Некоторые технологические аспекты в цветной металлургии

Мулява Г.С., к.т.н.

Мулява Г.С., к.т.н.

Некоторые

технологические

аспекты

в цветной

металлургии

Некоторые

технологические

аспекты

в цветной

металлургии

2015 г.

2015 г.

ВВЕДЕНИЕ

    Настоящая  книга составлена по материалам исследований, выполненных  в отраслевом НИИ цветной металлургии.  Часть статей  (по виброкипящему слою)  является кратким изложением диссертационной работы автора.  Другие работы – в основном о  процессах обжига,  построены на данных  рукописных трудов, где автор является руководителем и ответственным исполнителем НИР.  Почти все  из них в своей основе содержат результаты исследований процессов методом математического планирования эксперимента и могут быть полезны начинающему исследователю.

   В своей практике автору приходилось быть изобретателем. Тогда появлялись несколько необычные способы  получения металлургических солей или проведения металлургических  технологических  процессов.  В книге, так или иначе, затрагиваются такие способы, но суть их не излагается.  Как правило,  новые способы  не защищены  (они отмечены в тексте курсивом) и работа по их выводу в свет может быть продолжена, но для этого требуется участие заинтересованного читателя этой книги.

     Большая часть материала ранее опубликована в научных журналах  и сборниках – республиканского и союзного значения. В книге даны отражение и  анализ главных составляющих таких публикаций. Принятый  выбор и построение апробированного материала, соответственно,  не потребовали   для pdf – книги рецензии   специалиста  сторонней   организации.

   Если необходимо, читатель может  комментировать полученную в книге информацию и связаться  с автором этой книги для продолжения совместных работ в выбранном направлении.

    Книга будет полезна практикам и теоретикам цветной металлургии – от инженеров действующего предприятия до студентов – металлургов.

  Объём книги – 123 стр.,  в  ней помещены   32  таблицы  и   57  рисунков.

Списки использованных источников содержат  23 ссылки – на сторонние и собственные работы.

1. ОТ ВАКУУМНОЙ СУШКИ К ОКИСЛИТЕЛЬНОМУ ОБЖИГУ

В ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

1.1 Гидродинамические особенности и теплообмен вибрируемого в вакууме слоя полидисперсного материала

Одним из перспективных и экологически безопасных способов извлечения ртути из ртутно-сурьмяного концентрата (производится, как промпродукт, на Хайдарканском ртутном комбинате) является вакуум-термическая технология.

Она обеспечивает высокое ( 99%) извлечение ртути, резкое сокращение объема отходящих газов (в 70-100 раз) и сводит к минимуму потери сурьмы. Внедрение этой технологии в опытно-промышленном масштабе осуществлялось на Хайдарканском комбинате в аппарате непрерывного действия, в котором обжиг концентратов проводится в виброкипящем слое. Эксплуатация такого аппарата, как и проектирование подобных большей производительности, требует обоснования принятых параметров технологии.

Проведены исследования по кинетике возгонки киновари в вакууме, изучен теплообмен и транспорт вакуумированного вибрируемого сдоя огарка концентрата и показано влияние вакуума на процессы очистки от пыли горячих ртутьсодержащих газов. Однако этих данных недостаточно для обоснованного выбора параметров технологии, обеспечивающих ведение процесса в условиях, близких к оптимальным.

Нет рекомендаций по выбору амплитуд и частот вибрации, при которых нагрев слоя проводится при удовлетворительных тепло – и массообменных характеристиках, не определено влияние манометрического режима на величину энергозатрат процесса переработки, отсутствуют данные по зависимости времени пребывания слоя концентрата в зоне переработки от содержания в нем влаги и киновари. Известные результаты исследований теплообмена на огарке требуют подтверждения своей применимости к концентрату, а особенности поведения вакуумированного виброслоя могут быть объяснены после изучения его гидродинамики. Необходимо было определить влияние А и f вибрации на

продолжительность удаления влаги и киновари из слоя концентрата в вакууме,

также исследовать гидродинамику и теплообмен сухого вакуумированного слоя

концентрата в условиях вибрации, что представляет как научный, так и практический интерес и может быть применено в других областях металлургии.

1.1.1 Виброкипящий слой. Статический перепад давления газа

Слой мелкодисперсного материала в газовой среде под воздействием вибрационных колебаний содержащего его сосуда испытывает в поле сил тяжести периодические воздействия, что приводит к возникновению ряда газодинамических эффектов. В частности, под слоем возникает статический перепад давления газа относительно внешней газовой среды (над слоем). Возникновение статического перепада признано открытием, [1] , а эффект подробно описан в [2].

Замеры на слоях из монодисперсных частиц показали наличие отрицательного статического перепада давления газа для всех исследованных диапазонов параметров вибрации, высот слоёв и крупностей частиц, [2].

Мы провели исследования, выполнив измерения статического перепада на слое полидисперсного материала, когда распределение частиц по крупности приближается к нормальному логарифмическому. В качестве такого материала применили сухой, практически без масел и влаги, флотационный ртутно-сурьмяный концентрат (далее – полидисперсный материал). Для сравнения, в опытах применили также слои из монодисперсного кварцевого песка и порошка сульфида ртути β– модификации (метацинабарит).