Способ циклонной плавки сульфидных материалов

, И. Омаров,2) А В. В, Вышенский, М. Р. Курмангалиев, А, И, Соколов, С. И. Омаров, К. С, Сагитаев и А, Н. Будовский ретени азахский научно исследовательский институ полиметаллический комбинат им. 50-летия энергетики и ИртышскийКазахской ССР(73) ЗаявнтелаВ КЛОН АВКИ СУЛЬФИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ(54) СП кислородно-шиэтой смесью товои смеси, смешивает еличи тельную соста ющую скороОтсутствие пл товои смеси, двчерез шпицу, усстенок и обечаго, в данномнеравномерной Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно, автогенному циклонному способу плавки полиметаллических сульфидных материалов.Известен способ циклонной плавки сульфидных материалов, основанный на подаче шихты в реакционной объем циклонной камеры акси. ально и кислорода тангенциально 1);Недостатком известного способа является значительный абразивный износ конструктив 1 О ных элементов кольца и относительно невысокая степень завершенности процесса в каме. ре.1Целью настоящего изобретения является уменьшение абразивного износа конструктив 1 ных элементов камеры и повышение степени завершенности процесса в объеме камеры.Поставленная цель достигается тем, что поток кислорода разделяют на два, один из которых в количестве 30 - 50% от суммарного вводят в камеру через аксиальную горелку вместе со всем потоком шихты, а второй поток кислорода в количестве 70 - 50% вводят в камеру тангенциально. Способ осуществляется следующим образом.Подают шихту аксиально и кислород тангенциалько, весь необходимый для проведения технологического процесса кислород предварительно разделяется на две части. Одна часть кислорода в количестве 30 - 50% подается в циклон через аксиальную закручивающую горелку, установленную в центре крышки. Че. рез эту же горелку подается вся необходимая шихта, Кислород перемешивается с шихтой и . разбрасывает ее в реакционной зоне циклона в виде вращающегося конуса. Другая часть кислорода подается в циклонную камеру через шпицу тангенциально, причем направление враще. нйя его совпадает с направлением вращения итной струи кислородно.шихжущейся с большой скоростьн траняет абразивный износ ее ики напротив ввода, кроме тослучае будут отсутствовать зоньконцентрации кислорода, при3 692повышении которой развиваются высокие тем.пературы за счет образования корольков чистого металла, например меди; и выгорания этого металла на стенке циклона, что йриводитк ее прогару,5Истирание горелочного устройства при таком способе не происходит, т.к. абразивныйматериал в нем движется под действием соб.ственного веса и, следовательно, скорости егонебольшие. Смешение с кислородом и разгон 10частиц происходит во взвешенном состояниина выходе из горелки, При этом достигаетсяхорошее смесеобраэование и быстрое восштаме.кение твердого материала,Кислород, подаваемый таигенциально через 15шпицу, увеличивает вращательную"составляющую скорости кислородношихтовой смеси,что способствует времени пребывания частицв реакционной зоне камеры, т.е. более полному завершению процесса и уменьшению пы. 20левыноса из камеры.Установлено, что для транспорта шихты вгорелочном устройстве, распыливания и закручивания ее в объеме циклонной камеры опти.мальное количество кислорода составляет 30 - 2550% от общего количества, подаваемого в циклой; При меньшем количестве кислорода нагрузка в горелочном устройстве будет более 10 кг/кги энергии газа оказывается недостаточно, что.бы обеспечить разбрасывание твердого матерна- З 0ла с высоким удельным весом.На фиг. 1 представлена экспериментальнаязависимость относительной скорости Ч/Ч х отрадиуса/В где Ч вращательная ком: понента скорости потока в камере, 18 х - ско. 35рость на тангенциальном входе, Я - радиус(кривая 3), и кислород, подаваемый через 40шпицу тангенциально, не захватывает шихтуи вращается с высокой скоростью (узкая по.лоса на графике) между стенкой циклона ипадающей вертикально вниз массой твердогоматериала, не смешиваясь с ней. Если через го- "5релочное устройство подать более 50% кислоро.