焙烧炉处理含锌炉顶温度多少
Ⅰ 焙烧炉 是什么
高温焙烧炉,特别指用于
对温度梯度控制要求相对
苛刻,并且含有腐蚀性介
质,在焙烧过程中有大量
有机物分解挥发的固体条
状或其他型状颗粒物,在
温度曲线由低到高的程序
升温条件下逐段焙烧的梭
式电加热焙烧炉。
本实用新型包括炉体和可
在轨道上移动的窑车,其
特点是炉壁除炉顶外匀设
有电热元件,炉壁下部设
有保温材料砌成的迷宫式
密封,窑车下部亦设有与
炉壁下部紧密配合的迷宫
式密封。本实用新型使焙
烧过程操作平稳可靠,提
高了单炉焙烧处理能力,
提高了产品质量,生产过
程工况更加接近理想状
态。
焙烧炉双排燃烧装置,它
包括炉室,炉盖,在炉盖
上有烧嘴口;燃烧装置安
放在前后两炉盖之间,并
连接有主烧嘴和副烧嘴;
主烧嘴装在正对火井的烧
嘴口内,副烧嘴装在前一
个加热炉室炉盖后部的烧
嘴口内。
焙烧炉双排燃烧装置利用
炉盖后部上已有的烧嘴
口,将燃烧装置上的副烧
嘴装在前一个加热炉室炉
盖上的烧嘴口内,根据实
际生产中产生的温度差补
充部分燃料,提高加热炉
室后部的温度,使整个炉
室的温度更加均匀,从而
有效地保证了焙烧产品均
质的要求,又可降低焙烧
炉的能耗。
一种焙烧炉双排燃烧装
置,它包括炉室,炉盖,
其特征在于:在炉盖上有
烧嘴口;燃烧装置安放在
前后两炉盖之间,并连接
有主烧嘴和副烧嘴;主烧
嘴装在正对火井 )的烧嘴口
内,副烧嘴装在前一个加
热炉室炉盖后部的烧嘴口
内。
Ⅱ 怎么用盐酸和金属锌配制2.0的氧化锌
摘要 您好,将低级氧化锌或锌矿砂等含锌原料,浸入pH值为5.4的硫酸或盐酸溶液中,浸取及过滤去杂质后,将所得精制硫酸锌或氧化锌溶液经与碳酸钠溶液反应,获碳酸锌沉淀。碳酸锌经水洗后于120-140℃的温度下进行干燥,然后在焙烧炉中于400℃的高温下煅烧,既得成品。
Ⅲ 焙烧炉的介绍
焙烧炉是可显着降低烧结温度,大幅降低能耗的机器。
Ⅳ 行业常用的11种炉子及所用耐火材料类型,你知道几种
一、鼓风炉
鼓风炉广泛应用于铜、铅、铅锌、锑等金属的粗炼过程。
鼓风炉由炉顶、炉身、本床(也称咽喉口)、炉缸、风口装置等组成。
冶炼炉料(精矿、烧结矿等)、焦炭、熔剂、反料等固体物料,从炉顶加入,炉身下部侧面风口装置中鼓入的高压空气,在向上走的过程中,与向下的物料进行熔化、氧化、还原等反应,完成冶炼过程,液态金属、锍、炉渣从炉子下部的咽喉口或炉缸排出,烟气、烟尘、气态金属或金属氧化物从炉顶烟气出口排出。目前多为密闭炉顶,炉身为全水套,耐火材料只在咽喉口和炉缸使用,因其炉渣属碱性炉渣,故咽喉口部分主要用镁砖、镁铬砖、铝铬砖;炉缸侧壁和炉底上部用镁砖、镁铬砖、铝铬砖;炉底砌成反拱形。
二、反射炉
反射炉炉头操作温度一般为1400~1500℃,出炉烟气温度一般为1150~1200℃。炉底由下而上依次为石棉板、保温砖层、粘土砖层、镁铝砖或镁砖层。炉墙多采用镁铝砖或镁砖,有些重要部位为了延长使用寿命均采用镁铬砖砌筑,外墙一般采用粘土砖。炉顶采用吊挂式炉顶,小型反射炉炉顶采用砖拱,拱顶材质为镁铝砖。
我国炼铅(铜)工厂大多采用传统的烧结—鼓风炉熔炼流程,由于它存在着以下缺陷:
a、烧结过程中硫燃烧很不充分,返回料比率高;
b、鼓风炉炉料中铅(铜)含量低;
c、大量烟气污染环境。
因而人们一直在努力探索炼铅新工艺,其目的不外乎两个方面:
1、利用反应热进行熔炼;
2、用一步法工艺代替原来的多步法。
国外已成功地研究出艾萨炉(奥斯麦特炉)、卡尔多炉、QSL法、基夫赛特法、悉罗法、富氧炼铅炉等新型炼铅炉和新工艺。
三、艾萨炉(奥斯麦特炉)
艾萨炉炉体为简单的竖式圆筒形,其技术核心是采用了浸没式顶吹燃烧喷枪,在多年小规模试验研究基础上,艾萨冶炼厂于1983年建成了一个处理量为5T/H的炼铅艾萨炉。
