SU692882A1 - Способ циклонной плавки сульфидных материалов - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ЦИКЛОННОЙ ПЛАВКИ СУЛЬФИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

I

Изобретение относитс  к области цветной металлургии , а , автогенному циклонному способу плавки полиметаллических сульфидных материалов.

Известен способ циклонной плавки сульфидных материалов, основанный на подаче пшхты в реакционной объем циклонной камеры аксиально и кислорода тангенциально .

Недостатком известного способа  вл етс  значительный абразивный износ конструктивных элементов кольца и относительно невысока  степень завершенности процесса в камере .

Целью насто щего изобретени   вл етс  уменьшение абразивного износа конструктивных элементов камеры и повышение степени завершенности процесса в объеме камеры.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что поток кислорода раздел ют на два, один из которых в количестве 30-507 от суммарного ввод т в камеру через аксиальную горелку вместе со всем потоком шихты, а второй поток кислорода в количестве 70-50% ввод т в KaiMepy тангенциально.

Способ осуществл етс  следующим образом.

Подают шихту аксиально и кислород тангенциально , весь необходимый дл  проведени  технологического процесса кислород предварительно раздел етс  на две части. Одна часть кислорода в количестве 30-50% подаетс  в циклон через аксиальную закручивающую горелку , установленную в центре крьпики. Через эту же горелку подаетс  вс  необходима  ишхта. 1Сислород перемешиваетс  с шихтой и разбрасывает ее в реакционной зоне циклона в виде вращающегос  конуйа. Друга  часть кислорода подаетс  в циклонную камеру через шлицу тангенциально, причем направление вращени  его совпадает с направлением вращени  кислородно-шихтовой смеси, смеишваетс  с этой смесью, увеличива  вращательную составл ющую скорости.

Отсутствие плотной струи кислородно-iimxтовой смеси, движущейс  с большой скоростью через шлицу, устран ет абразивный износ ее стенок и обечайки напротив ввода, кроме того , в данном случае будут отсутствовать зоны неравномерной концентрации кислорода, при

повышении которой развиваютс  высокие температуры за счет образоваин  корольков чистого металла, например меди, и выгорани  этотч ) металла на стенке циклона, что приводит к ее прогару.

Истирание горелочного устройства при таком способе не происходит, т.к. абразивный материал в нем движетс  под действием собственного веса и, следовательно, скорости ег( небольшие. Смешение с кислородом и разгон частиц происходит во взвешенном состо нии на выходе из горелки. При этом достигаетс  хорошее смесеобразование и быстрое воспламенение твердого материала.

Кислород, подаваемый тангенциально через шлицу, увеличивает вращательную сойгавл юШую скорости кислородно-шихтовой смеси, что способствует времени пребывани  частиц в реакщюнной зоне камеры, т.е. более полному завершению процесса и уменьшению пылёвьгаоса из камеры.

Установлено, что дл  транспорта шихты в горелочном устройстве, распьливани  и закручивани  ее в объеме циклонной кайёрь( оптимальное количество кислорода составл ет 3050% от обшего количества, подаваемого в циклон . При меньшем количестве кислорода нагрузка в горелочном устройстве будет более 10 кг/кг и энергии таза оказываетс  недостаточно, чтобы обеспечить разбрасывание твердого материала с высоким удельным весом.

На фиг. 1 представлена экспериментальна  зависимость относительной скорости V f /Ув5( от радиуса r/R где Vy вращательна  компонента скорости потока в камере, - скорость на тангенциальном входе. Т - радиус каМёры. . . Г

Как видно из графика, при подаче 20% кислорода в горелку, конус не раскрьшаетс  (крива  3), и кислород, подаваемый через шлицу тангенциально, не захватывает шихту И врашаетс  с высокой скоростью (узка  полоса на графике) между стенкой циклона и падающей вертикально вниз массой твердого материала, не смешива сь с ней. Если через горёлочное устройство подать более 50% кислорода (крива  2 дл  100%), то распыл аэрошихтовой смеси получаетс  хорошим, но момент вращени  факела все равно остаетс  недостаточным , а у оставшейс  части кислорода, подаваемой через шпицу, кинетическа  энерги  фш увеличени  момента вращени  мала и цель, с которой он подаетс , не достигаетс . В этбм случае в основной зоне камеры, как видно из графика, скорости близки к нулю. Лишь при разделении кислорода на горелку и пшицу соответственно до 30-50% и 70-50% во всем объеме камеры наблюдаетс  высокий уровень

вращательных скоростей (крива  1 дл  50%), обеспечиваюпдай желаемые эффекты.

