Промышленные печи

Промышленные печи и трубы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Печи для обжига цинковых концентратов в кипящем слое

Для получения цинка электролитическим способом, содержащего химически чистого Zn99%, исходным сырьем, поступающим в электролизные ванны, является сернокислый цинк ZnS04 в виде растворенных в серной кислоте обожженных в печах цинковых концентратов. В связи с этим целью обжига цинковых концентратов является получение соединений цинка, которые легко растворяются в серной кислоте. Находящийся в концентратах цинк в виде сернистого цинка ZnS в процессе обжига окисляется кислородом воздуха по реакции

2ZnS + 302 = 2ZnO + 2S02.

Окись цинка ZnO хорошо растворяется в серной кислоте. Часть окиси цинка в процессе обжига переходит в сульфат цинка (ZnO+S03 = ZnS04), являющийся наиболее ценным продуктом обжига, так как он хорошо растворяется в воде, т. е. для перевода его в раствор не надо затрачивать серную кислоту. Эти две реакции, протекающие со значительным выделением тепла, являются основными в процессе обжига цинковых концентратов.

Обжиг цинковых концентратов осуществляют в шахтных печах, которые по принципу действия и устройству мало чем отличаются от печей для обжига медных концентратов, описанных выше, а также в многоподовых пересыпных печах и печах для обжига в кипящем слое.

В последние годы печи для обжига в кипящем слое все больше внедряются для обжига сырья и полупродуктов различных цветных металлов, так как обеспечивают полноту выжигания серы при высокой производительности. Обжиг в кипящем слое назван так потому, что подающийся в печь в виде пыли концентрат подхватывается воздухом, поступающим через отверстия в поде печи, становится подвижным, и состояние его по внешнему виду напоминает кипение.

Схематическая печь для обжига цинковых концентратов в кипящем слое. Она состоит из цилиндрической обжиговой камеры, пода, через отверстия в котором подается воздух, устройства для загрузки шихты и удаления готовой продукции и газоотводящей системы.

Обжиговая камера представляет собой металлический кожух из листового металла, футерованный изнутри шамотным кирпичом.

Между кожухом и шамотной футеровкой имеется теплоизоляционная прослойка. Купольный свод камеры футерован шамотным кирпичом, или, как и стены обжиговой камеры, может быть выполнен из жаростойкого бетона.

В верхней части камеры имеется газоотвод, через который отходящие газы и мелкие частицы продукта в виде пыли по газопроводам попадают в электрофильтры, расположенные рядом с обжиговой печью.

Концентрат загружается в печь (в зону кипящего слоя) через специальный бункер, а обожженный материал удаляется самотеком по трубам через отверстия, находящиеся на уровне кипящего слоя. Нагрев материала до температуры 850—950° С происходит в основном за счет протекающих в печи экзотермических реакций. Для подачи тепла извне печь имеет форсунки или горелки, работающие на жидком или газообразном топливе.

Под печи, через отверстия в котором подается воздух (или газ), поддерживает материал в состоянии кипящего слоя. Он выполняется из металлических плит или жаростойкого бетона.

Чтобы обжигаемый материал не засорял отверстия в поде, их защищают грибообразными соплами или огнеупорными шарами, укладываемыми в лунки отверстий. Воздух, подаваемый от вентилятора (или нескольких вентиляторов), поступает в специальную воздушную коробку, разделенную на отдельные секции, имеющие самостоятельный подвод воздуха, для обеспечения ровной и устойчивой работы печи.

Площадь пода наиболее распространенных печей для обжига в кипящем слое цинковых концентратов, в зависимости от производительности,  составляет 20—30 м2.  Высота  обжиговой камеры 6—10 м, а диаметр 6—8 м. Высота кипящего слоя 800— 1500 мм.