溶池温度1170~1200℃艾萨熔炼工艺过程:炉体为具有耐火材料衬里的垂直圆柱体喷枪从炉顶中心插入炉内,喷枪头部浸没在熔池的熔渣层内,冶炼工艺所需的空气或者富氧空气通过喷枪送到渣面以下液态层中形成强烈搅动状态的熔池,炉料从炉顶加入直接落入处于强烈搅动的熔池,快速被卷入熔体与吹入的氧反应,炉料被迅速熔化,生成炉渣和铅(铜)。
由于艾萨炉炼铅(铜)工艺特点是物料混合时间很短,熔融金属、渣、酸气在炉子内发生强烈搅拌,因而也决定了其工作环境比传统炼铅(铜)法苛刻得多:
a、熔融铅(铜)、熔渣以及酸气对耐火炉衬的强烈冲刷;
b、铳对耐火炉衬的化学侵蚀、渗透;
c、热应力破坏。
因此,艾萨炉铅(铜)冶炼耐火材料炉衬必须具有以下优良使用性能,才能实现炉窑长寿、高效、低耗等目的:
a、具有较高的常温、高温耐压强度,较低的气孔率以抵抗物料和熔融金属、渣的冲刷;
b、用优质高纯原料制作,产品中低熔物很少,能有效抵御环境与炉衬发生化学反应而变质损毁并提高抗渗透性;
c、具有优质的热震稳定性能,受热应力(温度变化产生的应力破坏轻微)。
四、卡尔多炉
卡尔多炉用耐火材料损毁的主要因素及对耐火材料的要求和艾萨炉(奥斯麦特炉)相同。
卡尔多炉又称氧气斜吹转炉,由于炉体倾斜而且旋转,增加了液态金属和液态渣的接触,提高了反应效率。由于炉体旋转,炉体受热均匀,侵蚀均匀,有利于延长炉子寿命。
由于使用了氧气,熔炼和吹炼都在同一炉内进行,故强化了熔炼过程,缩短了流程,且提高了烟气中SO2浓度。
正确地选择炉子内膛形状及尺寸,对于卡尔多炉冶炼过程化学反应的顺利进行,减少喷溅,减轻炉底侵蚀,制造及安装方便是很重要的。
吹炼是在1100~1300℃左右的高温中进行的,所以为保证一定的炉子寿命,必须选择合理的炉衬材质,并确定严格的砌筑方法。
设计内衬本应根据各部位的工作环境及主要侵蚀作用选用不同厚度、不同材质的耐火材料,以达到最合理配置,降低成本;但考虑到卡尔多炉的侵蚀速度平均比较快(寿命2~3个月),并为了现场砌筑管理的标准化和便捷及国际标准化趋势,采用同一厚度、同一材质的设计,并减少砖型。若需方另有要求,可按需方要求设计。
五、氧气底吹炉
1、QLS法
QLS法在同一反应器内完成氧化和还原反应,其反应过程实际上分为两步。内衬的设计配置是否合理直接关系到炉子的寿命;内衬的设计配置包括两方面:一是确定合理的结构和尺寸;二是正确选择耐火材料。QLS法在我国只有白银有,炉衬厚度350mm,熔池上部选用电熔半再结合镁铬砖;熔池底部选用电熔再结合镁铬砖LDMGe-26。
2、气底吹富氧炼铅炉
氧气底吹富氧炼铅炉是一台水平圆柱形反应炉。熔池上部选用直接结合镁铬砖LZMGe-18;熔池底部选用电熔半再结合镁铬砖LDMGe-18。或全部选用电熔半再结合镁铬砖LDMGe-18。总用量约160吨。
六、挥发窑
挥发窑是处理浸出渣,回收Zn、Pb、In、Ge等有价金属的回转窑。
挥发窑的特点是窑的砌体在高温下随窑壳一起转动,长期处于震动状态,同时还要承受炉料的磨损和撞击作用;其耐火材料的损毁主要表现为:
(1)熔融炉渣、金属的侵蚀。
(2)机械磨损。
(3)高温作用,窑中间断反应带的温度高达1300~1500℃。
所以在窑中间断反应带主要选用铝铬渣砖或镁铝铬砖以达到延长窑衬使用寿命的目的。
镁铝铬砖的特点是:
一是在生产时加入大颗粒的预合成尖晶石料,利用各种矿物高温下的膨胀不一致性使其内部产生微裂纹,从而提高制品热震稳定性;
二是铬矿中含有Fe2O3,Fe2O3向MgO中扩散,增强了方镁石和镁铝尖晶石的直接结合,促进颗粒与基质之间的结合,提高了材料的高温强度;
三是加入铬铁矿,其中的Cr2O3与Al2O3、MgO形成连续固溶体,提高了材料的致密度和耐磨性。
