Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Печь Ванюкова




Исследования плавки в жидкой ванне в МИСиС ведутся с 50-х годов прошлого века. В 70-х годах ХХ века коллективом ученых под руководством профессора, д.т.н. Ванюкова А.В. была разработана, запатентована и успешно внедрена в практику работы предприятий цветной металлургии технология и печь для жидкофазной переработки сульфидных медных и никелевых руд, впоследствии получившая название «плавка Ванюкова» или «печь Ванюкова». Схема печи Ванюкова приведена на рис.1.

Рис. 1. Схема печи Ванюкова.

1 – шлаковая летка, 2 – шлаковый отстойник, 3 – свод печи, 4 – загрузочное отверстие, 5 – аптейк, 6 – штейновый отстойник, 7 – штейн, 8 – летка полного выпуска, 9 – фурмы для продувки расплава.

 

Первая промышленная печь была построена и запущена в эксплуатацию в г. Норильске (НГМК) в конце 70-х годов. Печь оборудована кессонированным кожухом, свод и подина печи выполнены из огнеупорного кирпича. Процесс протекает в жидкой шлаковой ванне, барботируемой через фурмы кислородсодержащим дутьем.

Плавка «Ванюкова» относится к автогенным процессам, которые осуществляются за счет внутренних энергетических ресурсов. Автогенная переработка сульфидных руд осуществляются за счет теплоты экзотермических реакций:

2FeS +3O2 = 2FeO + 2SO2, ΔH0 = -937.340 кДж , (1.1)

2FeO +SiO2 = 2FeO× SiO2 , ΔH0 = -92.950 кДж. (1.2)

Суммарная реакция:

2FeS +3O2 + SiO2 = 2FeO× SiO2 +2SO2 , ΔH0 = -1.030.290 кДж. (1.3)

При недостатке тепла от окисления сульфида железа, возможно получение дополнительного тепла от окисления двухвалентного железа:

6 FeO + O2 = 2 Fe3O4 , ΔH0 = -635.560 кДж. (1.4)

Промышленные сульфидные концентраты могут быть отнесены к низкокалорийному топливу. При сжигании 1 кг концентрата выделяется 10–20 кДж теплоты. Для сравнения, сжигание 1 кг условного топлива дает 29,3 кДж. В случае если тепла от реакций 1.1 – 1.3 недостаточно, его дефицит может быть компенсирован сжиганием угля, мазута, природного газа.

Принцип плавки Ванюкова состоит в том, что перерабатываемое сульфидное сырье непрерывно загружается на поверхность барботируемой кислородсодержащим дутьем шлаковой ванны. В попадающих на поверхность ванны частицах шихтовых материалов протекают процессы испарения влаги, нагрева и расплавления компонентов.

В шлаковой ванне одновременно протекают процессы горения сульфидов на фурмах, образование капель штейна, переход оксидов железа и пустой породы в шлак. Полученные в результате процесса расплавы шлака, штейна или чернового металла расслаиваются и непрерывно или периодически выпускаются из печи через отстойники. Для осуществления процесса разделения штейна и шлака в ванне поддерживается температура на уровне 1300–1350 °С.

Большим преимуществом плавки Ванюкова является высокая концентрация диоксида серы в отходящих газах. Диоксид серы из таких газов может перерабатываться в элементарную серу, либо в сернистый ангидрид. При этом снижаются вредные выбросы серосодержащих компонентов в атмосферу.

В настоящее время в Российской Федерации функционирует 5 печей Ванюкова, идет проектирование и строительство еще нескольких печей. Процесс запатентован во многих странах мира. До сих пор показатели работы печей Ванюкова превосходят показатели других автогенных процессов, а удельная производительность выше аналогов в 2–8 раз.

В шлаковой ванне печи протекают преимущественно окислительные процессы. Частичное восстановление оксидов железа заканчивается двухвалентной формой. Восстановление железа в процессе Ванюкова до металлической фазы не требуется.







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 3988. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.001 сек.) русская версия | украинская версия