Презентация "Фурмалық аймақтың физико-химиялық процестері"

• 1 слайд

  Фурмалық аймақтың физико-химиялық процестері
  
  
  

• 2 слайд

  Медные сульфидные концентраты являются в условиях окислительной атмосферы низкокалорийным топливом. При пирометаллургической переработке сульфидного сырья в результате реакций окисления выделяется определенное количество тепла, которое может быть использовано для уменьшения дефицита тепла при плавке и снижения расхода топлива. Процессы, использующие тепло экзотермических реакций (за исключением горения углеродистого топлива) для поддержания теплового баланса, относятся к автогенным.
  
  

• 3 слайд

  Мыс сульфидті концентраттары тотығу атмосферасында төмен калориялы отын болып табылады. Сульфидті шикізатты пирометаллургиялық өңдеу кезінде тотығу реакцияларының нәтижесінде белгілі бір мөлшерде жылу шығарылады, оны балқыту кезінде жылу тапшылығын азайту және отын шығынын азайту үшін пайдалануға болады. Жылу тепе-теңдігін сақтау үшін экзотермиялық реакциялардың жылуын (көміртекті отынның жануын қоспағанда) пайдаланатын процестер автогендік болып табылады.
  

• 4 слайд

  Плавка Ванюкова относится к таким процессам. В ней для поддержания теплового режима плавки используется тепло окисления сульфидов и серы кислородом дутья. Вследствие того, что тепловыделение происходит непосредственно в месте реакционного взаимодействия сульфидов с кислородом, значительная часть тепла усваивается жидкой ванной расплава. В случае недостатка тепла при окислении сульфидов для расплавления всего объема шихты и обеспечения необходимого теплового баланса приходится использовать дополнительное количество тепла за счет сжигания топлива.
  

• 5 слайд

  Ванюковтың балқуы осындай процестерге жатады. Онда балқытудың жылу режимін сақтау үшін сульфидтер мен күкірттің оттекпен тотығу жылуы қолданылады. Сульфидтердің оттегімен реакциялық әрекеттесу орнында жылу бөлінуі тікелей жүретіндіктен, жылудың едәуір бөлігі сұйық балқытылған ваннада сіңіріледі. Сульфидтердің тотығуы кезінде жылу жетіспеген жағдайда зарядтың бүкіл көлемін еріту және қажетті жылу балансын қамтамасыз ету үшін отынды жағу арқылы қосымша жылу мөлшерін қолдану қажет.
  

• 6 слайд

  В этом случае процесс плавки будет полуавтогенным. При недостатке тепла для плавки из-за низкой теплотворной способности шихты используется дополнительное топливо – уголь, подаваемый вместе с загрузкой в количестве 0,5-2 т/ч и/или МНУ (мазутное нагревательное устройство).
  

• 7 слайд

  Бұл жағдайда балқыту процесі жартылай автоматты болады. Шихтаның төмен жылу шығару қабілетіне байланысты балқыту үшін жылу жетіспеген кезде қосымша отын – 0,5-2 т/сағ және/немесе МНУ (мазутты жылыту құрылғысы) мөлшерінде тиеумен бірге берілетін көмір пайдаланылады.
  

• 8 слайд

  МНУ представляет собой систему для сжигания мазута, которая состоит из четырех мазутных форсунок, две из которых установлены в боковых стенках печи, две других в торцевой стенке печи в отверстиях на уровне заливочной площадки. В работе одновременно могут находиться от одной до четырех форсунок. Расход мазута составляет 200-800 кг\ч.
  

• 9 слайд

  MNU-бұл төрт мазут саңылауларынан тұратын мазутты жағу жүйесі, олардың екеуі пештің бүйір қабырғаларына, екеуі пештің соңғы қабырғасында құю алаңының деңгейіндегі тесіктерге орнатылады. Жұмыста бір уақытта бір-төрт саптама болуы мүмкін. Мазуттың шығыны 200-800 кг / сағ.
  