七、倾动炉
为处理粗杂铜,贵冶引进德国MAERZ公司倾动炉专利技术,包括倾动炉炉体、燃烧系统、铸锭系统、废热锅炉、收尘系统及其它辅助设施。
该倾动炉具有反射炉可加料和扒渣的特点,又有回转式阳极炉可根据不同操作周期改变炉位的优点,机械化和自动化程度高(倾转采用液压设备,加料采用灵活快捷的专用加料机),燃烧效率高,工人操作劳动强度低。贵冶350吨倾动炉为当前最大型号,可年处理含铜10万吨的物料。选用耐火材料为电熔再结合镁铬砖或电熔半再结合镁铬砖,Cr2O3含量18以上。
八、闪速炉
闪速炉是芬兰奥托昆普公司发明的处理粉状硫化矿物的一种强化冶炼设备,一般由精矿喷嘴、反应塔、沉淀池、上升烟道等四个主要部分组成。干燥后的炉料和预热空气通过精矿喷嘴进行混合并高速喷入反应塔内,在高温作用下,迅速进行氧化脱硫、熔化、造渣等反应,形成的熔体进入沉淀池后进一步完成造渣过程,并分离成富集金属产品和炉渣,熔炼气体产物由上升烟道排出。
精矿喷嘴使用的耐火材料一般为高铝质耐火浇注料或捣打料。
反应塔是闪速炉内熔炼反应过程进行的主要场所,上部温度约为900~1100℃,下部温度可达1350~1550℃,要求耐火材料耐高温、耐冲刷、抗侵蚀、高温稳定性好。反应塔顶与上部塔壁温度较低,一般采用直接结合镁铬砖。中下部塔壁则采用电熔铸镁铬砖或电熔再结合镁铬砖。
九、诺兰达炉
大冶有色公司为了提高产能和改善环保,新建诺兰达熔炼工艺,1997年投产后,当时形成15万吨粗铜生产能力。
诺兰达熔炼工艺是加拿大诺兰达公司研究开发的,为一水平圆柱形反应炉,属富氧熔池熔炼,在一个反应炉内完成精矿干燥、焙烧、熔炼和吹炼造渣工艺。熔池及渣线部位用电熔半再结合镁铬砖18,其他部分直接结合镁铬砖16。
十、转炉
火法炼铜生产过程中从铜硫到粗铜的冶炼过程绝大部分是在转炉中进行的,炼镍亦如此。
转炉是一横卧的圆柱形筒体,钢板筒体内衬耐火材料,上方有一进出物料的炉口,沿长度方向的一侧有一系列风口;转炉加入的大部分炉料是液态铜硫或低镍锍,在风口中鼓入高压空气的作用下进行脱硫,造渣反应,整个过程不用外加燃料,是自热熔炼过程,反应过程中产生的烟气不断炉口喷出沿烟罩进入收尘和制酸系统;反应过程中生成的渣定期停风后倾动炉体从炉口到出;最终的产品(粗铜或高镍锍)也是停风后倾动炉体从炉口到出。
由于吹炼一段时间后,需停风从炉口倒渣,倒完渣后再加入一批铜锍吹炼,如此循环几次直到加完预定的铜锍,并全部吹炼成粗铜,这一冶炼周期即告结束,在这一周期内转炉温度波动在800~1500℃之间,另外冶炼过程中还要加入一些冷料和石英石,因此要求耐火材料要有很好的抗高温急冷急热性,接触熔体和物料部分有较好的耐磨性,及抵抗酸性渣和碱性渣腐蚀的性能。
转炉耐火材料分为风口、风口区、炉口、炉身、端墙几个部分。风口选用电熔再结合镁铬砖26,风口区、炉口、炉身、端墙几个部分选用电熔再结合镁铬砖16或电熔半再结合镁铬砖16。
11、阳极炉(精炼炉)
阳极炉也叫回转式精炼炉,适用于精炼熔融粗铜。
精炼作业为加料、氧化、还原、浇铸,产品为阳极板。在圆柱形炉体上设有炉口,用于装料和出铜,炉体侧面设有少量风口,在氧化期通入高压空气,在还原期通入还原剂;风口不操作时置于熔体面以上,进行氧化还原操作时,将炉子倾动使风口埋入熔体内。
第一,阳极炉的炉膛温度高于1350℃,与固定式炉不同的是没有固定的熔池(渣)线,炉渣的侵蚀和熔融金属的冲刷几乎涉及2/3以上的炉膛内表面;
第二,由于炉子需要经常转动,砌体与钢壳间必须紧密接触,加大砌体与钢壳间的静磨擦而克服转动扭矩以保持砌体的稳定性,因此不设轻质隔热层;
第三,为了减轻砌体荷重(以减少支撑装置的荷重,减小传动功率消耗)在钢壳表面温度允许的条件下(300℃)尽量减薄砌层厚度。
