ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Шахтная плавка цветных металлов из "Топливо Кн2" Шахтная плавка является одним из основньгх металлургических процессов в производстве свинца, никеля, кобальта, меди, олова, сурьмы применяется также и при производстве цинка (см. также п. 10.3.1 настоящей главы). Большой вклад в совершенствование шахтной плавки внесен работами Гинцветмета (И. Д. Резник, А. И. Евдокименко и др.), рядом комбинатов и заводов [10.4, 10.5, 10.32-10.34]. [c.364] При шахтной плавке расходуется дефицитный и дорогой кокс, его расход составляет от 2 до 50 % от количества шихты. Так, в шахтной плавке окисленных никелевых руд расход кокса составляет около 27 % от шихты (удельный расход более 270 кг/т проплава), стоимость кокса составляет около 60 % от расходов по всему шахтному переделу. При шахтной плавке в цветной металлургии, в отличие от доменной, не требуется сильновосстановительной среды, поэтому в шахтной плавке кокс можно сжигать более полно и иметь меньший удельный расход, чем в доменных печах. Считается возможным в существующих шахтных печах реализовать лишь частичную замену кокса природным газом. Это объясняется тем, что кокс, помимо генерации тепла, создает концентрированный фокус высоких температур, в котором реализуется перефев продуктов плавки, является основным разрыхлителем шихты, обеспечивающим нормальную ее газопроницаемость и аэродинамику процесса, а также необходимую полноту восстановления и извлечения ценных металлов. [c.365] Улучшение параметров дутья. Спецификой шахтной плавки цветных металлов являлось то, что ко времени начала применения природного газа работа этих печей проводилась в отличие от доменных печей на холодном дутье. [c.365] Успешный опыт работы отечественньк шахтных печей на подогретом дутье и имеющийся зарубежный опыт позволяет ставить вопрос о проведении мероприятий по дальнейшему увеличению температуры дутья до 800 °С и выше. Недостатком применяемых способов являются сравнительно низкие тепловые КПД применяемых воздухонагревателей (металлических трубчатых рекуператоров) — до значений т 0,6, отсутствие использования химического и физического тепла колошниковых газов, имеющих температуру 200 °С и выше. Можно ставить вопрос, как это было сделано в работах Гинцветмета (А. Д. Евдокименко), о применении в шахтной плавке компактных регенеративных нагревателей (с шаровой насадкой) с температурой нагрева дутья до 1000 °С и с тепловым КПД около 0,8. [c.366] Заслуживает внимания метод предварительного сжигания и подачи продуктов горения совместно с воздухом в фурмы шахтной печи [10.35]. В этом случае тепло от сгорания газового топлива используется наиболее полно. Результаты опытных плавок в шахтной печи при предварительном сжигании природного газа (около 1,8 % к дутью) и обогащении воздуха кислородом (до 24,2 %) показали возможность увеличения уцель-ного проплава шихты на 7 %, снижения расхода кокса на 29 % по сравнению с работой печи на холодном воздушном дутье. По расчетам, это приводит к сумме годового народнохозяйственного эффекта 190 руб./т никеля в файнштейне, в основном за счет снижения затрат на топливо. [c.366] Вдувание в шахтную печь природного газа с холодным воздушным дутьем давало явно отрицательные результаты газ сгорал не полностью, температура в кислородной зоне снижалась, что уменьшало проплав. [c.366] Применение природного газа при вдувании его в фурмы в шахтной плавке цветных металлов или прямая замена части кокса природным газом, по данным А. И. Евдокименко и В. В. Костерина, считаются наиболее эффективными, как и в доменной печи, при нагреве дутья и обогащении его кислородом. Применительно к Чимкентскому свинцовому заводу, в случае увеличения масштабов производства и снижения себестоимости кислорода при этом получается наибольшая экономическая эффективность по сравнению с вариантами, включающими раздельные мероприятия влияния на дутье. С