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1、课程设计-年产10000吨电锌厂焙烧车间初步设计 1设计任务设计一个年产10000吨电锌厂焙烧车间初步设计11原始数据电锌年产量10000吨锌精矿的化学成分成分ZnCdpbCuFe SCaOMgOSiO2B25102818038231140536锌精矿的粒级及物理性质粒度mm-035024-024017-017014-014012-01201-01008-008含量05155020602083注堆积密度17tm3水分812技术条件选择沸腾层高度15m左右空气过剩系数125沸腾层温度850900C炉顶温度820870炉顶负压-1030Pa直线速度0506ms出炉烟气量温度90013技术经济指标年
2、处理锌精矿13万吨年年工作日300天沸腾炉炉床面积28m2沸腾炉炉床能力52t m2d 焙烧矿产出率包括烟尘和焙砂88占锌精矿的烟尘含锌量5489焙砂含锌量5691焙烧料含锌量48脱硫率936焙烧锌直收率52冶炼总回收率95出炉烟尘含量35占焙烧矿的出炉烟气SO2量9365体积百分数烟尘含Ss量173焙砂含Ss量04烟尘含Sso42-量214焙砂含Sso42-量110炉 型 煤低位 c a kg 燃 温度 灰渣含 煤耗 kgt 投 万元 5000 600 18 40 8 喷燃式煤粉炉 6000 900 12 30 12 普通沸 4500 700 8 28 16 节煤型沸腾炉 3000 1100
3、 4 18 16 2原始资料21锌矿的分布及品位 截至2002年全世界查明锌储量为20000万吨储量基础为45000万吨现有储量和储量基础的静态保证年限为23年和51年锌储量和储量基础占锌资源量的1052和368中国锌的储量和储量基础均居世界首位已成为世界最大的铅锌资源国家根据统计资料在我国铅锌储量中铅锌平均品位只有 466而根据目前铅锌价格水平和成本水平只有铅锌 125 合计地质品位在78以上的地质储量才是能经济利用的储量目前我国能经济利用的铅锌合计储量只有451386万吨仅占总储量的 426锌在自然界多以硫化物的状态存在主要矿物是闪锌矿ZnS但这种硫化矿的形成过程中有FeS固溶体成为铁闪锌
4、矿nZnSmFeS含铁高的闪锌矿会使提取冶炼过程复杂化流化床的地表部位还常有一部打分被氧化的氧化矿如菱锌矿ZnCO3硅锌矿Zn2SiO4导极矿H2Zn2SiO5等 我国铅锌储量较多的省 区 主要是云南广东甘肃四川广西内蒙古湖南和青海等八省 区 其铅锌储量占全国总储量的807大中型锌矿187处探明资源总量7961万吨储量1950万吨其中大型锌矿区44处探明资源总量5352万吨储量 1553万吨分别占全国的 581和766 目前已探明的储量主要集中在云南广东内蒙古江西湖南和甘肃等六省各大区储量见下表 中国铅锌资源各大区分布比例表中国中南西南西北华北华东东北100278227153161144122
5、精矿的组成成分铅锌矿的开采分露天开采和地下开采两种由于金属品位不高铅锌共生并含有大量的脉石和其他杂质金属矿石需先经过选矿通过采用浮选法优先选出锌精矿副产铅精矿和硫精矿我国某些大型企业铅锌矿产出的锌精矿成分实例如下表硫化锌精矿是生产锌的主要原料成分一般为锌4546铁515硫的含量变化不大为3033可见锌精矿的主要组分为ZnFe和S三者占总重的90左右硫化锌精矿是生产锌的主要原料成分一般为Zn4560Fe515S3033浮选精矿粒度较细90为007mm堆密度1720gcm3 锌精矿化学成分等级含锌量杂质不大于CuPbFeAsSiO2155081060034025010158004503451520