另外,在加料的两个冲击区,考虑到加料时温度波动影响,在该部位也选择电熔半再结合镁铬砖。燃烧口、烟气出口因结构和施工方便,采用镁铬质捣打料打结。
Ⅳ 1000年前中国就能炼锌,现代炼锌主要利用热还原法是不是
(一)竖罐炼锌在高于锌沸点的温度下,于竖井式蒸馏罐内,用碳作还原剂还原氧化锌矿物的球团,反应所产生锌蒸气经冷凝成液体金属锌。中国葫芦岛锌厂是中国惟一和世界仅存的两家竖罐炼锌厂之一。竖罐炼锌的生产工艺由硫化锌精矿氧化焙烧、焙砂制团和竖罐蒸馏三部分组成。
1.硫化锌精矿的氧化焙烧
一般硫化锌精矿的成分是:Zn 46%-62%,S27%-34%,Pb<2%,Cu<1%,Fe2%-9%。焙烧的目的是使精矿中的ZnS转变成ZnO,而将S、Pb、Cd、As、Sb等除去。经在1000℃以上高温和小于1.1的过剩空气系数条件下焙烧,产物焙砂中的锌全部以ZnO及其盐类形态存在,98%Cd被挥发除去,Pb脱除率70%。主要焙烧反应为:
2ZnS+3O2====2ZnO+2SO2
2SO2+O2====2SO3
ZnO+SO3====ZnSO4
4FeS2+11O2====2Fe2O3+8SO2
ZnO进而与Fe2O3生成铁酸锌ZnO.Fe2O3。
氧化焙烧锌精矿的设备已从历史上采用的多膛炉逐渐过渡到沸腾焙烧炉。沸腾炉结构简单,易操作,生产能力大于多膛炉3-4倍,烟气SO2浓度在10%以上,现已成为最常用的焙烧设备。沸腾炉正向大型化、自动控制方向发展,葫芦岛锌厂于1991年建成了一座世界上面积最大的45m2高温氧化焙烧炉,处理能力305t/d。
大型沸腾炉断面为圆形,下部设有耐高温炉底,炉底上等距离按一定规则排列着风帽。炉底以上lm高左右设有焙砂溢流口,炉顶有烟气出口。加料室建在炉底局部扩出部分。含水6%左右的锌精矿自前室加进炉内,在风帽吹出风力鼓动下,迅速混入流态化层,被加热,发生焙烧反应。通过溢流口产出的焙砂送去制球团,烟气净化后送硫酸生产系统,捕集的烟尘供综合利用。
沸腾焙烧的主要技术经济指标是:脱硫率90%,锌回收率99.5%,镉回收率85%,烟尘率23%。
2.焙砂制团与焦结
竖罐蒸馏炼锌是气固反应过程,要求加入的物料必须具有良好透气性和传热性能,以及相当的热强度,抗压强度在4.9MPa以上。为此将锌焙砂制成团块并焦结处理。工艺上首先将锌焙砂和还原用粉煤、胶粘剂充分混合、碾磨、压制成团块,然后送入机械化燃油干燥库干燥。干燥后团矿用机械提升从炉顶加入焦结炉,在800℃温度下,在团矿中的焦性煤产生粘结作用下使团块焦结,同时干团矿中的残存水分挥发分被彻底除去。
3.竖罐蒸馏
竖罐本体是用机械强度高、传热性能好、高温下化学性稳定的碳化硅材料砌成的直井状炉体,横断面成狭长矩形,高8-12m,受热面积100-110m2。近代大型竖罐的尺寸为(2535mm×2mm)×290mm×12261mm,两长边罐壁外侧各有煤气燃烧室,对罐内团矿进行间接加热。来自焦结炉的热团矿经密封料钟加入罐顶,下降过程中被加热到1000℃以上,团矿中ZnO还原反应开始激烈进行:
ZnO+CO====CO2+Zn (1)
CO2+C====2CO (2)
ZnO还原反应主要是气一固反应,体系中(团矿中)配入过量的碳在1000℃高温下产生的CO在数量上完全可以保证反应(1)顺利完成。固体碳与ZnO间固一固还原反应只具有极次要的意义。还原产生的炉气中含气体锌约35%,经罐口下的上延部进入装有石墨转子的冷凝器,在转子扬起的锌雨捕集下,锌蒸气冷凝成了液态锌,定时从冷凝器中放出液态锌并铸成锌锭。出冷凝器的气体经过洗涤净化除去剩余的锌,成为含CO 80%左右、含H2约10%的罐气,全部返回竖罐作为燃料。竖罐底部有连续运转的排渣机,蒸锌后的团块经此机械排出。