【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 金屬浮選精礦、選礦時(shí)副產(chǎn)的含硫鐵礦的尾砂，以及為了提高硫鐵礦品位而通過(guò)浮選得到的硫精礦，這些礦粒度都很?。┑谋簾?，焙燒強(qiáng)度較高。 操作指標(biāo)和條件主要 有 焙燒強(qiáng)度、沸騰層高度、沸騰層溫度、爐氣成分等。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 ① 焙燒強(qiáng)度 習(xí)慣 上以單位沸騰層截面積一日處理含硫 35％礦石的噸數(shù)計(jì)算。焙燒強(qiáng)度與沸騰層操作氣速成正比。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)。一般浮選礦的焙燒強(qiáng)度為 15～ 20t/( dm? )；對(duì)于通過(guò) 33mm 的篩孔的破碎塊礦，焙燒強(qiáng)度為 30t/( dm? )。 ② 沸騰層高度 即爐內(nèi)排渣溢流堰離風(fēng)帽的高度，一般為 ～ 。 ③ 沸騰層溫度 隨硫化礦物、焙燒方法等不同而異。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℃ 。 ④ 爐氣成分 硫鐵礦氧化焙燒時(shí)，爐氣中二氧化硫 13％～ ％，三氧化硫≤ ％。硫酸化焙燒 ,空氣過(guò)剩系數(shù)大，故爐氣中二氧化硫濃度低而三氧化硫含量增加。 特點(diǎn) :① 焙燒強(qiáng)度高； ② 礦渣殘硫低； ③ 可以焙燒低品位礦； ④ 爐氣中二氧化硫濃度高、三氧化硫含量少； ⑤ 可以較多地回收熱能產(chǎn)生中壓蒸汽，焙燒過(guò)程產(chǎn)生的蒸汽通常有 35％～ 45％是通過(guò)沸騰層中的冷卻管獲得； ⑥ 爐床溫度均勻； ⑦ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，且投資省，維修費(fèi)用少； ⑧ 操作人員少，自動(dòng)化程度高， 操作費(fèi)用低；⑨ 開(kāi)車迅速而方便，停車引起的空氣污染少。但沸騰爐爐氣帶礦塵較多，空氣鼓風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗較大。 氣體分布板及風(fēng)箱 氣體分布板 氣體分布板一般由風(fēng)帽、花板、耐火襯墊構(gòu)成。氣體分布版的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到 下列條件：使進(jìn)入床層的氣體分布均勻，創(chuàng)造良好的初始流態(tài)化條件，有一定的孔眼噴出速度，使物料顆粒特別是大顆粒受到激發(fā)湍動(dòng)起來(lái)；具有一定的阻力，以減少流態(tài)化層各處的料層阻力的波動(dòng)；此外還應(yīng)不漏料、不堵塞、耐摩擦、耐腐蝕、不變形；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作、安裝和檢修。 風(fēng)帽 風(fēng)帽大致可分 為直流式、測(cè)流式、密孔式和填充式四種。 鋅精礦流態(tài)化焙燒爐廣泛應(yīng)用測(cè)流式風(fēng)帽。從風(fēng)帽的側(cè)孔噴出的氣體緊貼分布板進(jìn)入床層，對(duì)床層攪動(dòng)作用較好，孔眼不易被堵塞，不易漏料。風(fēng)帽的材料現(xiàn)多為耐熱鑄鐵。風(fēng)帽的排列密度一般為 35～ 100 個(gè) / 2m ，風(fēng)帽中心距 100～ 180mm，視風(fēng)帽排列密度和排列方式而定。濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 風(fēng)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。 本設(shè)計(jì)也采用測(cè)流式同心圓排列風(fēng)帽。 風(fēng)箱的作用在于盡量使分布板下氣流的動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，使壓力分布均勻， 避免氣流直沖分布板。因此風(fēng)箱應(yīng)有足夠的容積。 風(fēng)箱的結(jié)構(gòu)形式由圓錐式、圓柱式、錐臺(tái)式及柱錐式。對(duì)于大型 的宜采用中心圓柱預(yù)分布器。中心圓柱同時(shí)起著支撐氣體分布板的作用，所以本次設(shè)計(jì)采用中心圓柱式風(fēng)箱。 流態(tài)化床層排熱裝置 排熱方式有直接排熱和間接排熱。前者是向爐內(nèi)噴水，優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是：廢熱未得到利用。 間接排熱應(yīng)用較為普遍，間接排熱目的：使流態(tài)化床層內(nèi)余熱通過(guò)冷卻介質(zhì)達(dá)到降溫目的。冷卻方式：可采用汽化冷卻及循環(huán)水冷卻兩種方式，汽化冷卻是較為普遍采用的。 本次設(shè)計(jì)也 采用汽化冷卻。 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。排料口溜礦面可采用混凝土搗制而成，其坡度應(yīng)大于 ?60 。外溢流排料處設(shè)有清理口。 當(dāng)入爐物料存在粗顆粒，或在焙燒過(guò)程中生成粗顆粒，一般不能從溢流口排出，應(yīng)采用底流排料口排料。 所以本次設(shè)計(jì)采用的排料口為底流排料口。 煙氣出口 煙氣出口的方式有側(cè)面及爐頂中央兩種。 本設(shè)計(jì) 煙氣出口設(shè)在爐膛側(cè)面，爐頂不承受負(fù)荷，不易損壞，檢修方便。 煙氣出口與鍋爐之間目前多采用軟連接。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 第三章 物料衡算及熱平衡計(jì)算 鋅精礦硫態(tài)化焙燒冶金計(jì)算 根據(jù)精礦的物相組成分析，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。 