• 10 слайд

  Физико-химические процессы фурменной зоны
  Фурменная (барботируемая) зона печи ПВ является местом, где происходят основные физико-химические взаимодействия: окисление кислородом дутья компонентов шихты, растворение кварца и других тугоплавких составляющих шихты, формирование шлака и штейна. Образующиеся капли штейна оседают в подфурменную зону и далее в донную штейновую фазу. В условиях непрерывного поступления сульфидной шихты в фурменную зону и отсадке из нее штейновых капель в зоне барботажа образуется шлако-штейновая эмульсия с определенным соотношением шлака и штейна. При этом сплошной фазой в эмульсии является шлак и диспергированной - штейн. Шлако-штейновая эмульсия в зоне загрузки состоит на ~95% по объему из шлака и ~5% по объему из штейна.
  
  

• 11 слайд

  ПВ пешінің фурмен (барботируемая) аймағы негізгі физикалық-химиялық өзара әрекеттесулер орын алатын орын болып табылады: шикіқұрам компоненттерінің үрлеуін оттегімен тотықтыру, кварцтың және басқа баяу балқитын шикіқұрам компоненттерінің еруі, шлак пен Штейннің түзілуі. Алынған Штайн тамшылары субфурма аймағына, содан кейін төменгі Штайн фазасына түседі. Сульфидті шихтаның фурмалық аймаққа үздіксіз түсуі және одан штейн тамшыларын барботаж аймағында тұндыру жағдайында шлак пен Штейннің белгілі бір қатынасы бар шлак-штейн эмульсиясы пайда болады. Бұл жағдайда эмульсиядағы үздіксіз фаза-қож және дисперсті-Штайн. Тиеу аймағындағы шлак-штейн эмульсиясы шлактың көлемі бойынша ~95% және Штейннің көлемі бойынша ~5% құрайды.
  

• 12 слайд

  Барботаж и энергичное перемешивание шлако-штейновой эмульсии в фурменной зоне печи обеспечивают большие скорости тепло- и массообмена. Это приводит к быстрому выравниванию температуры и состава продуктов плавки по всей барботируемой части расплава. Барботаж расплава в фурменной зоне во много раз увеличивает вероятность встречи капель штейна, что создает благоприятные возможности для их коалесценции (слияния) и улучшения условий для разделения штейна и шлака.
  

• 13 слайд

  Пештің фурмен аймағында шлак-штейн эмульсиясын Барботаж және жігерлі араластыру жылу және масса алмасудың жоғары жылдамдығын қамтамасыз етеді. Бұл балқыманың барботаждалған бөлігі бойынша балқыту өнімдерінің температурасы мен құрамының жылдам тегістелуіне әкеледі. Фурмалық аймақтағы балқыманың көпіршігі Штайн тамшыларының кездесу ықтималдығын бірнеше есе арттырады, бұл олардың қосылуына (бірігуіне) және Штайн мен шлактың бөліну жағдайларын жақсартуға қолайлы мүмкіндіктер жасайды.
  

• 14 слайд

  Загружаемый в фурменную зону материал быстро распределяется по всему объему шлака в барботируемой зоне. При попадании загружаемых материалов в ванну расплава происходит диссоциация высших сульфидов, например:
  2CuFeS2 =Cu2S + 2FeS + 1/2S2
  FeS2 =FeS + 1/2S2
  

• 15 слайд

  Фурмалық аймаққа тиелетін материал барботацияланатын аймақтағы шлактың бүкіл көлемі бойынша тез бөлінеді. Егер жүктелген материалдар балқытылған ваннаға түссе, жоғары сульфидтердің диссоциациясы жүреді, мысалы:
  2CuFeS2 =Cu2S + 2FeS + 1/2S2
  FeS2 = FeS + 1/2S2
  