竖罐炼锌的主要技术经济指标如下:锌冶炼回收率>94%;弃渣含锌<1.0%;煤耗2.3 t/t Zn;罐体寿命2年;电耗550 kWt/t Zn;设备运转率93%以上。(二)密闭鼓风炉炼锌该方法是在密闭炉顶的鼓风炉中,用碳质还原剂从铅锌精矿烧结块中还原出锌和铅,锌蒸气在铅雨冷凝中冷凝成锌,铅与炉渣进入炉缸,经中热前床使渣与铅分离。此方法是英国帝国熔炼公司(Imperial Smelting Carp, Let.)研究成功的,简称ISP,对原料适应性强,既可以处理原生硫化铅锌精矿,也可以熔炼次生含铅锌物料,能源消耗也比竖罐炼锌法低。
燃料燃烧和金属氧化物还原是密闭鼓风炉中的基本反应。加入炉内的焦炭在高温下与风口鼓入空气中的氧发生燃烧,产生炼锌过程所需的热量。主要熔炼反应为:
C+O2====CO2
CO2+C====2CO
ZnO+CO====Zn+CO2
CdO+CO2====Cd+CO2
PbO+CO====Pb+CO2
ISP的技术特点是:①采用密封高温炉顶(1000-1100℃),以防止锌蒸气进入铅雨冷凝器之前降温氧化;②采用高密度、低熔点、低蒸气压的铅作冷凝捕收锌蒸气介质,有利于锌蒸气的快速冷凝,防止氧化和铅锌分离;③采用高钙渣系(CaO/SiO2=1.0-1.5),渣型熔点高(125℃),密度较低,为降低炉渣含锌和渣与铅分离创造了有利条件。
密闭鼓风炉炼铅锌流程主要包括含铅锌物料烧结焙烧、密闭鼓风炉还原挥发熔炼和铅雨冷凝器冷凝三部分。
1.烧结焙烧
一般铅锌精矿含Pb+Zn在45%-60%,与其他含锌物料混合配料后,在烧结机上脱硫烧结成块。烧结块要有一定的热强度,以保证炉内的透气性,烧结块的成分是(%):Zn41.4、Pb 19.2、FeO 12、CaO 5.7、SiO2 3.8、S 0.8。
2.密闭鼓风炉还原挥发熔炼
早期炉子风口区断面积为5.1-6.4m2,目前最大的达27.2m2,多数工厂采用10m2和17.2m2。炉内料柱高度6m,炉高10.66m,风口内径159mm,共16个。炉顶设双层料钟密封加料器,炉身上部内砌轻质高铝砖,下部为高铝砖,炉缸用镁砖砌成,钢板外壁三杯水冷却。熔炼时,烧结块、石灰熔剂和经预热的焦炭分批自炉顶加入炉内,烧结块中的铅锌被还原,锌蒸气随CO2、CO烟气一道进入冷凝器,熔炼产物粗铅、铜锍和炉渣经过炉缸流进电热前床进行分离,炉渣烟气处理回收锌后弃去,锍和粗铅进一步处理。
3.锌蒸气冷凝
冷凝设备为铅雨飞溅冷凝器,冷凝器外形长7-8m,高3m,宽5-6m,内设8个转子,浸入冷凝内的铅池中。转子扬起的铅雨使含锌蒸气炉气迅速降温到600℃以下,使锌冷凝成锌液溶入铅池,铅液用泵不断循环,流出冷凝器铅液在水冷流槽中被冷却到450℃,然后进入分离槽,液体锌密度小在铅液上层,控制一定深度使其不断流出,浇铸成锌锭。
鼓风炉炼铅锌的主要技术经济指标为:热风温度950-1150℃,冷凝效率90%-92%,烟化炉渣含Pb 0.15%、Zn 1.35%,粗锌含锌大于98%、含铅1.2%-1.5%,粗铅含铅大于98%、含锌0.1%,冶炼回收率Pb>93%、Zn>94%,原料中S利用率90%-92%。(三)电炉炼锌20世纪30年代在国外出现电炉炼锌技术。80年代,中国开始采用电炉炼锌技术,至今已有10多处小型火法炼锌厂推广应用,生产规模为500-2500 t/a。
电炉炼锌是以电能为热源,在焦炭或煤等还原剂存在条件下,直接加热炉料使其中的ZnO成分连续还原成锌蒸气并冷凝成金属锌。该工艺可以处理高铜高铁锌矿,但要求原料含S不得大于1%,对于含S高的碳酸盐锌矿需要预脱除处理。
