Получение свинца

Опубликовал Администратор 6 мая, 2012

свинецПолучение свинца методом КИВЦЭТ-ЦС на УКМК ОАО “Казцинк”

Кивцэтный комплекс введен в эксплуатацию в 1985 г и по функциональной принадлежности состоит из двух отделений: шихтоподготовительного и плавильного.

Шихтоподготовительное отделение

Известно, что успешное осуществление плавки в металлургическом агрегате зависит от качества проплавляемого материала. Исходя из этого, а также из требований экологии, при проектировании и строительстве было уделено больше внимания технологии приготовления шихты. В результате всестороннего анализа нескольких вариантов была выбрана схема приготовления шихты в виде пульпы с последующей фильтрацией и сушкой.

Технология приготовления шихты заключается в следующем: концентраты, оборотные пыли, флюсы и кокс (около 3 % от массы шихты) загружают в шаровую мельницу, куда подают воду от фильтрации предыдущей пульпы. В мельнице разбиваются все комки и доизмельчаются составляющие шихты до крупности 62 мкм. Мельница работает в замкнутом цикле с гидроциклонами. Частицы шихты крупнее 62 мкм возвращаются в мельницу, а мелкие частицы в виде пульпы с отношением Ж:Т = 1:1 качают насосами в баки-усреднители. Длина пульпопровода 400 м. В усреднителях производят корректировку шихты добавкой измельченных флюсов. Ёмкость бака усреднителя составляет около 900 м3 . Пульпу фильтруют на 12-дисковых вакуум-фильтрах, получают кек с влажностью 17-18 % и фильтрат. Фильтрат направляют в голову процесса, а кек сушат в две стадии в барабанных сушилках до влажности менее 2 %. Полученную сухую шихту передают пневмотранспортом в плавильное отделение, находящееся на расстоянии 300 м.

Необходимость транспортировки компонентов шихты на большие расстояния определила выбор транспорта и схему приготовления шихты. Учитывая возрастающие требования к экологии производства, приготовление и транспорт шихты в жидком виде оказался наиболее удачным способом. Появилась дополнительная операция — сушка кека, зато отпала необходимость очищать 1,4 млн. м3/ч запыленного воздуха, что неизбежно при транспортировке ленточными транспортерами. При приготовлении шихты традиционным сухим способом необходимо было построить отдельные пылеуловители.

Приобрести тепловые насосы в Челябинске от компании SunDue Вы можете на сайте ecotn.ru. Экономия и надёжность — наша работа.

Полученная шихта имеет следующую характеристику: влажность до 2 %, степень усреднения — очень высокая (отклонение содержания рассчитываемых компонентов шихты от среднего не более 0,5 %), шихта в своей массе имеет высокоразвитую поверхность, что весьма важно для автогенного процесса, полностью отсутствуют комки и инородные включения.

Плавильное отделение

Основные агрегаты плавильного отделения:

плавильная камера с электротермической частью (отстойником);
котел-утилизатор для охлаждения газов;
электрофильтр для предварительной очистки газов от пыли;
транспортное и весовое хозяйство.
Технология плавки в кивцэтном агрегате заключается в следующем: тонкоизмельченную высушенную шихту, включающую концентраты, пыли, кокс, рассчитанную на определенный состав шлака, а также клинкер от вельцевания цинковых кеков, который используют в качестве восстановителя, загружают в специальную горелку, куда подают технический кислород. Расход кислорода определяют по составу шихты и степени десульфуризации. Горелка установлена в своде плавильной камеры. Шихта месте с клинкером в токе кислорода поступает из горелки в плавильную камеру, где при высокой температуре происходят реакции окисления сульфидов металлов, диссоциация химических соединений и расплавление частичек шихты с образованием расплава, включающего оксиды металлов, капли металлического свинца, штейновые образования.

Расплав образует жидкую ванну, верхний слой которой насыщен полурасплавленным клинкером. Оксид свинца реагирует с клинкером и восстанавливается до металлического, оксид цинка переходит в шлак. Наличие металлической фракции железа в клинкере способствует восстановлению свинца.

Процесс в плавильной камере происходит непрерывно: сильфиды окисляются в газовом пространстве, масса расплава оксидов металлов с клинкером постоянно поступает на поверхность ванны, свинец восстанавливается и вместе с массой расплава оксидов перетекает в электротермическую часть кивцэтного агрегата через отверстие, устроенное под водоохлаждаемой перегородкой.

В электротермической части происходит разделение продуктов плавки по удельным весам. Черновой свинец выпускают через сифонное устройство или специальное шпуровое отверстие, шлак и штейн — через шпуры и летки, устроенные на разных расстояниях от лещади агрегата.

Газы с содержанием в среднем 40 % сернистого ангидрида после охлаждения и очистки от пыли смешивают с аглогазами и направляют на производство cерной кислоты.

Длительное время не могли достигнуть проектных показателей по содержанию свинца в шлаке (2,9 %) и лишь добавка клинкера способствовала улучшению этого показателя. При устойчивой работе кивцэтного комплекса содержание свинца в шлаке не превышает 0,5 -0,6 %, причем в течение длительных периодов оно снижалось до 0,1-0,2 %. Низкое содержание свинца в шлаке достигается при устойчивой непрерывной работе кивцэтного агрегата. Нестабильная работа – частые остановки и запуски — приводят к значительному увеличению содержания свинца в шлаке – до 8-9 %. Это связано с тем, что процесс автогенной плавки происходит при напряженном тепловом балансе по следующей причине: в плавильной камере, а точнее – в газовом пространстве плавильной камеры идут, в основном, реакции окисления сульфидов металлов с выделением большого количества тепла. Расплав оксидов металлов перемешивается с восстановителем, находящемся в верхнем слое ванны, где идут восстановительные реакции с большим отъемом тепла. Отъем тепла настолько велик, что при остановке кивцэтного агрегата в плавильной камере довольно быстро густеет вся масса расплава. Для её разогрева до жидкого состояния приходится некоторое время после запуска агрегата в работу загружать шихту без восстановителя. При этом, естественно, часть свинца в виде оксида переходит в шлак.

Кивцэтный процесс – новый интенсивный процесс, сопровождаемый выделением большого количества тепла в ограниченном пространстве, характерный наличием высокотемпературных химически активных расплавов. Для конструктивного оформления процесса необходимы надежный котел-утилизатор, электрофильтр, способный очищать высокотемпературные газы с запыленностью до 400 г/м3, кроме того, необходим огнеупорный материал, способный длительно работать в условиях высоких температур в зоне окислительно-восстановительных реакций. Показатели процесса:

производительность по проплавляемой шахте – до 500 т/сутки;
содержание в шихте, %: 40 свинца, до 8 цинка, более 3 меди, 18 серы;
удельный расход на 1 т шихты: кислорода-170-200 нм3 , электроэнергии – 120-150 кВт ч, клинкера – 10-12 % от массы шихты;
содержание свинца в черновом металле достигает 97-98 %.

Добавить комментарий