 |
 |
 |
|
|||||||||
|
 | |||||||||||
|
 |
||||||||
|
МЕНЮ
|
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Технология производства черной меди на ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод"Технология производства черной меди на ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод"ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ (ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) КУРСОВАЯ РАБОТАНА ТЕМУ: «ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЧЕРНОВОЙ МЕДИ НА ОАО «СРЕДНЕУРАЛЬСКИЙ МЕДЕПЛАВИЛЬНЫЙ ЗАВОД»»Москва, 2009 Содержание 1 Общие сведения о меди 2 Области использования и потребления меди 3 Физические и химические свойства меди 4 Сырье для производства меди 5 Основные минералы меди 6 История развития ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод" 7 Производственный комплекс ОАО «СУМЗ» 8 Организация медеплавильного цеха на ОАО «СУМЗ» 9 Интенсификация Процесса плавки медного сырья 10 Сущность процесса плавки в жидкой ванне 11 Процессы протекающие в надфурменной и подфурменной зонах печи для плавки в жидкой ванне 12 Конструкция печи Ванюкова 13 Технология процесса конвертирования медных штейнов 14 Особенности проведения 1-го и 2-го периодов конвертирования 15 Преимущества и недостатки процесса конвертирования 16 Устройство конвертера Выводы 1 Общие сведения о меди Медь (лат. Cuprum), Cu, химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 29, атомная масса 63,546; мягкий, ковкий металл красного цвета. Природная состоит из смеси двух стабильных изотопов -- 63Cu (69,1 % ) и 65Cu (30,9 % ).Среднее содержание меди. в земной коре (кларк) 4,7·10-3 % (по массе. Среди многочисленных минералов меди преобладают сульфиды, фосфаты, сульфаты, хлориды, известны также самородная медь , карбонаты и окислы. Ткип=2310єС Тпл=1083єС =8.9 т/м =7.96 т/м Медь легко поддается прокатке, может вытягиваться в проволоку, обладает высокой электропроводностью (уступает только серебру), является малоактивным, электроположительным металлом. Не растворяется в соляной и серной кислоте, но легко растворяется в азотной кислоте. Медь образует многочисленные сплавы с другими металлами: бронза, латунь, мельхиор, нейзильбер. 2 Области использования и потребления медиЭлектроника и электротехника - провода, кабели, обмотка электродвигателей, фольга, электропроводимые шины (45-25%)Машиностроение и транспорт - теплообменники, радиаторы, детали и узлы автомобилей, самолетов, судов, вагонов и т.д. (15-25%)Строительные материалы - кровельные материалы, декоративные украшения (8-10%)Химическая промышленность - соли входят в состав красок, катализаторы (3-6%)Изделия бытового назначения - посуда, часы, украшения (10%)3 Физические и химические свойства меди Цвет меди красный, в изломе розовый, при просвечивании в тонких слоях зеленовато-голубой. Металл имеет гранецентрированную кубическую решётку с параметром а = 3,6074 ; плотность 8,96 г/см3 (20 °С). Химическая активность меди невелика. Компактный металл при температурах ниже 185 °С с сухим воздухом и кислородом не взаимодействует. В присутствии влаги и CO2 на поверхности меди образуется зелёная плёнка основного карбоната. При нагревании меди на воздухе идёт поверхностное окисление; ниже 375 °С образуется CuO, а в интервале 375--1100 °С при неполном окислении меди . -- двухслойная окалина, в поверхностном слое которой находится CuO, а во внутреннем -- Cu2O. Влажный хлор взаимодействует с медью уже при обычной температуре, образуя хлорид CuCl2, хорошо растворимый в воде. Особое сродство медь проявляет к сере и селену; так, она горит в парах серы С водородом, азотом и углеродом медь не реагирует даже при высоких температурах. Растворимость водорода в твёрдой меди незначительна и при 400 °С составляет 0,06 мг в 100 г меди. Водород и другие горючие газы (CO, CH4), действуя при высокой температуре на слитки меди, содержащие Cu2O, восстановляют её до металла с образованием CO2 и водяного