Устройство для переработки твердых и расплавленных продуктов

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ производств, а также промпродуктов черной,химической и строительной промышленности. Техническим результатом изобретения является улучшение условий загрузки расплавленного или предварительно нагретого продукта, уменьшение степени зарастания отверстия для выхода газов каплями расплавленного или раскаленными частицами твердого продукта,сокращение продолжительности непроизводительных простоев,улучшение температурных условий для разделения металлической фазы от шлаковой. Это достигается тем, что в устройстве для переработки твердых и расплавленных продуктов,включающем шахту с загрузочным отверстием,ванну расплава с камерой сгорания,цилиндрическую сепарационную камеру с отверстием для выхода газов и отстойник с выпускными летками, согласно изобретению,цилиндрическая сепарационная камера размещена в верхней части шахты, при этом отверстие для выхода газов совмещено с загрузочным отверстием,камера сгорания с горелочными приборами установлена в боковой части шахты в зоне расплавленного продукта.(72) Диханбаев Баянды Ибрагимович Тельбаев Сали Адильевич Романов Геннадий Алексеевич Диханбаев Арыстан Баяндыевич(73) Республиканское государственное предприятие Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ И РАСПЛАВЛЕННЫХ ПРОДУКТОВ(57) Изобретение относится к цветной металлургии,в частности, к устройству по переработке твердых,расплавленных и предварительно нагретых до температуры спекания твердых продуктов и может быть использовано для переработки нагретых окисленных цинковых руд,окисленных свинецсодержащих продуктов,шлаков медеплавильного и кеков цинкэлектролитного 15628 Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к устройству по переработке твердых,расплавленных и предварительно нагретых до температуры спекания твердых продуктов и может быть использовано для переработки нагретых окисленных цинковых руд,окисленных свинецсодержащих продуктов,шлаков медеплавильного и кеков цинкэлектролитного производств, а также промпродуктов черной,химической и строительной промышленности. Известно устройство фьюминговой печи по переработке твердых и жидких продуктов цинксодержащих расплавленных и твердых шлаков свинцовой шахтной плавки. Без снижения производительности металлургического агрегата устройство позволяет перерабатывать расплавленный продукт с добавлением не более 15 твердого (лежалого) шлака. В устройстве фьюминг-процесс периодического действия протекает при температуре 1200-1300 С за счет сжигания углеродсодержащего топлива или газа. Продолжительность продувки одной операции составляет 90-150 мин. Больших размеров устройство фьюминговой печи (общая высота до 8 м) включает корпус печи, загрузочное окно для твердых шлаков,заливочный жалоб для расплавленного шлака, газоходы, лтку для Выпуска шлака, систему пылеудаления и электроотстойник. К недостаткам устройства фьюминг-печи относится периодичность режима, потеря тепла за счет асинхронности работы по времени электроотстойника шахтной печи свинцовой плавки с циклами фьюмингования,необходимость изменения в течение одного цикла расхода природного газа и дутьевого воздуха в 1,5 раза, а удельный расход природного газа на возгонку единицы цинка меняется в операции в 6,5 раза. Большая масса загружаемого шлака (90-120 тонн) в агрегат приводит к его вибрации, что значительно усложняет условия работы обслуживающего персонала. Для снижения остаточного содержания цинка в шлаке с 2-4(исходное содержание цинка в шлаке 10-12 ) до 1 потребуется увеличить продолжительность возгонки в 2 раза, а до 0,2- в 6 раз. Соответственно возрастает расход топлива на ведение процесса и снижается производительность металлургического агрегата (Зайцев В.Я., Маргулис Е.В. Металлургия свинца и цинка. М. Металлургия,1985, с. 83-92). Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для переработки расплава,состоящее из шахты прямоугольного сечения с патрубком для подачи расплава и ванны расплава,цилиндрической сепарационной камеры с отверстием для выхода газов, летки для выдачи металлической фазы и обработанного расплава и отстойника расплава. Камера сгорания с горелочными устройствами размещена под ванной расплава и соединена с шахтой через ванну расплава(А. с.1650705, кл. С 21 В 13/00, 1991). В известном устройстве шахта печи с ванной расплава отделена от сепарационной камеры с 2 отстойником. Причем, исходный продукт подается в зону форсированного дутья, что приводит к значительным уносам твердого и расплавленного продуктов в отверстие для выхода газов. К недостаткам известного устройства также можно отнести необходимость применения специального оборудования для загрузки расплава или предварительно нагретого продукта в зону высоко-форсированного дутья,близкое расположение отверстия для выхода газов к интенсивно барботируемой ванне способствует к увлечению крупных капель расплава или раскаленных частиц твердого продукта в отверстие для выхода газов необходимость дополнительного отопления отстойника для предотвращения замерзания металлической фазы. Техническим результатом изобретения является улучшение условий загрузки расплавленного или предварительно нагретого продукта, уменьшение степени зарастания отверстия для выхода газов каплями расплавленного или раскаленными частицами твердого продукта,сокращение продолжительности непроизводительных простоев,улучшение температурных условий для разделения металлической фазы от шлаковой. Для достижения технического результата в устройстве для переработки твердых и расплавленных продуктов, включающем шахту с загрузочным отверстием, ванну для расплава с камерой сгорания, цилиндрическую сепарационную камеру с отверстиями для выхода газов и отстойник с выпускными летками, согласно изобретению цилиндрическая сепарационная камера размещена в верхней части шахты, при этом отверстие для выхода газов совмещено с загрузочным отверстием,камера сгорания с горелочными приборами установлена в боковой части шахты в зоне расплавленного продукта. Цилиндрическая сепарационная камера с отверстием для выхода газов расположена высоко над ванной в шахте, т.