电炉形状为圆形或矩形,卧式,功率有500kW、1250kW、200kW和2250kW多种。炉床面积4-8m2,电极直径200-350mm。主要指标为:熔炼温度1250一1350℃,电能消耗4600kWh/t Zn,残渣含锌3%-5%,粗锌品位98.7%,直收率80%,总回收率95%。
Ⅵ 干法炼铜的原理和化学方程式是什么
主要原料是硫化铜精矿,一般包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序,流程见图1。
焙烧 分半氧化焙烧和全氧化焙烧(“死焙烧”),分别脱除精矿中部分或全部的硫,同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质。此过程为放热反应,通常不需另加燃料。造锍熔炼一般采用半氧化焙烧,以保持形成冰铜时所需硫量;还原熔炼采用全氧化焙烧;此外,硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧,是把铜转化为可溶性硫酸盐,称硫酸化焙烧。焙烧用的流态化焙烧炉(沸腾炉)见图2。焙烧技术条件见表2。
表2 焙烧过程主要技术条件和指标
熔炼 主要是造锍熔炼,其目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化,并与脉石、熔剂等造渣除去,产出含铜较高的冰铜(xCu2S·yFeS)。冰铜中铜、铁、硫的总量常占80%~90%,炉料中的贵金属,几乎全部进入冰铜。
冰铜含铜量取决于精矿品位和焙烧熔炼过程的脱硫率,世界冰铜品位一般含铜40%~55%。生产高品位冰铜,可更多地利用硫化物反应热,还可缩短下一工序的吹炼时间。熔炼炉渣含铜与冰铜品位有关,弃渣含铜一般在0.4%~0.5%。熔炼过程主要反应为:
2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S
Cu2O+FeS→Cu2S+FeO
2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO2
2FeO+SiO2→2FeO·SiO2
造锍熔炼的传统设备为鼓风炉、反射炉、电炉等,新建的现代化大型炼铜厂多采用闪速炉。
鼓风炉熔炼 鼓风炉是竖式炉,小国很早就用它直接炼铜。传统的方法为烧结块鼓风炉熔炼。硫化铜精矿先经烧结焙烧脱去部分硫,制成烧结块,与熔剂、焦炭等按批料呈层状加入炉内,熔炼产出冰铜和弃渣,此法烟气含SO2低,不易经济地回收硫。为消除烟害,回收精矿中的硫,20世纪50年代,发展了精矿鼓风炉熔炼法,即将硫化铜精矿混捏成膏状,再配以部分块料、熔剂、焦炭等分批从炉顶中心加料口加入炉内,形成料封,减少漏气,提高SO2浓度。混捏料在炉内经热烟气干燥、焙烧形成烧结料柱,块状物料也呈柱状环绕在烧结料柱的周围,以保持透气性,使熔炼作业正常进行。中国沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂等采用此法。
反射炉熔炼 适于处理浮选的粉状精矿。反射炉熔炼过程脱硫率低,仅20%~30%,适于处理含铜品位较高的精矿。如原料含铜低、含硫高,熔炼前要先进行焙烧。反射炉生产规模可大型化,对原料,燃料的适应性强,长期来一直是炼铜的主要设备,至80年代初,全世界保有的反射炉能力仍居炼铜设备的首位。但反射炉烟气量大,且含SO2仅1%左右,回收困难。反射炉的热效率仅25%~30%,熔炼过程的反应热利用较少,所需热量主要靠外加燃料供给。70年代以来,世界各国都在研究改进反射炉熔炼,有的采用氧气喷撒装置将精矿喷入炉内,加强密封,以提高SO2浓度。中国白银公司第一冶炼厂将铜精矿加到反射炉中的熔体内,鼓风熔炼,提高了熔炼强度,烟气可用于制取硫酸。