пара. Эти продукты, будучи нерастворимыми в меди, выделяются из неё, вызывая появление трещин, что резко ухудшает механические свойства меди. При пропускании NH3 над раскалённой медью образуется Cu3N. Медь подвергается воздействию окислов азота, а именно NO, N2O (с образованием Cu2O) и NO2 (с образованием CuO). Карбиды Cu2C2 и CuC2 могут быть получены действием ацетилена на аммиачные растворы солей М. Нормальный электродный потенциал меди для реакции Cu2+ + 2e ? Сu равен +0,337 в, а для реакции Cu+ + е ? Сu равен +0,52 в. Поэтому медь вытесняется из своих солей более электроотрицательными элементами (в промышленности используется железо) и не растворяется в кислотах-неокислителях. В азотной кислоте медь растворяется с образованием Cu(NO3)2 и окислов азота, в горячей концентрации H2SO4 -- с образованием CuSO4 и SO2, в нагретой разбавленной H2SO4 -- при продувании через раствор воздуха. Все соли меди ядовиты Медь в двух- и одновалентном состоянии образует многочисленные весьма устойчивые комплексные соединения. Примеры комплексных соединений одновалентной меди (NH4)2CuBr3; K3Cu(CN)4 -- комплексы типа двойных солей; [Сu {SC (NH2)}2]CI и другие. Примеры комплексных соединений 2-валентной меди CsCuCI3, K2CuCl4 -- тип двойных солей. Важное промышленное значение имеют аммиачные комплексные соединения меди [Сu (NH3)4] SO4, [Сu (NH3)2] SO4. 4 Сырье для производства медиОсновное сырье для производства меди - руда. Медь может производится из вторичного сырья (отходы металлообработки, металлолом, брак)Руда состоит из минералов, различают минералы:- ценные (в их состав входят извлекаемые металлы)- пустой породыПо минералогическому составу медные руды делятся на:- сульфидные- окисленные- смешанные- самородныеПо количеству сульфидов:- сплошные - полностью состоят из сульфидов- вкрапленные - сульфиды присутствуют в виде вкрапленийПо количеству ценных компонентов:- монометаллические- полиметаллические (комплексные)5 Основные минералы медиСульфидные:- ковелин CuS,- халькопирит CuFeS2,- халькозинCu2S,- бормит Cu5FeS4,- кубанит CuFe2S3Окисленные:- малахитCuCO3 Cu(OH)2,- куприт Cu2O,- азурит CuCO3 Cu(OH)2,- тенорит CuOКроме медносодержащих минералов в руде может содержаться: - cфалерит ZnS - пирротин Fe7S8 - пирит FeS2 - галинит PbS В руде рисутствуют минералы пустой породы, в основном оксиды (SiO2, CaO, Al2O3, MgO), силикаты, карбонаты, алюмосиликаты. Содержание меди в рудах: 0,5-1,5 меди, 0,8-1,5 в основном - руды с таким содержанием в металлообработку сразу отправлять нельзя. Применяют обогащение. Метод флотации - получают медный концентрат с содержанием меди 10-30 %, максимальное количество меди в концентрате до 50%. В России основными предприятиями по производству меди являются: Норильский никель, Северный никель, Пышма, Среднеуральский медеплавильный завод. 6 История развития ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод"Правительственное постановление о строительстве на Урале крупного медеплавильного предприятия на базе Дегтярского месторождения медистых перитов -- медно-серно-цинково-колчеданных руд, -- расположенного в 15 км. к югу от Ревды было принято в августе 1931 года. Работы по возведению и техническому оснащению производств, прокладке коммуникационных и транспортных сетей, строительству жилья для работников завода заняли без малого девять лет. 25 июня 1940 года были получены первые тонны черновой меди. Этот день считается днем рождения СРЕДНЕУРАЛЬСКОГО МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ЗАВОДА. В последующие десятилетия завод рос, наращивал свой технический потенциал, увеличивал объемы выпуска продукции и прочно вошел в число лидеров отрасли. Тяжелые испытания пришлись на 1990-е годы, когда из-за недостатка медьсодержащего сырья резко сократилось производство черновой меди, хронические неплатежи за переработку и полученную продукцию привели к большой задолженности по заработной плате и, как следствие, к недовольству коллектива. Критическая ситуация была разрешена лишь благодаря совместным усилиям руководства СУМЗа и АО «Уралэлектромедь». С приходом на пост генерального директора А.