6、140056044020301600570锌精矿成分实例表精矿来源ZnPbSFeCuCdAsSbSiO2Ag gt 湖南某矿山448309832431560064020 020000113280黑龙江某矿山51340883253114801200200400205085广东某矿山51921403269703020014 020001388180甘肃某矿山55001093035440004012001001130533硫化锌精矿的粒度细小95以上小于40um堆密度为172gcm3在选用精矿氧化焙烧脱硫设备时应当充分利用精矿粒度小表面积大活性高硫化物本身也是一种燃料的特点使硫化锌能迅速氧化成氧化锌
7、又能充分利用精矿的自身的能量23锌精矿的物理及化学性质锌精矿一般是由铅锌矿或含的1 钢材的镀锌方面起防腐作用 2 优良的合金如做装饰品的铜锌合金 黄铜 Cu-Sn-Zn形成的青铜作为耐磨合金的Cu-Sn-Pb-Zn合金 3 锌可以制造用于航天仪表上的Ag-Zn电池 4 利用Zn熔点低的特点还可浇铸精密铸件 5 锌在冶金工业中作为还原剂化学工业中作为制造颜料用的原材料 25结构设计的注意点1为便于操作炉篦深度不宜超过2mm沿1-15m设一个炉门2 3 314 22520-30mm6筑砌7外8180kgh时加煤应采用机械加煤出渣9合理合适的10穿11沸火法炼锌的基本原理就是将氧化锌在高温下用碳质还
8、原并利用锌沸点低的特点使锌以蒸气挥发然后冷凝为液体锌以竖缺罐炼锌为例其原则工艺流程如上图 32湿法炼锌工艺流程 湿法炼锌主要有焙烧浸出见浸取浸出液净化和电积等工序锌精矿焙烧后用电解废液进行中性浸出使大部分氧化锌溶解得到的矿浆分离出上清液和底流矿浆上清液净化后电积产出金属锌熔铸成锭底流矿浆进行酸性浸出以溶解残余的氧化锌酸性浸出液返回到中性浸出含锌约20的酸性浸出渣须进一步处理传统方法采用回转窑挥发回收其中的锌铅和湿法炼锌工艺流程部分稀散金属焙烧使精矿中的硫化锌转变为可溶于稀硫酸的氧化锌即酸溶锌湿法炼锌是第一次世界大战期间开始应用的其本质是用稀硫酸 即废电解液 浸出焙烧矿中的锌锌进入溶液后再以电解
9、法从溶液中沉积出来湿法炼锌可直接得到很纯的锌不象火法蒸馏炼锌还需精炼除此之外操作所需劳动力较少劳动条件也较好只是电能消耗大33沸腾炉焙烧工艺流程 高温氧化流态化焙烧工艺流程图备料工序送来的混合锌精矿送入炉前仓再由仓下调速胶带给料机定量给料机计量后由分配圆盘分别加到两台抛料机上将混合精矿抛入焙烧炉内焙烧炉产出的焙砂经两台流态化冷却器和高效圆筒冷却机进一步冷却至150左右冷却后的焙砂经埋刮板运输机送到球磨机室进行球磨磨细后的焙烧矿与烟尘混合用汽化喷射泵送制液车间浸出制液沸腾焙烧炉产出的烟气经余热锅炉回收烟气余热后经两段旋涡收尘器电收尘器收尘后由排烟机送制酸系统火法炼锌和湿法炼锌的第一步冶金过程就是
10、焙烧其中火法炼锌厂的焙烧是纯粹的氧化焙烧湿法炼锌厂进行的也是氧化焙烧但焙烧时要保留少量的硫酸盐以补偿浸出和电解过程中损失的硫酸同时希望尽可能少生成铁酸锌在实际的锌精矿焙烧过程中就是通过控制焙烧温度和气相组成来控制焙烧产物中锌的存在形态生产中通过控制供风量 空气过剩系数 来调节气相组成 火法炼锌的焙烧温度一般控制在1273K以上有的达到13401370K空气过剩系数为105110湿法炼锌的焙烧温度一般控制在11431193K有的达到1293K空气过剩系数为172013034沸腾炉焙烧原理com锌精矿焙烧反应一般规律 流态化焙烧的理论基础是固体流态化当气体通过固体料层的速度不同时可将料层变化分为三
11、种状态即固定床膨胀床及流态化床锌精矿沸腾焙烧就是利用具有一定气流速度的空气自上而下通过炉内矿层使固体颗粒被吹动相互分离而呈悬浮状态达到固体颗粒锌精矿与气体氧化剂空气的充分接触以利化学反应的进行主要化学反应为 2ZnS3O22ZnO2SO2 1 ZnS2O2ZnSO4 2 ZnOSO212O2ZnSO4 3 3ZnSO4ZnS 4ZnO4SO2 4 最新的理论认为硫酸锌的生成实际上要经历一个生成碱式硫酸锌的过程 3ZnS112O2 ZnO2ZnSO4SO2 5 ZnO2ZnSO4SO212O2 2ZnSO4 6 com锌精矿焙烧动力学过程及机理 金属硫化物的氧化反应是一个气固相的多相反应过程过程
