Обжиг сульфидных цинковых концентратов в кипящем слое
ВВЕДЕНИЕ
Источником получения цинка является рудное сырье, которое обычно находится в сульфидном состоянии, а цинк представлен преимущественно сфалеритом (ZnS). Руды всегда комплексные, содержат кроме цинка свинец, медь, железо, серебро и др. В последнее время используется вторичное сырье в странах с высоким потреблением. Примерно 50% мирового производства цинка расходуется на покрытие железных изделий с целью защиты их от ржавления. Более 30% всего производства в мире цинка употребляется на производство сплавов. Сплав цинка с медью и оловом называется бронзой. Различные сорта бронз широко применяют в машиностроении. Сплавы цинка с медью и никелем называют мельхиором и нейзильбером. Благодаря способности давать сплавы с серебром и золотом, цинк используется в металлургии для извлечения благородных металлов.[6, c.187] Цинковая пыль применяется для осаждения золота и серебра из растворов при их получении гидрометаллургическим путем, для очистки растворов от меди и кадмия перед электролизом растворов цинка. Оксид цинка широко используют при производстве резины и ее обработке. Он улучшает качество резиновых шин и ряда других резиновых изделий. Широко используют чистый цинковый купорос при производстве корда-осных шин. Соединения цинка, в частности его антимонид, используют в качестве интерметаллических полупроводников в приборах для превращения электрической энергии в тепловую. Антимонид цинка применяют также для точечного охлаждения детекторных приборов при изучении космоса. В промышленности окисленный ZnS перерабатывают, получая ZnO гидрометаллургическим способом, состоящим в том, что водный раствор ZnSO4* aq, полученный кислотным растворением ZnO, подвергают электролизу при температуре электролита не более 40C. [1, c.128, 216] При гидрометаллургическом способе получения цинка обжиг ведут с получением огарка порошка при температуре 800-1000С. Высокая дисперсность огарка способствует быстрому и полному выщелачиванию его в растворе серной кислоты.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Теоретические основы процесса обжига 5
1.1 Химизм процесса обжига цинковых концентратов 5
1.2 Термодинамика процессов 7
1.3 Кинетика процессов обжига 7
2 Технологическая схема получения цинка 10
2.1 Обжиг цинковых концентратов в печах КС 12
2.1.1 Влияние условий обжига на технологические показатели процесса 19
2.1.2 Факторы, влияющие на качество Zn-огарка 22
2.2 Оборудование для обжига Zn-ых концентратов 23
3. Выбор и обоснование технологии. 25
4. Исходные данные для расчёта 27
4.1 Расчёт рационального состава концентрата 28
4.2 Расчёт рационального состава огарка 30
4.3 Расчёт дутья и отходящих газов 37
4.4 Материальный баланс процесса обжига 39
Список литературы 40
Список литературы
1. Марченко Н.В., Вершинина Е.П., Гильдербрандт Э.М., Металлургия тяжёлых цветных металлов// - Красноярск, СФУ, 2009
2. Орлов А.К., Металлургия свинца и цинка// -Санкт-Петербург, СПГГИ, 2004
3. Уткин Н.И., Производство цветных металлов//-М., «Интернет инжиниринг», 2002
4. Зайцев В.Я., Маргулис Е.В., Металлургия свинца и цинка //-М., Металлургия, 1985
5. Гудима Н.В., Шейн Я.П., Краткий справочник по металлургии цветных металлов//-М., Металлургия, 1987
6. Баймаков Ю.В., Журин А.И., Электролиз в гидрометаллургии//-М., Металлургия, 1970
7. Лакерник М. М., Пахомова Г. Н., Металлургия цинка и кадмия//- М.,Металлургия, 1969
8. Клушин Д.Н., Резник И.Д., Соболь С.И., Применение кислорода в цветной металлургии//-М., Металлургия, 1983
9. Набойченко С.С., Юнь А.А. Расчёты гидрометаллургических процессов.
// - М.: МИСИС, 1995
10. Краткий справочник физико-химических величин /Под
Примем избыток дутья равным 20%, чтобы ликвидировать зоны с пониженным содержанием кислорода, которое вызывает повышение степени силикатообразования. Повышение содержания дутья кислородом до 30%, указанное выше, позволяет снизить пылевынос до 25%, и повысить удельную производительность до 9т/м2сутки Увеличение высоты печи до 16 метров из-за установки на печи термосифонов и устройства для утилизации тепла, также позволит снизить пылевынос. Примем пылевынос равным 30%, удельную производительность равной 9т/м2сутки . Примем CS < 0,1-0,3%, Cso2<1,5-2,5%, для компенсации потерь H2SO4 на выщелачивании , а ZnS практически не растворим и при добавлении H2SO4 образует H2S - ядовитое вещество вещество не имеющее запаха так как концентрат будет находиться в печи 12 ч., что позволит достигнуть высокой степени десульфуризации, а следовательно, полнее окислить сульфаты , а так же высокое содержание мелкой фракции (-0,15мм); и умеренное содержание ферритного и силикатного цинка. Для утилизации отходящего тепла будем применять термосифоны, так как имеют большую производительность, сухие электрофильтры для очистки газов от пыли работающих при температуре 400-4500С.