А. Козицына завод начал работать достаточно стабильно, постоянно увеличивая объемы производства. В настоящее время, согласно оценкам экспертов, ОАО «СУМЗ» входит в первую двадцатку наиболее динамично развивающихся компаний России, с 2000 года входит в состав УГМК.СУМЗ является градообразующим предприятием. Он является основным плательщиком в муниципальный бюджет. Обеспечивает половину жилого массива города теплом и горячей водой. Завод содержит стоматологическую клинику, профилакторий, базу отдыха для детей, большой спортивный комплекс и Дворец культуры.7 Производственный комплекс ОАО «СУМЗ»СУМЗ представляет собой крупный химико-металлургический комплекс, включающий в себя пять основных производств:обогатительную фабрику, которая после реконструкции достигла мощности по переработке 1 миллиона тонн шлаков в год;медеплавильный цех, производящий свыше 100 тысяч тонн черновой меди из собственного и привозного сырья. Попутно из концентратов и флюсов в готовую продукцию извлекаются золото и серебро;сернокислотный цех, вырабатывающий около 500 тысяч тонн серной кислоты в год. Здесь также извлекается сера из обжиговых и конверторных газов и газов печи Ванюкова;суперфосфатный цех, производящий фосфорные удобрения с использованием собственной серной кислоты. После частичной реконструкции оборудования в цехе освоен выпуск триполифосфата натрия -- составляющего сырья для технических и бытовых моющих средств;цех ксантогенатов -- крупный производитель бутилового ксантогената калия, флотореагента для обогатительных фабрик. Цех может выпускать до 8,5 тысячи тонн этого продукта, которым обеспечивает большинство горно-обогатительных комбинатов Уральского региона, Башкортостана и Казахстана.Предприятие поставляет свою продукцию на переработку на российские заводы, а также на экспорт. Основным потребителем черновой меди производства ОАО "СУМЗ" является АО "Уралэлектромедь". Потребителями прочей продукции являются предприятия Урала, Центральных и Восточных районов России. Основным видом экспортной продукции является рафинированная медь. Динамика объемов производства продукции ОАО "СУМЗ", т
Завод является носителем передовых технологий в комплексной переработке техногенных отходов. На предприятии действует самая современная система экологического мониторинга. Перспективные планы ОАО «СУМЗ» предусматривают продолжение работ по реконструкции и модернизации оборудования завода с целью увеличения объемов производства, повышения качества продукции, комплексного использования сырья, сокращения вредного воздействия на окружающую среду, утилизации отходов производства. В настоящее время на предприятии развертывается реконструкция всего основного производства 8 Организация медеплавильного цеха на ОАО «СУМЗ» До 1995 года медеплавильный цех завода перерабатывал медные концентраты по схеме обжига в печах "кипящего" слоя, отражательной плавки огарка и конвертирования. Отражательная плавка характеризуется низкой удельной производительностью, высоким расходом огнеупорных материалов, низким тепловым КПД, высоким удельным расходом углеродистого топлива и большим количеством газов с низким содержанием сернистого ангидрида (1,0-2,5%), обезвреживание которых связано со значительными капитальными и эксплуатационными затратами. Такие ценные сопутствующие компоненты, как сера, свинец, цинк, кадмий, германий, рений и др. при отражательной плавке полностью теряются.. Отражательная плавка, основанная на внешних источниках теплоты, -- процесс несовершенный. Основными причинами острой необходимости замены отражательной плавки стали высокие требования к предотвращению загрязнения окружающей среды выбросами оксидов серы. В условиях отражательной плавки, характеризующейся образованием огромных количеств очень бедных по SO2 газов, их обезвреживание требует больших капитальных затрат и обходится дорого в эксплуатации. В связи с этим, а также в связи с необходимостью активного использования теплотворной способности сульфидов и ряда других рассмотренных выше факторов были разработаны и освоены новые способы плавки медного сырья. В 1987 году на заводе было начато строительство комплекса плавки медесодержащего сырья в жидкой ванне (печь Ванюкова). В 1995 году комплекс был пущен в эксплуатацию. 