перфорированном листе с вставленными в отверстия соплами для распределения дутья равномерно по площади.

Тонкие (пылевидные) фракции выносятся с дутьём из КС и обжигаются во взвешенном состоянии. Пылевая часть огарка улавливается в пылеуловителях и выгружается из них для выщелачивания. Грубодисперсная часть огарка выгружается из печи через сливной порог и тоже направляется на выщелачивание.

Для стационарного теплового режима обжига необходим тепловой баланс в КС, который обеспечивается отводом тепла из слоя. Отъём тепла из обжиговых газов осуществляется с помощью котлов-утилизаторов или вертикальных стояков, охлаждаемых кессонами испарительного охлаждения.

Узел пылеулавливания состоит из котла-утилизатора, одной или двух ступеней циклонов для грубого пылеулавливания и электрофильтров для тонкого пылеулавливания. Обеспыленный газ направляют в сернокислотное производство.

Дутьё воздуха в печь подают от турбовоздуховки по воздуховодам в воздушную коробку, расположенную под воздухораспределительной подиной. А далее воздух через сопла в подине под определённым давлением поступает в КС.

Транспортировку огарка от печей КС осуществляют или в виде пульпы, или в сухом виде. Транспортировка пульпы аппаратурно проще, чем сухого огарка.

Совершенствование обжигового передела по технико-экономическим показателям достигают также изменением конструкции печей КС. Эти изменения направлены на увеличение единичной мощности печей за счёт увеличения пода.

Увеличение площади пода печей потребовало изменить способ загрузки шихты в печь КС для лучшего её использования: вместо загрузки шихты через фотокамеру в слой применяют загрузку скоростными забрасывателями через загрузочное окно в стенке печи для равномерного распределения шихты по поверхности КС.

Практика обжига в печи КС

 

Для поддержания нормального режима обжига в печи КС необходимы следующие условия:

· Постоянство минералогического и дисперсного состава шихты и скорость загрузки её в слой;

· Равномерное распределение дутья по площади подины;

· Постоянство заданного давления в воздушной коробке под подиной;

· Постоянство тягового режима в пылегазовом тракте для отвода технологических газов;

Теория процесса