12、很复杂反应分成以下几步骤 1氧分子经扩散到达硫化物表面 2氧分子在硫化物表面被吸收并分解成为活性氧原子 3氧原子向硫化物晶格中扩散与金属离子和硫阴离子结合生成金属氧化物和吸附态的SO2 4SO2分子从固体表面解吸扩散到气相中com传热原理 流态化床的热传递可分为三种形式即固体与气体间流态化床内各部分之间流态化床与管壁之间的热传递传热方式主要是对流由于流态化床内固体与气体之间接触多有效传热面积大故总的传热效率比固定床大 由于流态化床内固体颗粒快速循环以及气流使床层激烈搅动因而流态化床内各部分的温度几乎一致就是在大量放热反应的焙烧过程中床层内积分的温度仍能保持均匀一致这对焙烧过程是非常有利的条件在
13、生产实践中可以控制床层内温度差在10K波动35硫酸化焙烧 当进行硫酸化焙烧时进行下列反应 ZnSO4 ZnO SO3 ZnO2ZnSO4 3ZnO 2SO3 SO2 12O2 SO3 在实际焙烧过程中 pT在101325202650Pa范围内此时与温度关系如图所示总压曲线pT与ZnSO4和ZnOZnSO4的分解曲线相交于AB和AB当温度低于AA点所对应的温度时ZnSO4稳定存在当温度高于BB点所对应的温度时ZnO稳定存在当温度介于两者之间时 ZnOZnSO4稳定存在因此控制一定的压力和温度可使ZnS氧化成所需要的产物硫化物的焙烧氧化过程是从表面向内部进行的反应前期生成的氧化物层必然会对氧分子的
14、向内扩散和SO2分子的向外扩散起阻碍作用使反应速度下降固体颗粒越大扩散所需的时间越长也就是完成反应的时间越长如果在生产条件下不能满足这个时间的要求氧化过程就不能进行彻底造成焙烧产物含硫上升质量下降所以硫化矿的粒度是焙烧质量的一个重要条件当处于低温焙烧时 SO2通过氧化物层扩散还会与氧气和氧化物进行反应使得硫酸盐大量增加在工业上采用提高O2浓度的方法来强化焙烧过程除此之外温度对扩散过程有决定性的影响较高的温度能加速气体的扩散在工业上将控制焙烧温度作为控制焙烧反应速度的重要手段决定硫化锌精矿氧化焙烧速度的控制环节 1 氧通过颗粒周围的气膜向其表面扩散 外扩散 2 氧通过颗粒表面的氧化物层向反应界面
15、扩散 内扩散 3 在反应界面上进行化学反应 4 反应的产物SO2向着与氧相反方向的扩散反应速度是由以上四个环节中最慢的环节来决定硫化锌矿氧化生成的氧化锌层比较疏松对氧和SO2的扩散阻力不大因此决定反应速度的环节是气膜中氧的扩散和界面反应在830以下界面反应的阻力占主要地位880以上气膜传质的阻力占绝对优势颗粒粒度的减小有利于界面反应也有利于扩散过程但不能过小否则增加烟尘率锌精矿流态化酸化焙烧流程图36焙烧的目的和要求1锌精矿焙烧的目的 将精矿中的ZnS尽量氧化成ZnO同时让铅镉砷等杂质氧化变成易挥发的化合物从精矿中分离使精矿中硫氧化成SO2产出足够浓度的SO2烟气供制酸2 锌精矿焙烧的要求尽时
16、能完全地氧化金属硫化物并在焙烧矿中得到氧化物及少量硫酸盐使砷和锑氧化并以挥发物状态从精矿中除去在焙烧时尽可能少地得到铁酸锌因为铁酸锌不溶于稀硫酸溶液得到细小粒子状的焙烧矿以利于后序工作浸出的进行37锌冶炼时的综合回收 硫在沸 铅在 金在浸出渣中用浮 镉在 铜在 铟镓锗在 钴在 铊在除 多 的烟收 流化层的温度主要是通过调整加料量鼓风量以及二者之间的比例来控制的在正常操作下流态化层的温度都是比较稳定的有时由于精矿含硫品位加料量和鼓风量的波动会使温度发生变化随着温度的升高氧化过程的总速度加快但是温度太高会发生烧结现象不利于焙烧沸腾炉正常运行工况下沸腾层温度控制在850 950在正常操作中沸腾层温度