9 Интенсификация процесса плавки медного сырьяЦелью плавки любого типа является перевод всей перерабатываемой шихты в расплавленное и газообразное состояние с получением штейна или чернового металла, возгонов и шлака и их разделением.Значительные различия физико-химических свойств химических соединений, составляющих шихту и, в первую очередь, температуры их плавления приводят к постепенному формированию расплава. Сначала образуется первичный расплав из наиболее легкоплавких компонентов, а затем происходит растворение в них более тугоплавких веществ.Следовательно, процессы штейно- и шлакообразования протекают в две стадии: расплавление легкоплавких составляющих шихты и растворение более тугоплавких веществ в этих расплавах.Из числа присутствующих в сульфидных шихтах химических соединений наиболее легкоплавкими являются сульфиды (за исключением ZnS). При этом их эвтектические смеси по сравнению с отдельными сульфидами имеют еще меньшие температуры плавления. Поэтому процессы штейнообразования начинаются раньше процессов шлакообразования и идут с большими скоростями.Шлакообразование начинается позднее и происходит медленнее потому, что для большинства оксидов шихты температура плавления выше, чем температура в печи. При ограниченных температурах в плавильных агрегатах особо важное значение приобретают процессы растворения тугоплавких оксидов в первичных шлаковых расплавах.Процессы растворения являются диффузионными и поэтому протекают значительно медленнее процессов расплавления легкоплавких компонентов.Образование шлаков в металлургических печах начинается, как правило, с получения оксидно-сульфидных эвтектик или более сложных многокомпонентных легкоплавких композиций.В дальнейшем в них растворяются более тугоплавкие оксиды и, в первую очередь, кремнезем, вводимый обычно в шихту в виде кварцевого флюса.На скорость растворения кремнезема в фаялитовом расплаве наибольшее влияние оказывает интенсивность движения шлака, крупность частиц флюса и его реакционная способность. В условиях отражательной плавки (при которой наблюдается наименее интенсивное перемешивание по сравнению с другими известными пирометаллургическими процессами) около 50--60 % кварцевого флюса, несмотря на длительное пребывание в расплаве (10--15 ч), не успевает полностью раствориться в шлаке. Мелкие частицы кварца образуют тонкую взвесь, а более крупные плавают на поверхности шлаковой ванны в виде "кварцевой шубы". Эксперименты показывают, что принудительное перемешивание расплава вызывает резкое ускорение процесса растворения тугоплавких составляющих шихты.Наиболее медленным этапом плавки, даже для современных процессов, у которых время завершения других стадий мало, является коалесценция сульфидных капель и разделение штейна и шлака.Значительная часть меди находится в шлаках в виде эмульсии -- мелких капель штейна. Кроме того, при восстановлении или сульфидировании металлов в шлаковом расплаве обычно образуется дополнительное количество капель металлсодержащей фазы, отстаивание которых происходит крайне медленно и не успевает завершиться за приемлемое с практической точки зрения время. Поэтому необходимо обеспечить принудительное укрупнение штейновых или металлических частиц.Можно однозначно утверждать, что именно медленное укрупнение мелкой штейновой (металлической) взвеси и ее отделение от шлака являются одним из самых медленных этапов плавки в целомНаиболее эффективным приемом ускорения коалесценции штейно-вой взвеси является перемешивание шлака с получающимся при плавлении штейном. Известно, что даже загрузка сульфидов на поверхность шлаковой ванны и однократная промывка шпака каплями штейна заметно обедняют шлак.