АГРЕГАТ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКОВ Советский патент 1995 года по МПК F27B17/00 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к оборудованию для пирометаллургической обеднительной переработки шлаков, например медно-цинковых.

Целью изобретения является повышение извлечения цветных металлов и повышение стойкости агрегата.

На фиг.1 изображен агрегат для переработки шлаков, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Агрегат содержит кессонированную шахту 1 с отопительно-дутьевыми устройствами 2, расположенными на продольных стенах камеры, ступенчатую подину 3, сифоны 4 для подачи шлака в агрегат и сифоны 5 для его выпуска. Печь и сифоны разделены продольной сплошной перегородкой 6, установленной по их центральной оси и имеющей плавный переход к подине. Подача шлака в сифоны 4 осуществляется желобами 7, соединенными с общим желобом 8, выпуск обедненного шлака производится через желобы 9, соединяющиеся в общий желоб 10. Переключение желобов для поочередной подачи шлака осуществляется с помощью переключателя 11, установленного на общем желобе, переключение желобов 9 с помощью переключателей 12, установленных на каждом из них.

Агрегат работает следующим образом. Шлак, например медно-цинковый, от непрерывно работающей плавильной печи поступает по желобу 7 и сифон 4 в одну из частей кессонированной шахты 1, разделенной перегородкой 6. Желоб 9, соединенный с сифоном 5 для выпуска шлака, с этой половины печи перекрыт переключателем 12. При наполнении этой половины печи заливка шлака переключается с помощью переключателя 12, установленного на общем желобе 8, на другую половину печи, а в первой проводится период обеднения. Шлак обрабатывается восстановительными газами, подаваемыми в расплав через отопительно-дутьевые устройства 2, при этом цинк возгоняется в пылегазовую фазу, а медь переходит в штейновую фазу, осаждающуюся на подине 3, медная фаза периодически выпускается из печи и направляется на дальнейшую переработку. При снижении в шлаке содержания цинка до 1-2% подача газа в дутьевые устройства прекращается, переключатель 12 открывается и шлак по желобу 9 поступает в общий желоб 10 и направляется в отвал. В это время аналогичная операция обеднения проводится во второй половине печи, а первая половина считается подготовленной к приему шлака от плавильного агрегата для очередного цикла обеднения.

Плавный переход от подины к перегородке, соответствующий форме распространения (траектории) дутьевой газовой струи, создает благоприятные гидроаэродинамические условия в жидкой ванне, что приводит к более равномерному гарнисажеобразованию и распределению тепловых нагрузок на перегородке, к упорядоченной циркуляции расплава в печи. Кроме того, заметно сокращает брызгоунос и пылевынос.

В табл.1. приведены результаты опытов на физической модели (стенка-перегородка из гипосульфита) барботажной установки с различным профилем рабочего объема.

Как видно из данных табл.1, при плавном переходе от подины к перегородке в зависимости от величины радиуса закругления отмечается различие износа, следовательно, и распределения тепловых нагрузок по высоте перегородки. При этом при радиусе закругления R ≅ 0,2 В (где В ширина печи) неравномерность износа различается в 7 раз (вариант 2), а при R (0,25-9,5)В и более этот параметр составляет всего 2 раза и практически не изменяется (варианты 2-4). Минимальный брызгоунос при этом соответствует значениям закругления R (0,25-0,5) В, (вариант 2-4) выше (вариант 5) и ниже (вариант 1) которых отмечается возрастание брызгоуноса, а следовательно, и дополнительных потерь металлов в обеднительной печи. Это сокращение потерь составляет 3-4 (абс. по сравнению с известным).

Определение рационального шага отопительно-дутьевых устройств проведено на физической модели с точки зрения гидроаэродинамики ванны и массообмена в ней, а также на полупромышленной установке ПЖВ со снятием технологических показателей при переработке медь- и цинксодержащих шлаков.

В табл.2 приведены результаты опытов на барботажных установках с различным шагом дутьевых устройств.

Как видно из данных табл.2, уменьшение шага дутьевых устройств до 12 d (опыт 1) не вносит каких-либо изменений в гидроаэродинамику в тепловые условия работы агрегата. Увеличение шага ≥ 25 d (опыт 7) приводит к нарушению тепловой работы ванны и возможной аварийной остановке печи из-за перехватов ванны вязкой массой расплава. Таким образом, чем больше шаг дутьевых устройств, тем более стойкой является конструкция фурменного пояса.

Специальными исследованиями на физических моделях и на полупромышленной печи ПЖВ показано, что сокращение шага до менее 13 d приводит, кроме того, к увеличению брызгоуноса без заметного улучшения технологических показателей. В пределах значений шага (13-24) d технологические показатели и тепловая работа ванны являются наиболее практически рациональными.

Предлагаемый агрегат по сравнению с известным позволяет:
увеличить извлечение летучих металлов в возгоны на 8-12 абс.

Содержание цинка в отвальных шлаках снижается до 1-2% извлечение в возгоны составляет 75-85%Zn.

повысить стойкость кессонированных элементов (перегородки, фурменного пояса) в 1,2-1,5 раза;
повысить степень обеднения шлаков по другим ценным металлам (медь, благородные металлы, свинец, и др.);
обеспечить непрерывность процесса обеднения в комплексе с непрерывно работающим плавильным агрегатом;
облегчить обслуживание агрегата и соответственно улучшить условия труда обслуживающего персонала.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для обеднения шлаков, например медноцинковых. Цель изобретения увеличение степени извлечения цветных металлов и повышение стойкости агрегата. Агрегат для переработки шлаков позволяет при непрерывной его работе извлекать из шлаков в возгоны 75 85% цинка, а также повысить стойкость. Для этого в агрегате, содержащем печь с кессонированной шахтой, перегородкой, подиной, отопильно-дутьевыми устройствами, установленными на продольных стенах шахты, и переточными сифонами, расположенными у торцовых ее стен, перегородка выполнена сплошной и расположена по продольной центральной оси шахты и сифонов, при этом переход от подины к перегородке в зоне барботажа выполнен плавным с радиусом закругления, равным 0,25 0,5 ширины печи, а отопительно-дутьевые устройства размещены с шагом, равным (13 24) диаметрам выходного отверстия этих устройств. 3 ил. 2 табл.

АГРЕГАТ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКОВ, содержащий печь с кессонированной шахтой, перегородкой, подиной, отопительно-дутьевыми устройствами, установленными на продольных стенках шахты, и переточными сифонами, расположенными у торцевых ее стен, отличающийся тем, что, с целью увеличения извлечения цветных металлов и повышения стойкости агрегата, перегородка выполнена сплошной и расположена по продольной центральной оси шахты и сифонов, при этом переход от подины к перегородке в зоне барботажа выполнен плавным с радиусом закругления, равным 0,25 0,5 ширины печи, а отопительно-дутьевые устройства размещены с шагом, равным (13 24) диаметрам выходного отверстия этих устройств.