Курсовая работа: Технология производства черной меди на ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод"
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
1. «Плавка в жидкой ванне»,
Ванюков А.В., Быстров В.П., Васкевич А.Д., под ред. Ванюкова А.В. –
Металлургия, 1988 г.
2. «Технология
металлургического производства цветных металлов», Матвеев Ю.Н., Стрижко В.С. –
Металлургия, 1986 г.
3. «Металлургия черных и
цветных металлов», Челищев, Арсентьев
4. «Общая металлургия»,
Уткин, Тарасов
5. Интернет
|