Сочетание процессов восстановления и перемешивания шлака со штейном позволяет резко интенсифицировать укрупнение штейновых частиц и разделение фаз. Доказано, что крупность частиц при этом возрастает настолько, что для разделения штейна и шлака требуется менее 1 ч вместо 8--12 ч.Правильная организация процесса разделения фаз создает предпосылки для резкой интенсификации работы плавильных агрегатов и повышения их удельной производительности.Анализ переработки сульфидного сырья на штейн позволил выявить роль и взаимосвязь последовательных элементарных стадий физико-химических превращений и установить, что оптимизация технологии плавки требует определенного сочетания следующих условий:создание условий для высокой степени использования кислорода газовой фазы в локальной зоне металлургического реактора, отделенной от конечных продуктов плавления;обеспечение высокой скорости массообменных процессов в системе исходные твердые компоненты -- конечные расплавы;3) создание условий для достижения заданного приближения кравновесию между конечными продуктами плавки;4} ускорение укрупнения диспергированного штейна или металла и обеспечение полноты разделения продуктов плавки.Результаты научных разработок позволили сформулировать основной принцип новой технологии: плавление сырья и массообмен осуществляются в турбулентно перемешиваемой ванне эмульсии штейна (металла) в шлаке.Перемешивание расплава при барботаже его технологическими газами, образующимися при, подаче дутья в расплав через боковые фурмы, обеспечивает требуемую степень турбулизации для ускорения металлургических превращений в зоне расплава выше уровня фурм.При этом обеспечивается коалесценция мелких штейновых капель и формирование составов фаз, близких к конечным. Расслаивание штейна и шлака организовано в прямоточном потоке вертикально движущихся расплавов. Это обеспечило совмещение в одном агрегате для непрерывного процесса реакционной зоны с высокой степенью турбулентности движения барботируемого расплава и зоны с ламинарным движением расплава, необходимой для организации разделения и отдельного выпуска шлака и штейна (металла).Научно обоснованная оптимизация организации физико-химических процессов и движения расплава позволила создать новую технологию -- плавку в жидкой ваннеСравнительные технико-экономические показатели
- возможно широкое управление составом штейна и получение на богатых штейнах относительно бедных отвальных шлаков. - процесс характеризуется низким пылеуносом и получением возгонов, богатых по содержанию ценных компонентов - надежная и долговечная аппаратура - роцесс не требует сложной подготовки сырья и пригоден для переработки как кусковой руды, так и концентратов различного состава - по своим показателям он превосходит все известные в мировой практике процессы. Рис. 1. Печь дли плавки в расплаве1-- штейновый сифон; 2 -- плавильная камера; 3 -- газоход; 4 -- шлаковый сифон; 5 -- огнеупорная кладка; 6 - воздушно-кислородный коллектор; 7--кессоны; 8 -- фурмаПечь Ванюкова представляет собой прямоугольную шахту шириной 2,5, длиной 10,0 и высотой 6,0 м. В боковых продольных стенах печи на высоте 2,5 м от подины водоохлаждаемые фурмы для подачи дутья, а если необходимо, и углеродистого топлива (природного газа, мазута или пылеугля). Экспериментально установлено, что ни один из известных огнеупоров не способен длительное время противостоять воздействию нагретого до 1500--1600 К шлака при энергичном его перемешивании.