е. в спокойной зоне ванны,что положительно скажется на длительности его работы. В этих условиях отверстие для выхода газов можно свободно использовать для загрузки расплавленного или нагретого твердого продукта в плавильный агрегат с инверсией фаз. Кроме того, камера сгорания с горелочными приборами установлена на боковой части шахты в зоне расплавленного продукта ванны, в результате чего появилась возможность совмещения ванны расплава и отстойника в одном объеме, т.е. ванна расплава выполнена с подовым отстойником для разделения продуктов расплава по удельным весам. Изобретение поясняется чертежом. Устройство содержит шахту 1 с расположенной в ее верхней части цилиндрической камерой 2 с отверстием для выхода газов 3, одновременно служащим для загрузки исходного материала, ванну расплава 4, камеру сгорания с горелочными приборами 5, установленными в боковой части шахты 1 в зоне расплавленного продукта, отстойник 6, расположенный под ванной расплава 4, летки для 15628 выдачи обработанного расплава 7 и металлической фазы 8. Устройство установлено на фундаменте 9. Устройство работает следующим образом. Топливо и окислитель, например, газ и воздух в соотношении газового объема к объему расплава 0,63-0,8, через горелочные приборы 5 подают в шахту 1 и начинают разогревать незагруженный плавильный агрегат. Из агрегата газы направляют в барабанную печь и также разогревают е. Для сохранения целостности футеровки в период разогрева до 300-900 С барабанную печь не вращают. В разогретые агрегаты установки загружают расплав или предварительно нагретый во вращающейся барабанной печи твердый продукт через отверстие для выхода газов 3. Струи высокотемпературных газов (температура горения 1700-2000 С),путем интенсивного барботажа ванны 4 с расплавленным продуктом,создают в слое расплава режим с развитой межфазной поверхностью реагирования с продуктами горения. Часть расплава увлекается горячим потоком вверх. В этих условиях частицы расплава по периферии шахты 1 возвращаются в ванну 4, частично увлекаются в цилиндрическую сепарационную камеру 2, где они сепарируются на ее стенках и стекают в ванну 4. После разделения в отстойнике 6 обработанный расплав выпускают через летку 7, а металлическую фазу - через летку 8. Для селективного перевода,например,металлического цинка из расплавленного продукта в газовую фазу в плавильном агрегате с инверсией фаз при температуре 1300-1400 С создается восстановительная атмосфера (за счет сжигания газа) и в результате реакции оксид цинка восстанавливается до металлического состояния и возгоняется (температура кипения цинка составляет 905,4 С) сотходящими газами. При охлаждении газов до температуры 90-130 С и подсоса воздуха металлический цинк окисляется до оксида и собирается в системе пылеулавливания в виде возгонов. Устройство для переработки расплавленных и твердых продуктов может использовать продукт как в расплавленном, так и в твердом виде в любых соотношениях. Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом. 1. Загрузку твердого или расплавленного продукта ведут через отверстие для выхода газов 3 в спокойную зону ванны 4, что не потребует специального оборудования для их подачи в устройство. 2. Расположение цилиндрической сепарацион-ой камеры 2 с отверстием для выхода газов 3 в верхней части шахты 1 резко сократит зарастание отверстия для выхода газов раскаленным твердым и каплями расплавленного продукта, что соответственно снизит затраты и продолжительность очистки устройства от настылей. 3. Размещение камеры сгорания с горелочными приборами 5 на боковой части шахты 1 в зоне расплавленного продукта позволяет разместить отстойник 6 под слоем барботируемой ванны 4. Это решение создает лучшие условия для разделения по удельному весу металлической фазы от шлаковой и для подогрева металлической фазы перед выпуском через летку 8. Таким образом, предлагаемое устройство для переработки твердых и расплавленных продуктов позволяет снизить непроизводительные простои оборудования в 4,2 раза,исключить дополнительный расход природного газа для предотвращения замерзания металлической фазы в отстойнике на 50 м 3 газа на тонну продукта,повысить производительность металлургического оборудования, снизить энергозатраты и улучшить условия его обслуживания. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для переработки твердых и расплавленных продуктов, включающее шахту с загрузочным отверстием, ванну для расплава с камерой сгорания, цилиндрическую сепарационную камеру с отверстием для выхода газов и отстойник с выпускными летками, отличающееся тем, что цилиндрическая сепарационная камера размещена в верхней части шахты, при этом отверстие для выхода газов совмещено с загрузочным отверстием,камера сгорания с горелочными приборами установлена в боковой части шахты в зоне расплавленного продукта.