【正文】 分解出 S 量： ?? 1kg 硫燃燒放出的熱量為 2222 千卡 則： Q6=? ? ??? 千卡 按下式反應放出熱量 Q7 PbS+3/2O2=PbO+SO+100690 千卡 PbS+SiO2= PbO˙ SiO+2030 千卡 生成 PbO 放出熱量： ?? 千卡 生成 PbO˙ SiO 量： ?? 江西理工大學 冶金工程 084 班 09號《沸騰焙燒爐設計》 課程設計 23 生成 PbO˙ SiO 放出熱量： 18 ?? 千卡 Q7=909+18=927 千卡 按下式反應放出熱量 Q8 CdS+1/2O2=CdO+SO2+98800 千卡 生成 CdO 的 CdS 量： kg14 2 ?? Q8 = 96 ?? 千卡 按下式反應氧化放出熱量 Q9 Cu2S+2O2= 2CuO+ SO2+127470 千卡 生成 CuO 的 Cu2S 量： ?? Q9 = ?? 千卡 Q10 進入流態(tài)化焙燒爐的精礦溫度為 40C? ,精礦比熱取 ? ?Ckg??千卡 Q10= ??? 千卡 Q11 空氣比熱取 ? ?Cm??3千卡,空氣溫度為 20C? , Q11= 1 3 6 03 1 1 1 5 ??? 千卡 ,水分比熱取 ? ?Ckg??千卡， 100kg 精礦中的水分帶入熱量 Q12 江西理工大學 冶金工程 084 班 09號《沸騰焙燒爐設計》 課程設計 24 Q12= ??? 千卡 熱量總收入 Q總收入 = Q1 +O2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6 +Q7 +Q8 +Q9 + Q10 +Q11 + Q12 + Q13 =78741+8246+471+15881+2048+204+927+96+160+800+1360+350 =109284 熱支出 Q煙 爐頂煙氣 9000 C,各比分比熱為 ( ? ?Cm??3千卡)： SO2 SO3 CO2 N2 O2 H2O 比熱 9 1 3 0 3 Q 煙 =（ + + + ++ ） 900=65715 千卡 Q煙塵 有爐中出來煙塵溫度為 900℃，其比熱為 千卡 /公斤鼓入 公斤空氣，其中： N2= = 公斤 江西理工大學 冶金工程 084 班 09號《沸騰焙燒爐設計》 課程設計 18 O2= = 公斤 標準狀況下，空氣比重為 公斤 /標米 3 ，實際需要空氣之體積為： ?3 空氣中各組分的體積百分比為： N279%、 O221% 其中： N2= = 標米 3 O2= = 標米 3 沸騰爐排出煙氣量和組成 1. 焙燒過程中產(chǎn)出量： SO2= 3264 = 公斤 SO3= 3280 = 公斤 2. 過剩的氧量： = 公斤 3. 鼓入空氣中帶有的氮量： 公斤 4. CaCO3和 MgCO3分解產(chǎn)出 CO2量： += 公斤 5. 鋅精礦及空氣帶水分產(chǎn)生的水蒸氣量： 進入沸騰焙燒爐的鋅精礦含一定量水分，取 8%，即 100 公斤干精礦帶入水分為： 81008? 100= 公斤 空氣帶入水分量計算： 假設該地區(qū)氣象資料：大氣壓力 毫米汞柱，相對濕度 77%，平均氣溫 ℃。 Fe2O3量： ?? 其中： Zn 公斤 Fe 公斤 O 公斤 余下的 Fe2O3量： = 公斤 江西理工大學 冶金工程 084 班 09號《沸騰焙燒爐設計》 課程設計 15 其中： Fe 公斤 O 公斤 量： Zn=（ ++） = 公斤 ZnO= ?? O== 公斤 量： 公斤05 2 804 ?? 其中： Cd 公斤 O 公斤 6. PbO SiO2量： 公斤00 7 393 ?? 其中 : Pb 公斤 O 公斤 與 PbO 結(jié)合的 SiO2量： 公斤27 3 6000 ?? 余留之 SiO2量： = 公斤 計算結(jié)果如下表所示： 江西理工大學 冶金工程 084 班 09號《沸騰焙燒爐設計》 課程設計 13 表 32 煙塵產(chǎn)出率及其化學和物相組成， kg 焙砂產(chǎn)出率及其化學與物相組成計算 沸騰焙燒時，鋅精礦中各組分轉(zhuǎn)入焙燒的量為 Zn = kg Cd = kg Cu = kg Pb = kg 組成 Zn Cd Cu Pb Fe SS SSO4 CaO MgO SiO2 O 其他 共計 ZnS ZnSO4 1 ZnO ZnO Fe2O3 Fe2O3 CdO CuO PbO SiO2 8 CaO MgO 4 SiO2 其 他 共計 百分比 (%) 4 3 4 100.00 江西理工大學 冶金工程 084 班 09號《沸騰焙燒爐設計》 課程設計 14 Fe = kg CaO = kg MgO = kg SiO2 = kg 其他 = kg 按生產(chǎn)實踐， 焙砂中 SSO4取 %， SS取 %， SSO4和 SS 全部與 Zn結(jié)合； PbO與 SiO2 結(jié)合成 PbO˙ SiO2；其他金屬以氧化物形態(tài)存在。 