Установлено оптимальное соотношение межд расходами окислител  на горелку и в шлицу, обеспечивающее максимальную эффективность процесса.

На фиг. 2 приведена обща  схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа плавки сульфидных материалов.

Устройство .состоит из циклонной камеры 1, имеющей щелевую шлицу 2 дл  подачи кислорода , аксиальную закручивающую горелку 3 дл  подачи шихты и кислорода, расходомерные шайбы 4, регулировочные вентили 5, коллекто 6. По общему трубопроводу все необходимое количество кислорода подаетс  к коллектору бис помощью вентилей 5 распредел етс  в соотиошении 1:2 и 1:1 между горелкой 3 и щлицей 2 соответственно. При этом расход кислорода по каждому каналу определ етс  с помощью расходоМерных щайб 4.

Вс  шихта подаетс  в горелку 3, где разбав л етс  кислородом, закручиваетс  с помощью закручивающего устройства и поступает в циклонную камеру 1 в виде вращающегос  конуса . На выходе из горелки аэросмесь воспламен етс . Кислород, подаваемый тангенциально через шлицу, входит в циклонную камеру со . скоростью 60-100 м/сек, частично смешиваетс  с газовзвесью в конусе распыла шихты, сообща  ему дополнительную закрутку, частично обтекает внзтреннюю стенку циклонной камеры, предохран   её от попадани  частиц. Дёреработанный расплав попадает на нижнюю коничёскую стенку камеры и стекает по ней к диафрагме.

Величина от оскгельной тангенциальной скорости в зависимости от относительного радиуса при разделении кислорода в соотношении 1:1 показана на фиг. 1, крива  1. Нагрузка твердой взвеси, отнесенна  ко всему количеству кислорода равн лась 3 кг/кг, в горедке 6 кг/кг. В этом случае во вращательном движении участвует весь объем циклонной камеры

Данный способ позвол ет полностью устранить абразивный износ стенок шпицы и обечайки , отказатьс  от эжектора, КПД которого йе превышает 6%, ограничитьс  только одной линией, шихтоподачи, что упрощает и удешевл ет эксплуатацию всей установки, делает ее 5олее надежной.

Кроме того, повьппение тангенциальных скоростей аэрошихтовой смеси увеличивает врем  пребывани  обрабЯ ываемых частиц в реакционном объеме, что приводит к более полной завершенности процесса уменьшению зоны ropemiK, и общему повышению температуры расплава, увеличивает сепарационную

способность камеры, что уменьшает пьшевьтос. Совокупность этих положительных факторов значительно увеличивает срок непрерывной работы агрегата без ремонта и уменьшает потери исходных материалов, в целом достигаетс  удешевление производства и повьшхаетс  качество продукции.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ циклонной плавки сульфидных материалов , включающий подачу шихты в реакционный объем циклонной камеры аксиально,

   j-lfe

   0,250 ,10-0 .05

   кислорода тангенциально, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  абразивного износа конструктивных элементов камеры и повышени  степени завершенности технологического процесса в объеме камеры, поток кислорода раздел ют, один в количестве 30-50% от суммарного ввод т в камеру через аксиальную горелку вместе со всем потоком шихты, а второй поток кислорода в количестве 70- 50% ввод т в камеру тангенциально. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 473754, кл. С 22 В 5/02, 1972.

   ,l/i If-

   .,;.....-.,

   -.ж

   .ff

   , V / . ,,- lif:-,. ..i,

   a

   9 иг, г