Реферат: Обжиг молибденового концентрата на заводе

· Хозяйственный цех.

Энергоснабжение – используется природный газ ставропольского месторождения, резервное питание – мазут.

Водоснабжение – осуществляется по водопроводу от Горводоканала, а так же пробурены 2 скважины на территории завода для питьевой воды. На технологические нужды используется техническая вода с завода «Ирстекло» и оборотная вода.

Сырье: поступают концентраты различных месторождений, в том числе – с Нальчикского гидрометаллургического завода поступает вольфрамовый ангидрид.

Краткая характеристика получаемой продукции:

Вольфрам и молибден – металлы 6 группы периодической системы Менделеева Д. И., имеют высокую температуру плавления: W – 3400^о С ; Мо – 2700^о С . Имеют высокую плотность W – 19 г/см³ , Мо – 14,7 г/см³ . Вольфрам обладает высокой твердостью и прочностью, а молибден более пластичен. Основное количество вольфрама идет на изготовление режущего инструмента, легированной стали, производства твердых сплавов, специальных сплавов для ядерной энергетики, химической промышленности, вольфрамовой и молибденовой проволоки (для ламп). Молибден один из основных металлов самолетостроения.

Вольфрам и молибден – кислотообразующие и имеют ярко выраженные металлические свойства. Окислы вольфрама и молибдена восстанавливаются до металлов при температуре 700-900^о С.

Краткие сведения о цехе № 3 (производство химической продукции):

Цех химсырья включает в себя 3 отделения:

- вольфрамовое;

- молибденовое;

- кобальтовое.

– Сырьем для вольфрамового отделения являются вольфрамовые концентраты месторождений со средним содержанием в них вольфрамового ангидрида (W О ₃ ) около 50%. Конечным продуктом является паравольфрамат аммония (5(NH ₄ )₂ O ·12 W О ₃ ·5Н₂ О ), который передается в цех №8 для дальнейшей переработки.

– Сырьем для молибденового участка являются молибденовые концентраты со средним содержанием молибдены около 50%. Конечным продуктом является парамолибдат аммония (3(NH ₄ )₂ O ·7 М o О ₃ ·4Н₂ О ), который передается в цех № 2.

– Кобальтовое отделение получает в качестве сырья техническую окись кобальта с содержанием кобальта около 70% с других заводов цветной металлургии. После ряда технологических операций получают окись кобальта, предназначенную для производства твердых сплавов.

1.2 Описание технологии и условий образования газов

Обжиг молибденового концентрата производят с целью перевода сульфида молибдена (MoS₂ ) в оксид молибдена (MoO₃ ) – легкорастворимое в аммиачной воде соединение.

При температуре выше 500^о С молибденит интенсивно окисляется кислородом воздуха с образованием треокиси молибдена по суммарной экзотермической реакции:

MoS₂ + 3,5O₂ = MoO₃ + 2SO₂ + Q_ккал

Реакция протекает с выделением тепла, что обеспечивает возможность проведения процесса за счет теплоты реакции. При окислении частицы молибденита покрываются пленкой триоксида молибдена, через которую кислород свободно проникает при температуре 550–600^о С , при такой температуре пленка пористая и не препятствует протеканию процесса окисления.

Исходным сырьем при обжиге являются молибденитовые концентраты с содержанием молибдена (Мо ) 47–56%, сульфидной серы (Ss ) 30–35%, железа (Fe ) 1–3,5%, кремнезема (SiO₂ ) 4–9%, мышьяка (As ) 0,03–0,06%, фосфора (Р ) 0,02–0,05%, меди (С u ) 0,4–1,5%.

Одним из факторов, определяющих качество концентрата, является крупность его частиц. Практикой обжига в печах «кипящего слоя» установлено, что при среднем размере частиц обжигаемого концентрата равном 12–14 мкм , вынос пыли из печи составляет 36–38%, а при крупности 10–12 мкм — 40–42%, при работе с более мелкими концентратами пылеунос возрастает до 60% и даже более.