Для надежного ограждения расплава потребовалось смонтировать боковые и торцевые стены шахты из массивных охлаждаемых водой медных кессонов, расположенных в зоне перемешивания шлака от уровня, около 1 м ниже оси фурм, до уровня 3,5 м выше оси фурм. Горн шахты печи ниже кессонированного пояса выполнен из огнеупорного кирпича. В торцевых стенах горна созданы два переточных канала для вывода из него шлака и штейна. Снаружи к шахте печи у переточных каналов герметично примыкают емкости, сообщающиеся через них с внутренним пространством шахты, называемые шлаковым и штейновым сифонами. В стенах этих сифонов предусмотрены щелевидные окна, положение порога которых определяется соответствующим уровнем слива шлака и штейна.13 Технология процесса конвертирования медных штейновПроцесс конвертирования медных штейнов осуществляется с целью перевода железа из штейнов в шлаки и сульфидных соединений меди в металлическую медь. Это возможно в процессе продувки воздуха через расплавленный штейн. В результате того, что воздух в расплав штейна врывается мощной струей с большой скоростью (130--170 м/с), он раздрабливает на своем пути жидкий штейн на мелкие капли и образует в етруе дутья штейново-воздушную эмульсию. При этом в ней бурно развиваются окислительные процессы, за счет чего в зоне окисления температура поднимается до 1400--1500 СС. Эта температура в объеме ванны конвертера снижается вследствие теплопередачи в окружающее пространство. Образующиеся в результате окисления оксиды железа на первой стадии конвертирования всплывают на поверхность шгейновой ванны и шлакуются кремнеземом, присутствующим на поверхности ванны. На второй стадии окисления образующиеся оксиды меди взаимодействуют с сульфидами меди, что приводит к образованию в конвертере расплава черновой меди и газов, удаляющихся через горловину конвертера.Процесс переработки штейнов на СУМЗ осуществляют следующим образом. Штейны после плавки в печах Ванюкова выпускают в специальные штейновые ковши и заливают в предварительно разогретый конвертер. При каждой заливке порции штейна в конвертер загружают кварц, величина кусков которого не должна превышать 3,5 мм. Кварцевый флюс, содержащий не менее 80 % кварца, загружают в конвертер пушкой, вдувающей дробленый кварц в конвертер равномерным слоем по всей поверхности штейна.После заливки штейна и загрузки кварца в конвертер через фурмы подают воздух при давлении около 190 кПа. По мере накопления жидкого шлака его сливают через горловину в ковш. С этой целью отключают воздух, что необходимо для разделения шлака и штейна. После слива конвертерного шлака в конвертер загружают новую порцию штейна и флюсов и снова проводят продувку для образования шлаков. Таким образом процесс продувки ведут до тех пор, пока в конвертере не накопится достаточное количество белого матта, содержащего не менее 75 % Сu и десятые доли процента железа. Производительность конвертера на этой стадии определяется содержанием меди в штейне.Во втором периоде белый матт продувают непрерывно, без добавки флюсов и холодных присадок. Шлак, благодаря отсутствию в нем железа, практически не образуется. Содержание меди в шлаке второго периода до 30 %. Такой шлак также необходимо перерабатывать. Продувка во втором периоде продолжается 2-2.5 часа. Основной продукт черновая мед, шлак, газы.14 Особенности проведения 1-го и 2-го периодов конвертирования Первый период Проводится селективное окисление сульфидов железа (FeS). Железо обладает большим сродством с кислородом, чем медь. Пока в расплаве присутствует железо, медь почти не окисляется. Основные реакции: 2FeS + Ю2 = 3FeO + SO2 + Q За счет кислорода воздуха дутья. Реакция проходит с выделением тепла. Для отделения оксида железа (FeO) от сульфидного расплава, необходимо FeO перевести в шлак. Для этого конвертор постояннс добавляют кварцевый флюс. FeO + SiO2 = 2FeO * SiO2 + Q -- экзотерсическая В фурменной зоне конвертора возможно переокисление железа, т.