• 16 слайд

  Низшие сульфиды меди, железа, а также сульфиды свинца, цинка и других металлов расплавляются и образуют капельки штейна. В штейн также переходят благородные металлы и, частично, некоторые оксиды металлов, например, магнетит, растворимость которого в штейне, в зависимости от состава штейна, может быть 2-6%.
  При подаче кислородсодержащего дутья в расплав происходит окисление компонентов шихты и расплава. В соответствии с термодинамическими характеристиками реакций в первую очередь горит уголь, основным горючим компонентом которого является углерод:
  С + О2 ® СО2
  
  

• 17 слайд

  Төменгі мыс, темір сульфидтері, сондай-ақ қорғасын, мырыш және басқа металл сульфидтері ериді және Штайн тамшыларын құрайды. Асыл металдар және ішінара кейбір металл оксидтері, мысалы, магнетит, штайнның құрамына байланысты ерігіштігі 2-6% болуы мүмкін.Құрамында оттегі бар үрлеу балқымаға берілген кезде шихта мен балқыманың компоненттері тотығады. Реакциялардың термодинамикалық сипаттамаларына сәйкес көмір алдымен жанады, оның негізгі жанғыш компоненті көміртегі болып табылады:
  С + О2 ® СО2
  

• 18 слайд

  Оставшийся кислород идет на окисление серы и сульфидов железа:
  1/2S2 + O2 ® SO2
  [FeS] + 3/2O2 =(FeO) + SO2 Окисляются и сульфиды железа и меди, растворенные в шлаке:
  (FeS) + 3/2O2 = (FeO) + SO2 (1.6)
  (Cu2S) + 3/2O2 = (Cu2O) + SO2 (1.7)
  
  

• 19 слайд

  Қалған оттегі күкірт пен темір сульфидтерінің тотығуына кетеді:
  1/2S2 + O2 = SO2
  [FeS] + 3/2O2 = (FeO) + SO2
  Қожда ерітілген темір мен мыс сульфидтері де тотығады:
  (FeS) + 3/2O2 = (FeO) + SO2
  (Cu2S) + 3/2O2 = (Cu2O) + SO2
  

• 20 слайд

  Значительная часть оксида меди после взаимодействия с сульфидом железа превращается в сульфид.
  Проходит также реакция ошлаковывания диоксидом кремния и частичного окисления FeO до магнетита, особенно при недостатке диоксида кремния:
  2FeO + SiO2 ® (FeO)2 . SiO2
  3FeO + 1/2O2 ® Fe3O4
  
  

• 21 слайд

  Мыс оксидінің едәуір бөлігі темір сульфидімен әрекеттескеннен кейін сульфидке айналады.Сондай-ақ, кремний диоксиді мен Feo-ның магнетитке ішінара Тотығу реакциясы жүреді, әсіресе кремний диоксиді болмаған кезде:
  2FeO + SiO2 =(FeO)2 .
  SiO2 (1.8)3FeO + 1/2O2 = Fe3O4
  

• 22 слайд

  Наличие в расплаве и фурменной зоне печи сульфидов железа, серы и восстановителей создает возможности восстановления магнетита и сульфидирования железа в шлаке:
  3(Fe3O4) + [FeS] ® 10(FeO) + SO2 (Fe3O4) + CO ® 3(FeO) + CO2
  2(Fe3O4) + 1/2S2 ® 6(FeO) + SO2
  2(FeO) + 3/2S2 ® 2FeS + SO2
  

• 23 слайд

  Пештің балқыту және фурмалық аймағында темір сульфидтерінің, күкірттің және тотықсыздандырғыштардың болуы магнетитті қалпына келтіруге және қожда темір сульфидтеуге мүмкіндік береді:
  3(Fe3O4) + [FeS] = 10 (FeО) + SO2
  Fe3O4) + CO = 3(Feo) + CO2
  2(Fe3O4) + 1/2S2 = 6 (FeО) + SO2
  2 (FeО) + 3 / 2s2 = 2fes + SO2