При загрузке концентрата в шахту печи, каждый компонент проходит определенные этапы физико-химических превращений. Это резкий нагрев, приводящий к термическому разрушению частиц, а отсюда рост поверхности обжигаемого материала, диссоциация высших сульфидов, а также процессы окисления сульфидов. При этом химический и, в какой-то степени, фазовый состав концентрата постепенно меняется. Степень изменений химического состава контролируется по такому главному показателю как содержание серы в концентрате, изменение фазового состава выражается в укрупнении частиц концентрата в результате их скатывания . Таким образом, степень десульфуризации при окислительном обжиге определяется исходя из технологических возможностей последующей дистилляцией цинка, или гидрометаллургического передела.
Интенсивное смешивание мелкозернистых материалов в кипящем слое происходит под влиянием аэродинамических сил вертикального потока воздуха, подаваемого в печь снизу. При этом сыпучий материал переходит в состояние, которое называют псевдожидким. Он разрыхляться до такого состояния, что приобретает основные свойства жидкости - подвижность, способность перемешиваться, принимать форму сосуда, в который она помещена и другие свойства. Псевдожидкое состояние наступает при определенной критической скорости восходящего газового потока, при которой подъемная сила газа будет равна общей массе сыпучего материала. Критическую скорость газа чаще всего определяют опытным путем, но можно определить ее и расчетом [1].
При рассмотрении условий образования кипящего слоя различают минимальную критическую скорость Wкрит (min), при которой слой сыпучего материала переходит из неподвижного в псевдожидкое состояние, и максимальную критическую скорость Wкрит (max), при которой псевдожидкий слой переходит во взвешенное состояние со свободным витанием частиц. Максимальная критическая скорость в десятки раз больше минимальной скорости. Таким образом, кипящий слой может существовать в довольно широких интервалах скоростей газового потока: Wкрит (min)<Wраб< Wкрит (max), где Wраб - рабочая скорость псевдоcжижения материала. Для частиц различной крупности критические значения скоростей газового потока будут различными. При одних и тех же параметрах дутья для крупных частиц материала скорость газа будет минимальной критической, а для мелких - максимальной критической и даже предельной, обуславливающей вынос частиц за пределы обжигового агрегата, поэтому обжиг полидисперсных частиц всегда сопровождается выносом мелких частиц из печи. Для избежания большого пылевыноса перед обжигом полидисперсные материалы (для уравнивания частиц по крупности) следует подвергать предварительной грануляции (окатыванию) или обжигать такие материалы в печах с расширяющимися кверху рабочим пространством. Основной практически важный результат интенсивного аэродинамического перемешивания материала в кипящем слое - это выравнивание температур и концентраций реагирующих веществ во всем объеме печи. Кипящий слой также отличается интенсивным теплообменом [4].
Рассмотрим обжиг цинкового концентрата в печи кипящего слоя перед дистилляцией.
Обжиг (часто двустадийный) цинковых концентратов перед дистилляцией преследует следующие цели, включая агломерацию:
1. возможно полное удаление серы (до 1%) с переводом цинка и других металлов из сернистых соединений в окислы;
2. отгонка из концентрата свинца, кадмия, мышьяка, сурьмы и некоторых рассеянных элементов;
3. получение крупных частиц и кусков с пористой структурой;
4. получение концентрированных по содержанию SO2 газов, пригодных для производства серной кислоты [1].
Обжиг перед выщелачиванием имеет несколько другие задачи:
а) максимальный перевод цинка в соединения, растворимые в слабых растворах серной кислоты (главным образом ZnO);
б) получение газов, пригодных для производства серной кислоты.
В обоих случаях любые агрегаты для обжига должны быть оборудованы устройствами для улавливания ценной пыли. Обычно используются последовательно циклоны (1-2 ступени), газоходы и электрофильтры.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.