3.Апаратурные оформления процесса

Печь кипящего слоя выполнена в следующем аппаратурном исполнении. Основными элементам печи КС являются:

Корпус печи, выполненный из листовой стали (10-12) мм.

Внутренняя поверхность кожуха печи оклеена двумя слоями асбеста листового и футерована шамотным кирпичом.

Нижняя часть печи на расстоянии 1,2 м от пода печи футеруется кирпичом толщиной 375 мм. Высота печного пространства составляет 9,65 м. От объема рабочего пространства печи зависит степень выноса пыли и степень выжигания сульфидной серы. Свод печи купольный из шамотного кирпича. Чтобы придать своду герметичность, поверхность кирпича закладывается листовым асбестом на жидком стекле.

Ответственным элементом конструкции печи является воздухораспределительная подина, от которой зависит производительность. Подина печи выполняется из отдельных металлических секций толщиной 20 мм. В подину вмонтированы воздухораспределительные щелевые сопла из нержавеющей стали удобные в обслуживании и простые в изготовлении. На подину в зависимости от площади устанавливается (1500-2350) сопел, "живое" сечение которых может изменяться от 0,5 до 0,6 %.

От конструкции подины зависит не только производительность печи, но и нормальное кипение слоя, получение кондиционных огарка и газа, продолжительность службы печи. Требования предъявляемые к подине:

1. поступление газовой смеси через подину печи должно быть равномерным по всему сечению;

2. обжигаемый концентрат не должен просыпаться через подину;

3. подина должна быть жаростойкой, в случае залегания на ней горячего огарка, быть простой в изготовлении и дешевой;

4. распределяющие воздух сопла, пришедшие в негодность, должны легко и быстро заменяться;

5. подина должна обладать достаточной продолжительностью службы.

Над подом печи имеется окно, через которое непрерывно загружают шихту, а с противоположной стороны печи — отверстие для непрерывной выгрузки продукта плавки (огарка). Загружаемая в печь шихта состоит из медного концентрата, флюсов (измельченных известняка и кварцита) и оборотной пыли. Расход воздуха поддерживают таким, чтобы зерна загружаемой шихты находились во взвешенном состоянии, совершая в потоке воздуха непрерывное возвратно-поступательное движение (движение, похожее на кипение жидкости). В процессе такого вида подготовки медных руд как обжиг происходят: нагрев шихты; термическая диссоциация высших сульфидов; окисление образующихся паров серы до SO2 с выделением тепла; горение сульфида железа с выделением тепла.

2FeS + + 3,5O2 = Fe2O3 + 2SO2

Этого тепла с избытком хватает для требуемого нагрева шихты (700-850 °С). Температура в печи не должна превышать 850 °С во избежание спекания шихты; чтобы избежать перегрева, в шихту вводят флюсы, иногда в печь вдувают воду или в кипящий слой вводят трубчатые холодильники. Продукт обжига - огарок состоит из низших сульфидов Cu2S и FeS и различных оксидов. Отходящие из печи газы, содержащие 7—13% SO2, используют для производства серной кислоты. Чтобы уменьшить вынос мелкой шихты отходящими газами, иногда перед обжигом медный концентрат подвергают окомкованию. Широко распространенный в прошлом обжиг медных концентратов в многоподовых печах с механическим перегреванием материалов применяется в настоящее время редко.