反射炉为长方形,用优质耐火材料砌筑。燃烧器设在炉头部,烟气从炉尾排出,炉料由炉顶或侧墙上部加入,冰铜从侧墙底部的冰铜口放出,炉渣从侧墙或端墙下的放渣口排出。炉头温度1500℃~1550℃,炉尾温度1250℃~1300℃,出炉烟气1200℃左右。熔炼焙烧矿时,燃料率10%~15%,床能率3~6t/(m2·日)。铜精矿直接入炉,燃料率16%~25%,床能率为2~4t/(m2·日),称生精矿熔炼。中国大冶冶炼厂采用270 m2反射炉熔炼生精矿。
电炉熔炼 炼铜采用电阻电弧炉即矿热电炉,对物料的适应性非常广泛,一般多用于电价低廉的地区和处理含难熔脉石较多的精矿。电炉熔炼的烟气量较少,若控制适当,烟气中SO2浓度可达5%左右,有利于硫的回收。
铜熔炼电炉多为长方形,少数为圆形。大型电炉一般长30 m~35m,宽8 m~10m,高4 m~5m,采用六根直径为1.2 m~1.8m的自焙电极,由三台单相变压器供电。电炉视在功率3000~50000千伏安,单位炉床面积功率100kw/m2左右,床能率3~6t/(m2·日),炉料电耗400~500kw·h/t,电极糊消耗约2~3kg/t。中国云南冶炼厂采用30000kVA电炉熔炼含镁高的铜精矿。
闪速熔炼 是将硫化铜精矿和熔剂的混合料干燥至含水0.3%以下,与热风(或氧气、或富氧空气)混合,喷入炉内迅速氧化和熔化,生成冰铜和炉渣。其优点是熔炼强度高,可较充分地利用硫化物氧化反应热。降低熔炼过程的能耗。烟气中SO2浓度可超过8%。闪速熔炼可在较大范围内调节冰铜品位,一般控制在50%左右,这样对下一步吹炼有利。但炉渣含铜较高,须进一步处理。
闪速炉有奥托昆普型和国际镍公司型两种。70年代末世界上已有几十个工厂采用奥托昆普型闪速炉,中国贵溪冶炼厂也采用此种炉型。
冰铜吹炼 利用硫化亚铁比硫化亚铜易于氧化的特点,在卧式转炉中,往熔融的冰铜中鼓入空气,使硫化亚铁氧化成氧化亚铁,并与加入的石英熔剂造渣除去,同时部分脱除其他杂质,而后继续鼓风,使硫化亚铜中的硫氧化进入烟气,得到含铜98%~99%的粗铜,贵金属也进入粗铜中。
一个吹炼周期分为两个阶段:第一阶段,将FeS氧化成FeO,造渣除去,得到白冰铜(Cu2S)。冶炼温度1150℃~1250℃。主要反应是:
2FeS+3O2→2FeO+2SO2
2FeO+SiO2→2FeO·SiO2
第二阶段,冶炼温度1200℃~1280℃将白冰铜按以下反应吹炼成粗铜:
2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2
Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2
冰铜吹炼是放热反应,可自热进行,通常还须加入部分冷料吸收其过剩热量。吹炼后的炉渣含铜较高,一般为2%~5%,返回熔炼炉或以选矿、电炉贫化等方法处理。吹炼烟气含SO2浓度较高,一般为8%~12%,可以制酸。吹炼一般用卧式转炉,间断操作。表压约1kgf/cm2的空气通过沿转炉长度方向安设的一排风眼鼓入熔体,加料、排渣、出铜和排烟都经过炉体上的炉口。
粗铜精炼 分火法精炼和电解精炼。火法精炼是利用某些杂质对氧的亲和力大于铜,而其氧化物又不溶于铜液等性质,通过氧化造渣或挥发除去。其过程是将液态铜加入精炼炉升温或固态铜料加入炉内熔化,然后向铜液中鼓风氧化,使杂质挥发、造渣;扒出炉渣后,用插入青木或向铜液注入重油、石油气或氨等方法还原其中的氧化铜。还原过程中用木炭或焦炭覆盖铜液表面,以防再氧化。精炼后可铸成电解精炼所用的铜阳极或铜锭。精炼炉渣含铜较高,可返回转炉处理。精炼作业在反射炉或回转精炼炉内进行。
火法精炼的产品叫火精铜,一般含铜99.5%以上。火精铜中常含有金、银等贵金属和少量杂质,通常要进行电解精炼。若金、银和有害杂质含量很少,可直接铸成商品铜锭。