да (кривая 2 для 100%), то распыл аэрошихто.вой смеси получается хорошим, но момент,вращения факела все равно остается недоста."точным, а у оставшейся части кислорода, пода 50ваемой через шпицу, кинетическая энергия дляувеличения момента вращения мала и цель, скоторой он подается, не достигается. В этомслучае в основной зоне камеры, как видно иэграфика, скорости близки к нулю, Лишь приразделении кислорода на горелку и шлицу со.ответственно до 30 - 50% и 70-50% во всемобъеме камеры наблюдается высокий уровень 862вращательных скоростей (кривая 1 для 50%),обеспечивающий желаемые эффекты.Установлено оптимальное соотношение междурасходами окислителя на горелку и в шлицу,обеспечивающее максимальную эффективностьпроцесса.На фиг. 2 приведена общая схема устройст.ва для осуществления предлагаемого способаплавки сульфидных материалов,Устройство .состоит иэ циклонной камеры 1,имеющей щелевую пшицу 2 для подачи кислорода, аксиальную закручивающую горелку 3для подачи шихты и кислорода, расходомерныешайбы 4, регулировочные вентили 5, коллекторб, По общему трубопроводу все необходимоеколичество кислорода подается к коллекторуб и с помощью вентилей 5 расйределяется всоотношении 1:2 и 1:1 между горелкой 3 ишлицей 2 соответственно. При этом расходкислорода по каждому каналу определяетсяс помощью расходомерных шайб 4,Вся шихта подается в горелку 3, где разбавляется кислородом, закручивается с помощьюзакручивающего устройства и поступает в циклонную камеру 1 в виде вращающегося кону.са, На выходе иэ горелки аэросмесь воспламе.няется. Кислород, подаваемый тангенциальночерез шлицу, входит в циклонную камеру со .скоростью 60 - 100 м/сек, частично смешИвается с газовэвесью в конусе распьша шихты,сообщая ему дополнительную закрутку, частич.но обтекает внутреннюю стенку циклоннойкамеры, предохраняя ее от попадания частиц,1 ереработаниый расплав попадает на нижнююконическую стенку камерь и стекает по нейк диафрагме.Величина относительной тангенциальной ско.рости в зависимости от относительного радиуса при разделении кислорода в соотношении1:1 показана на фиг. 1, кривая 1, Нагрузкатвердой взвеси, отнесенная ко всему количест.ву кислорода равнялась 3 кг/кг, в горелкеб кг/кг. В этом случае во вращательном движении участвует весь объем циклонной камеры,Данный способ позволяет полностью устранить абразивный износ стенок шпицы и обечайки, отказаться от эжектора, ЯДД. которогояе превышает 6%, ограничиться только однойлинией, шихтопддачи, что упрощает и удешевляет эксплуатацию всей установки, делает ееболее надежной,Кроме того, повышение тангенциальныхскоростей аэрошихтовой смеси увеличиваетвремя пребывания обраба ываемых частиц вреакционном объеме, что приводит к более.полной завершенности процесса уменьшениюзоны горения, и общему повышению темпера.туры расплава, увеличивает сепарационную5 6928 способность камеры, что уменьшает пылевынос. Совокупность этих положительных факторов значительно увеличивает срок непрерывной работы агрегата беэ ремонта и уменьшает по.терн исходных материалов, в целом достигается удешевление производства и повышается качество продукции. формула изобретения Способ циклонной плавки сульфидных материалов, включающий подачу шихты в реакци. онный объем циклонной камеры акснально,82 6кислорода тангенциально, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью уменьшения абразивногоизноса конструктивных элементов камеры и повышения степени завершенности технологичес.кого процесса в объеме камеры, поток кислорода разделяют, "один в количестве 30 - 50% отсуммарного вводят в камеру через аксиальную горелку вместе со всем потоком шнхты,.а второй поток кислорода в количестве 7050% вводят в камеру тангенциально,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Иф 473754,кл. С 22 В 5/02, 1972.едактор О, Колеснико Тираж 727Подписно ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д, 4/5