к. там много кислорода. С образованием магнетита 6FeO + O2 = 2Fe3O4 +Q tплFe2O3=1590"С Поэтому образование большого количества магнетита не желательно. Разрушается магнетит (восстановление) по реакции: 3Fe^O4 + FeS + 5SiO2 - 5(2FeOSiO2) + SO2 --Q-эндотермическая Эта реакция протекает интенсивно при температуре свыше 1200 С. Поэтому процесс конвертирования желательно проводить при максимально высоких температурах. Однако, для увеличения срока службы футеровки конвертора существует температурный придел 1280-1320°С. Основная цель этого периода: накопление в конверторе богатой по меди сульфидной массы. После первой заливки штейна и частичной продувки из конвертора сливают шлак. После чего заливакп следующую порцию штейна. Эти операции повторяют несколько раз (3-4 раза). До тех пор пока не накопится достаточное количество сульфидной массы. После этого проводят холостую продувку (без заливки штейна). В результате получают белый штейн или белый матт. Практически чистый сульфид меди (CuS). На практике в нем остается 4% FeS. Шлаки первого периода содержат 1,5-3% меди. Это высокое содержание, их необходимо переработать. Переработка заключается в том, что их отправляют в плавильную печь или в отдельные агрегаты. Дополнительное топливо для процесса не требуется. В процессе конвертирования происходит избыток тепла. Температура повышается на 5-7°С в минуту. Для избежания перегрева расплава в конвертор загружают холодные присадки (дробленый шлак, твердый штейн, вторичное сырье, медный концентрат). Теоретическое содержание SO2 в газах 15%, но за счет подсоса воздуха концентрация составляет 2-4%. Для обеспечения максимальной производительности в процессе работы проводят прочистку фурм. Это делают вручную или автоматически. Длительность первого периода: при богатом штейне 6-9 часов; при бедном штейне 16-24 часа a. Второй период Основные реакции: 2CuS + ЗО, - 2Си2 О + 2SO2 Cu2S + 2Си2О = 6Сы + SO2 3Cu2S + 3О2 = 6Cu+ 3SO2 Проведение второго периода: Основной процесс - это продувка белого матта воздухом. Процесс ведут без добавки флюсов и холодных присадок. Однако, теоретически шлака не должно получится. Практически шлак бывает, т.к. осталось 4%FeS и полностью шлак в первом периоде не удается слить. Содержание меди в шлаке второго периода до 30%. Такой шлак так же необходимо перерабатывать. Продолжительность второго периода - 2-3 часа. Основной продукт черновая медь, шлак, газы. Теоретическое содержание SO2 21%, на практике 4-6% в газах. Производительность конвертора определяется временем работы конвертора под дутьем (это время в течение которого идет продувка расплава). Обычно время работы под дутьем составляет 70-80% от общего времени. 15 Преимущества и недостатки процесса конвертирования Преимущества процесса: конвертирование весьма эффективный процесс; характерно высокой степенью использования кислорода; - высокая удельная производительность во время дутья; процесс является автогенным (не требует добавки топлива). Недостатки процесса: периодичность процесса. Время расходуется на заливку штейна, слив шлака, слив черновой меди. Большое время затрачивается на рабочий режим; - трудно добиться во время работы герметичного соединения горловины конвертора с системой газоходов. Что приводит к поступлению в атмосферу цеха серо содержащий газов. небольшой срок службы конвертора из-за разрушения футеровки. Срок службы 1,5-3 месяца. 16 Устройство конвертера Конвертер для продувки штейнов 1-- фундамент; 2 -- опорные ролики; 3 - бочка; 4 - опорный обод; 5 - горловина; 6 - футеровка; 7 -- воздушный коллектор; 8 -- фурма; 9 -- зубчатое колесо; 10 -- привод для вращения бочки Конвертер для переработки штейнов (рис. 74) имеет цилиндрический сварной воздух из стальных листов, футерованных магнезитовым и хромомагнезитовым кирпичом. На кожухе укреплены стальные литые ободы, которыми конвертер опирается на стальные ролики, а также зубчатый обод, связанный через редуктор с электродвигателем, с помощью которого осуществляется поворот конвертера. Эта конструкция позволяет вращать конвертер вокруг продольной оси в любую сторону на 360 "С. В верхней части кожуха предусмотрено отверстие, на которое установлена горловина для отвода