以 100kg 鋅精礦（干量）進(jìn)行計(jì)算。 量 ： ?? 其中 Zn： S： 量： 2 ?? 其中 Cd； S： 量： 7 ?? 其中： Pb： S： 4. 2CuFeS 量： ?? 其中： Cu： Fe： S： 5. 2FeS 和 87SFe 量：除去 2CuFeS 中 Fe 的含量，余下的 Fe為 ? ，除去 ZnS 、 CdS 、 PbS 、 2CuFeS 中 S 的含量，余下的 S 量為)( ????? 。此 S 量全部分布在 2FeS 和 87SFe 中，設(shè)2FeS 中 Fe 為 xkg ， S量為 ykg ，則 872SFeFeS??????????????832yxyx 解得 ： x = ， y = 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 即 2FeS 中： Fe= 、 S= 、 2FeS = 。 87SFe 中： Fe： = S： = 87SFe ： += 6. 3CaCO 量： ?? 其中 CaO： 2CO ： 7. 3MgCO 量： ?? 其中 MgO： 2CO ： 表 31 混合精礦物相組成， kg 組成 Zn Cd Pb Cu Fe S CaO MgO 2CO SiO2 其他 共計(jì) ZnS CdS PbS CuFeS2 FeS2 Fe7S8 CaCO3 MgCO3 SiO2 其他 共計(jì) 注：在其他成分中， （ +） = 。因?yàn)?2CO 氣體進(jìn)入煙氣中 。 硫酸化焙燒有關(guān)指標(biāo)： 焙燒鋅金屬直接回收率 % 脫鉛率 50% 脫鎘率 60% 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 空氣過(guò)剩系數(shù) 煙塵產(chǎn)出率及煙塵物相組成計(jì)算： 設(shè)煙塵產(chǎn)出量為 xkg ，各組分進(jìn)入煙塵的數(shù)量為： Zn ?? Cd kg2 4 ?? Pb kg1 0 ?? Cu ?? Fe ?? CaO kg3 5 ?? MgO kg0 2 ?? 2SiO kg4 7 ?? sS kg 4SOS kg 其他 kg4 ?? 各組分化合物進(jìn)入煙塵的數(shù)量為： 量： xkgx ?? 其中： Zn kg S kg 2. 4ZnSO 量： x k gx 107 ?? 其中： Zn kg S kg O kg 3． 32OFeZnO? 量：煙塵中 Fe 先生成 32OFe ，其量為： 1 ?? ， 32OFe有 31 與 ZnO 結(jié)合成 32OFeZnO? ，其量為： ?? 。 32OFeZnO? 量為 9 ?? 其中： Zn Fe O 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 余下的 32OFe 的量： = 其中： Fe kg O 量： Zn （ ++） = ZnO x k gx )( ???? 量： ?? 其中： Cd O 量： ?? 其中： Cu O 7. 2SiOPbO? 量： PbO， ?? 其中： Pb O 與 PbO 結(jié)合 的 2SiO 量： ?? 剩余的 2SiO 量： = 量： 量： ： 綜合以上各項(xiàng)得： )( ???? ?????????? xxxx 解得： kgx ? 即煙塵產(chǎn)出率為焙燒干凈礦的 %。 ZnS量： ?? 其中： Zn S 4ZnSO 量： kg3 2 1 0 7 ?? 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 其中： Zn S O 表 32煙塵產(chǎn)出率及其化學(xué)和物相組成， kg 組成 Zn Cd Cu Pb Fe SS SSO4 CaO MgO SiO2 O 其他 共計(jì) ZnS ZnSO4 ZnO ZnO˙ Fe2O3 Fe2O3 CdO CuO PbO˙ SiO2 CaO MgO SiO2 其他 0576 共計(jì) % 設(shè)每焙燒 100kg 干精礦產(chǎn)出的焙砂為 y kg ，則： Zn = Cd = Cu = Pb = Fe = = MgO = SiO2 = 其他 = 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(jìn)入焙砂中的數(shù)量為：4SOS量： kg , S 量： kg 1. 4ZnSO 量： y k gy ?? 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 其中： Zn Kg S Kg 量： kgy 32 ?? 其中： Zn kg S kg 3. 32OFeZnO? 量： 焙砂中 Fe 先生成 32OFe ，其量為 ??， 32OFe 有40%與 ZnO 結(jié)合成 32OFeZnO? ，其量為 kg6 9 8 ?? 。 32OFeZnO? 量： ?? 其中： Zn Fe O 余下的 32OFe 量： ?? 其中： Fe O 量： Zn y k gyy 0 2 8 ) 0 6 2 2 ( ????? ZnO y k gy )( ???? 量： ?? 其中： Cd O 量： kg45 ?? 其中： Cu O 7. 2SiOPbO? 量： PbO ?? 其中： Pb O 與 PbO 結(jié)合的 2SiO 量： 3 ?? 剩余的 SiO2量： ?? ： 量： ： 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 綜合以上各 項(xiàng)得： )( ????? ???????? yyyy 解得： kgy ? ,即焙砂產(chǎn)出率為焙燒干精礦的 %。 4ZnSO 量： kg6 3 4 5 5 ?? 其中： Zn S O ZnS量： kg4 3 4 0 9 ?? 其中： Zn S ZnO量： ??? 其中： Zn O 以上計(jì)算結(jié)果列于下表 表 33焙砂的物相組成， kg 組成 Zn Cd Cu Pb Fe SS SSO4 CaO MgO SiO2 O 其他 共計(jì) ZnS 4ZnSO ZnO ZnO˙ Fe2O3 Fe2O3