电解精炼是以火法精炼的铜为阳极,以电解铜片为阴极,在含硫酸铜的酸性溶液中进行。电解产出含铜99.95%以上的电铜,而金、银、硒、碲等富集在阳极泥中。电解液一般含铜40~50g/L,温度58℃~62℃,槽电压0.2~0.3V,电流密度200~300A/m2,电流效率95%~97%,残极率约为15%~20%,每吨电铜耗直流电220~300kwh。中国上海冶炼厂铜电解车间电流密度为330A/m2。
电解过程中,大部分铁、镍、锌和一部分砷、锑等进入溶液,使电解液中的杂质逐渐积累,铜含量也不断增高,硫酸浓度则逐渐降低。因此,必须定期引出部分溶液进行净化,并补充一定量的硫酸。净液过程为:直接浓缩、结晶,析出硫酸铜;结晶母液用电解法脱铜,析出
Ⅶ 煅烧 焙烧 灼烧 区别
1、目的不同
煅烧缓和了物质分子结构的内在张力,更加结实。
焙烧是为炉料准备的组成部分。
灼烧是将固体物质加热到高温以达到脱水、分解或除去挥发性杂质、烧去有机物等。
2、使用设备不同
煅烧:煅烧在工业上使用的设备一般为回转窑等。
焙烧:焙烧的设备一般为固定床、移动床、反射炉、沸腾炉、焙烧炉等。
灼烧:灼烧的设备一般为煤气灯,在实验室中的灼烧一般会用电炉、电加热套、管式炉和马弗妒等。
3、所需温度不同
煅烧:煅烧在工业上的温度一般都是大于1200摄氏度。
焙烧:焙烧的温度一般在500摄氏度到1000摄氏度之间。
灼烧:灼烧在实验室中的温度温度达1000摄氏度左右。
4、适用不同
煅烧适于如锤打、扭转和弯曲等处理方式。
焙烧反应以固-气反应为主,有时兼有固-固、固-液及气-液的相互反应或作用。
灼烧在化学实验中灼烧通常除去试样中的有机物和铵盐。
Ⅷ 焙烧炉的焙烧过程是怎样的
焙烧炉中采集到的炉渣中发现有白冰铜Cu2S的颗粒,推测焙烧的过程是这样的:首先在山坡较平坦处挖一个直径约为2米的炉坑,坑内先铺一层木炭,其上堆放矿石,再以草拌泥将矿石堆封起来(目的是减少热量损失)。在封泥上留有若干圆形排烟(SO2)孔和鼓风口。点燃木炭并鼓风入内后,焙烧反应即开始进行。由于焙烧反应是放热反应,因此当矿石热到起火温度后就无需再补充燃料,焙烧反应便可持续下去。
Ⅸ 焙烧产量计算公式
Ⅰ、计算依据:1、生产能力:40000吨/年2、生产基准天数:300天/年3、原料:矿含硫量:30%(干基)矿含水量:6%4、炉温;炉底温度:850OC炉出温度:900OC5、压力:炉底压力:950mmH2O分布板阻力;~150mmH2O炉顶负压:-5~-10mmH2O6、炉气:SO2含量:12%SO3含量:0.24%7、矿渣:尘:渣=70%:30%尘中残硫:0.3%渣中残硫:0.5%8、制酸系统效率;净化收率:97%转化率:99%吸收率:99.9%Ⅱ、物料衡算沸腾焙烧炉V炉气V炉水G矿G矿水V空气V空气水G渣一、入炉矿量;1、灰渣中残硫:C渣S=70%×0.3%+30%×0.5%=0.36%2、烧出率30%-0.36%烧出率=————————×100%=98.8%30%3、硫利用率:硫利用率=98.8%×97%×99%×99.9%=95.64%4、矿耗定额:3211———×———×————=1.15t30%硫矿9830%94.68%折标矿定额1.15×30%———————=0.986t标矿/t100%H2SO435%5、入炉投矿量:1)湿基投矿量10050000G湿矿=1.15————×————=8.496t/h100-6300×242)随矿料量带入水份量G矿水=8.496×6%=510kg/h或:22.6667Kmol;508Nm3/h3)干基投矿量G干矿=8.496-0.510=7.986t/h二、灰渣生成量1、矿渣产率160-30X=—————=0.814