газов из конвертера. Воздух в жидкую ванну штейна подается через фурмы, вставленные в фурменные отверстия в кожухе и кладке и закрепленные к кожуху по длине конвертера. Каждая из них состоит из стальной трубки, через которую воздух поступает под давлением 100--120 кПа и фасонной отливки с тремя отверстиями. Одно отверстие служит для подачи воздуха из рукава воздухопровода, второе -- для крепления фурменной трубки к отверстию в кожухе и третье -- для фурмования, т. е- для очистки фурменных трубок от настывающих корок штейна. Кладку конвертера выполняют из магнезиальных огнеупоров: хромомагнези-товых и периклазошпинелидных. Наиболее изнашивающиеся части кладки -- фурменная зона и прилегающая к ней надфурменная и торцевая зоны. В кладке фурменного пояса конвертера наиболее стоек периклазошпинелидный огнеупор. Толщина футеровки бочки и днища конвертера составляют 380--460 мм, В области фурм она достигает 540 мм. Продолжительность кампании конвертеров между текущими ремонтами 3--4 мес. Выводы Основными целями программы перспективного развития предприятия являются: - повышение эффективности работы подразделений предприятия; - увеличение объема производства продукции; - повышение комплексности использования сырья; - экономия материальных и энергоресурсов; - уменьшение вредного воздействия на окружающую среду; - автоматизация и механизация технологических процессов. Сегодня СУМЗ внедряет современные технологии в комплексной переработке техногенных отходов. Так, в медеплавильном цехе был смонтирован и запущен в работу герметичный водоохлаждаемый напыльник, внедрение которого позволило снизить выбросы SO2 При плавке в жидкой ванне достигнута удельная производительность, превышающая более чем в 15 раз производительность отражательной печи при плавке сырой шихты Возможно широкое управление составом штейна и получение на богатых штейнах относительно бедных отвальных шлаков. Основной задачей в металлургическом производстве является замена отражательной печи на печь Ванюкова с возможностью полной утилизации отходящих газов. Помимо основного использования для плавки сульфидных концентратов на штейн, плавка в жидкой ванне пригодна для более широкого применения. При внедрении процесса в жидкой ванне необходимо учитывать его возможности, пути и направления развития, которые будут осуществляться уже в недалеком будущем. К перспективным направлениям относятся прежде всего прямое получение черновой меди и глубокое обеднение шлаков, прямое получение медно-никелевого файнштейна, плавка коллективных медно-цинковых концентратов, комплексная переработка отвальных шлаков. Заслуживает внимания также использование принципов плавки в жидкой ванне для переработки окисленных никелевых и железных руд. Дальнейшее развитие процесса конвертирования медных штейнов осуществляется в основном по 2-м направлениям: усовершенствование существующего процесса и создание новых высокоинтенсивных процессов и аппаратов. С целью повышения эффективности работы горизонтальных конвертеров увеличивают их размеры, совершенствуют воздхоподводящую систему , применяют механическую продувку фурм и дутья, обогощенного кислородом, тщательно герметизируют напыльники и утилизируют тепло отходящих газов. В настоящий момент на СУЗМ предусматриваются работы по отработке технологии плавки пылей и шихты в конвертерах. Дальнейшее развитие получит применение при конвертировании природного газа и технологического кислорода. Для конвертеров разрабатывается проект напыльников новой конструкции. Список литературы«Плавка в жидкой ванне», Ванюков А.В., Быстров В.П., Васкевич А.Д., под ред. Ванюкова А.В. - Металлургия, 1988 г.«Технология металлургического производства цветных металлов», Матвеев Ю.Н., Стрижко В.С. - Металлургия, 1986 г.«Металлургия черных и цветных металлов», Челищев, Арсентьев«Общая металлургия», Уткин, ТарасовИнтернет |
РЕКЛАМА
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА | ||
 |
© 2010 | |