Степень пылеуноса при обжиге молибденитовых концентратов в многоподовых печах 15–18%, при обжиге в печах КС 25–40%. Запыленность газов вы­сокая (100–200 г/м³ и выше). Вследствие большого избыт­ка воздуха, используемого для регулирования температу­ры, концентрация SO ₂ в газах многоподовых печей низкая: 0,9–1,5 %. Несколько выше концентрация SO ₂ в газах пе­чей КС: 2–2,5%. Кроме того, газы содержат серный ан­гидрид SO ₃ .

До последнего времени очистку газов от SO ₂ и утилиза­цию серы из них на молибденовых предприятиях не прово­дили. После разбавления воздухом газы выбрасывались в атмосферу на высоте 50–135 м . В последние годы, в связи с усилением внимания к защите окружающей среды создают установки для очистки обжиговых газов от сернистого газа.

Экономичес­ки оправдано направлять газы с концентрацией SO ₂ 3–3,5 % на производство серной, кислоты. Экономичность сернокислотных установок повышается при увеличении концентрации SO ₂ в газах за счет сжигания серы в отдель­ной обжиговой печи. На установках меньшего масшта­ба применяют очистку обжиговых газов орошением их из­вестковым молоком в скрубберах. Улавливание SO ₂ осно­вано на образовании малорастворимого сульфита СаSО ₃ , который сбрасывают в хвосто-хранилище, где он окисляет­ся постепенно кислородом до CaSО ₄ . Содержание S O ₂ в газах после скрубберов составляет 0,05–0,1%.

При работе на мелких концентратах с большим пылеуносом работа печи сильно осложняется, так как вместе с пылью из слоя выносится значительное количество сульфидной серы, которая горит во всем объеме печи. Из-за этого повышается температура под сводом печи, тепловой баланс обжига нарушается и увеличивается вероятность образования налипаний огарка в верхней части печи и под сводом. По мере увеличения их объема они могут срываться и вызывать нарушения режима «кипения» и, в результате, остановку печи. Поэтому при работе на разных концентратах необходимо корректировать технологические параметры операции обжига.

На Рис . 1 показана одна из промышленных печей и общая схема установки. Печь представляет собой цилиндрическую шахту, футерованную жароупорным бетоном или фасонным шамотным кирпичом. В нижней части шахты расположена воздухораспределительная решетка (подина). Решетка состоит из ряда сопел с грибовидными съемными колпачками, что

предотвращает просыпание материала под решетку.

Рис . 1. Схема установки для обжига молибденитовых концентратов в кипящем слое

1 – шихта печи, футерованная огнеупорным бетоном; 2 – разгрузочный порог; 3 – распределительная решетка (подина); 4 – сборники огарка и пыли; 5 – воздуховка; 6 – кессон; 7 – тарельчатый питатель; 8 – бункер; 9 – шлюзовый; 10 – циклон; 11 – мокрый электрофильтр; 12 – сборник пульпы.

Равномерное питание печи концентратом — важнейшее усло­вие поддержания заданного режима обжига. Концентрат подается в печь с помощью автоматизированного узла загрузки, состоящего из цилиндрического бункера, под которым находится тарельчатый питатель с регулируемой скоростью оборотов. Газы вместе с уносимыми с ними тонкими частицами материала проходят пылеулавливающие устройства (циклон, электрофильтр) и выбрасываются в атмосферу.

Вследствие близости температур возгорания молибденитового концентрата в кипящем слое (500–510°С) и начала спекания огарков (580–590°С) обжиг концентрата можно проводить лишь при относительно низкой температуре в слое, поддерживаемой в пределах 550–570°С. При более высокой температуре на стенках печи в надслоевой зоне образуются плотные наросты, куски которых падают в слой и накапливаются на подине, что приводит к нарушению процесса.

Заданная температура в слое поддерживается автоматически. Система регулирования основана на изменении количества подаваемого концентрата. При повышении или понижении температуры по сравнению с заданной соответственно автоматически уменьшается или увеличивается количество подаваемого в печь в единицу времени концентрата путем изменения числа оборотов тарели питателя.

1.3 Характеристика печи