ростом расхода природного газа, вдуваемого в фурмы, с 1 до 4 % (к номинальному расходу дутья) эквивалент замены возрастает с 0,5 до 0,75 кг/м природного газа. При этом удавалось при обогащении дутья кислородом до 30 %, подогреве воздуха до 470 °С, расходе газа до 2,75 % от расхода воздуха снизить расход кокса до 33 % и увеличить удельный проплав до 28,5 %. [c.366] Тем не менее, необходимо отметить, что применительно к шахтной плавке цветных металлов конечный результат применения природного газа для вдувания в печь существенно зависит от специфики технологии конструкции печи, требований к продуктам плавки. [c.366] В работе ЗАО НПП ФАН и металлургического завода им. А. К. Серова (А. А. Филиппенков, Л. А. Смирнов, Л. М. Панфилова и др.) отмечена целесообразность выплавки никелевого чугуна, содержащего 2-5 % N1, в доменной печи, отработана технология и проведены длительные кампании с выплавкой чугуна, содержащего до 2% [10.38]. [c.367] Плавка вторичного сырья. Важнейшим металлургическим агрегатом для плавки вторичного сырья (лома, отходов) тяжелых цветных металлов является шахтная плавка, которая является по характеру восстановительной. Часто ее ведут при расходе кокса 10-15 % от массы шихты. Однако при этом использовать такой содержащий серу материал, как кокс, нерационально. Наличие серы в шихте и топливе приводит к образованию штейна, увеличению перехода в газовую фазу легколетучих сернистых соединений металлов (РЬ8, 8п8) и, как следствие, к снижению извлечения цветных металлов [10.39, 10.40]. В этом случае рациональным оказывается всемерное сокращение расхода кокса и, при возможности, даже переход на отопление чистым природным газом. Так, дня переработки классифицированных, незагрязненных, качественных лома и отходов меди и ее сплавов на зарубежных предприятиях используются шахтные печи фирмы АЗАККО . Они работают на природном газе с подогревом дутья. Горелки располагаются в четыре ряда по высоте печи. Печь при относительно небольших размерах (высота 9 м, диаметр верхней части 1,75 м) дает производительность 70-75 т/ч. [c.367] Процессы фьюмингования. Для извлечения ряда цветных металлов из отвальных металлургических шлаков (цинка, олова и др.) эффективно применяется процесс фью-мингованйя, базирующийся на процессах возгонки при повышенной температуре. [c.367] Фьюминг-печи по конструкции приближаются к шахтным печам (продувочные фурмы расположены внизу и сбоку шахты). В то же время шлаковый расплав, образующийся в нижней части печи, представляет собой жидкую ванну, и процессы переработки расплавов фьюмингованием являлись, по существу, предшественником новой области в пирометаллургии цветных металлов, связанной с процессами в шлаковой жидкой ванне [10.34, 10.35]. [c.367] При переработке оловосодержащих шлаков процесс осложняется необходимостью сульфидиризации для перевода олова в сульфид, однако печи шахтного типа при этом мало отличаются от фьюминг-печей свинцово-цинковых предприятий. На стадии промышленного эксперимента была также доказана целесообразность использования и предварительного сжигания природного газа в горелке-топке. [c.368] Отметим, что следующим своеобразным шагом на пути перехода восстановительного агрегата от шахтной печи к жидкому расплаву, и фактически к конвертированию, являются агрегаты огневого рафинирования меди, в которых удаляются растворенные газы и раскисляется медь. В этом процессе использовалась сухая древесина, он проходил медленно, был трудоемок и не поддавался механизации. По данным А. И. Евдокименко и В. В. Костерина, разработанные за рубежом и в нашей стране способы восстановления меди конвертированным природным газом, смесями природного газа и воздуха и чистым природным газом обеспечивали увеличение производительности в 3-4 раза, улучшение условий труда при сравнительно небольшом удельном расходе газа — до 5-7 мVт рафинированной меди и менее. [c.368] Вернуться к основной статье