各組分化合物進入煙塵中的數(shù)量如下： Ss量： 100 = 公斤 Sso4量 ： 100 = 公斤 1. ZnS 量： ?? 其中： Zn 公斤 S 公斤 2. ZnSO4 量： ?? 其中 : Zn 公斤 S 公斤 江西理工大學 冶金工程 084 班 09號《沸騰焙燒爐設計》 課程設計 12 O 公斤 3. ZnO 根據(jù)生產(chǎn)實踐，鎘 60%進入煙塵，鋅 48%進入煙塵。 設 2FeS 中 Fe為 xkg ， S量為 ykg ，則 可列如下方程式： ：：872SFeFeS ??????????????832yxyx 解得 ： x = ， y = 即 2FeS 中： Fe= 、 S= 、 2FeS = 。 江西理工大學 冶金工程 084 班 09號《沸騰焙燒爐設計》 課程設計 9 第三章 物料衡算及熱平衡計算 鋅精礦流態(tài)化焙燒物料平衡計算 鋅精礦硫態(tài)化焙燒冶金計算 根據(jù)精礦的物相組成分析， 計算時 精礦中各元素呈下列化合物形態(tài) ： Zn、 Cd、Pb、 Cu、 Fe 分別呈 ZnS、 CdS、 PbS、 2CuFeS 、 87SFe 2FeS ；脈石中的 Ca、 Mg、 Si分別呈 3CaCO 、 3MgCO 、 2SiO 形態(tài)存在。所以本次設計采用的排料口為底流排料口。 排料口 流態(tài)化焙燒爐一般采用外溢流排料口，物料經(jīng)由溢流口直接排出爐外。前者是向爐內(nèi)噴水，優(yōu)點是調(diào)節(jié) 爐溫靈敏，操作方便，爐內(nèi)生產(chǎn)能力大些；缺點是：廢熱未得到利用。風箱的結(jié)構(gòu)形式由圓錐式、圓柱式、錐臺式及柱錐式。風帽的排列方式有同心圓排列、等邊三角形排列和正方形排列。鋅精礦流態(tài)化焙燒爐廣泛應用測流式風帽。但沸騰爐爐氣帶礦塵較多，空氣鼓風機動力消耗較大。例如 :鋅精礦氧化焙燒為1070～ 1100℃ ,而硫酸化焙燒為 900～ 930℃；硫鐵礦的氧化焙燒溫度為 850～ 950℃。氣速是沸騰層中固體粒子大小的函數(shù)，一般在 1～ 3m/s 范圍內(nèi)。沸騰層中裝有的冷卻管，爐體還設有加料口、礦渣溢流口、爐氣出口、二次空氣進口、點火口等接管。為防止冷凝酸腐蝕，鋼殼外面有保溫層。 焙燒爐生產(chǎn)的焙砂從流態(tài)化層溢流口自動排出，可采用濕法和干法兩種輸送方法。 煙氣從焙燒爐排出時，溫度一般在 1123— 1353K 之間，須冷卻到適當溫度以便收塵。 工業(yè)生產(chǎn)常用的鋅精礦沸騰焙燒爐有道爾式沸騰爐和魯奇式沸騰爐兩類。干式加料常采用圓筒干燥窯，圓筒干燥窯是一種最簡單的機械干燥設備，窯身由鋼板做成，窯內(nèi)襯為耐火磚。一般可分為爐料準備及加料系 統(tǒng)、爐本體系統(tǒng)、煙氣及收塵系統(tǒng)和排料系統(tǒng)四個部分。此外還可能有 ZnO焙燒過程得到的固體產(chǎn)物就被稱為焙砂或焙燒礦。硫化鋅不能被廉價的、最容易獲得的碳質(zhì)還原劑還原，也不容易被廉價的，并且在浸出 — 電積濕法煉鋅生產(chǎn)流程中可以再生的硫酸稀溶液（廢電解液 ）所浸出，因此對硫化鋅精礦氧化焙燒使之轉(zhuǎn)變成氧化鋅是很有必要的。 2．爐膛形狀 有擴大形和直簡形 兩種。對于寬篩分物料，以及在反應 過程中氣體體積增大很多或顆粒逐漸變細的物料 ，可采用上大下小的錐形床。 沸騰爐的缺點是煙塵率高，熱利用率低。它具有 氣 固間熱質(zhì)交換速度快、層 內(nèi)溫度均勻、產(chǎn)品質(zhì)最 好；沸 騰層與冷卻 (或加熱 )器壁間的傳熱系數(shù)大、生 產(chǎn)率高、操作簡單、便于實現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化和自動化等一 系列優(yōu)點， 因此得到廣泛應用。 設 計 任 務 一、鋅冶煉沸騰焙燒爐設計。江西理工大學 冶金工程 084 班 09號《沸騰焙燒爐設計》 課程設計 1 《 鋅精礦硫酸化沸騰焙燒爐》 設 計 說 明 書 指導教師 ：萬林生 姓 名 ： 朱健玲 班級 學號 ： 084 班 09 號 專 業(yè) ： 冶金工程 完成日期 ： 自 2020 年