17、分布均匀各点温差不超过10而且温度变化趋势也很一致当温差变化大或温度趋势发生背离时应考虑到炉内出现局部不沸腾等故障3烟气温度 烟气温度只作为操作参考而不作为控制对象烟气温度测点设于炉顶或烟气出口一般情况下烟气温度和沸腾层温度有一个相对固定的温差当精矿含水少或粒度过细时会进入上部空间燃烧使烟气温度上升此时烟尘量增大烟气系统的热负荷也上升烟尘品质下降4鼓风量与过剩空气系数 一定的鼓风量即要维持焙烧炉的沸腾状态又要为焙烧提供一定的过剩空气系数鼓风量决定于加料量应通过冶金计算来确定实际鼓风量应高于理论鼓风量两者的比值称为空气系数空气系数一般为105120空气系数太大会使烟气量增大使SO2浓度降低设备负
18、荷增大反之会使焙砂质量下降甚至造成工艺事故因此鼓风量的调整应与加料量调整同步进行根据经验计算1吨精矿鼓风需求量为15001800Nm3t5风箱压力 风箱压力不作为控制对象只是炉况的参考它是沸腾层和炉床阻力的情况的反映在正常生产中风箱压力会很缓慢地上升这是由于炉内会出现风帽堵塞大颗粒沉积和烧结物的原因在鼓风量变化后风箱压力也会发生微小变化过一段时间后回复到原来的值这是因为沸腾层的密度变化需要一段时间才能稳定当箱压力出现突然变化则说明炉内发生了异常情况6加料量 加料量是一个重要的控制参数它决定了沸腾层温度和鼓风量以及烟气温度加料量的任何变化都会引起主要操作参数的控制指标的变化对一定金属锌产量加料量
19、的大小决定于精矿中Zn品位 Zn品位低时加料量相对较大高时加料量相对较小所对对加料量的调整除根据炉况外还应根据精矿中Zn的品位进行应将焙砂和烟尘残硫作为加料量调整的重要参考在鼓风量与加料量匹配且温度正常时如果残硫高于控制上限则应考虑减少加料量以使精矿在炉内有足够的停留时间充分氧化7炉顶压力 炉顶压力测点位于烟道口其控制范围在30-30Pa之间对炉顶压力控制原则是使烟气能顺利进入烟气系统并尽量保持较高的SO2浓度烟道不产生烟气泄漏通过调节排烟机导叶开度来控制这个压力com障处理1低风量操作 焙烧炉有时因各种原因需降低加料量操作鼓风量降至额定鼓风量75以下称之为低风量操作低风量操作时最低鼓风量不能
20、低于额定鼓风量的50并将操作温度控制在870920每隔23h将鼓风量升至额定鼓风量的90100鼓风13 min再降下来低风量操作时可以暂停排料13h这个时间也可以根据风箱压力上升的情况决定在生产中不宜长时间处于低风量的操作它会使大颗粒沉积速度增加并易发生局部烧结2停电故障 停电故障指无事先准备的突然停电此时最重要的是做好炉内保温立即关闭焙烧炉的加料口做好再次开炉前的各项准备工作来电后首先启动热力系统然后按短期停炉后的开炉方法进行操作如果炉内有烧结现象可用压缩空气翻吹烧结部位直到沸腾正常风箱压力处于合理范围3炉内烧结 炉内发生烧结时风箱压力会在短时间内明显变化各温度点温差增大溢流焙砂量减少当出现
21、上述征兆时首先应停止加料以防烧结进一步恶化待炉温降到880后停止鼓风用钢钎等工具找出烧结部位用压缩空气翻吹烧结部位并反复用大风量翻动沸腾层风箱压力恢复到正常范围即可开炉加料4炉底沉积 由焙砂中的大颗粒物料引起大多数焙烧炉在操作一段时间后都会出现这个现象物征是风箱压力不断上升定期增大鼓风量可以部分排出这些大颗粒沉积物但无论采取哪种方法都不可能消除炉底沉积因此当风箱压力上涨到一定程度时就应停炉对炉床进行彻底清理减缓炉底沉积的最重要的手段是严格控制精矿粒度尤其是防止硬块石块金属杂物等进入炉内另外应根据精矿的成份控制炉温例如精矿含铅上升时应适当降低焙烧温度以减缓颗粒生长的速度5炉壁结块下塌 炉壁结块下
22、塌一般发生在短期停炉后的开炉初期炉壁上的结块因热胀冷缩的原因与壁面结全松动而滑塌如果下塌面积小可以不作处理继续操作如果下塌面积大而导致风箱压力发生变化则应按烧结故障方法处理39沸腾焙烧炉及主要附属设备的结构性能1沸腾焙烧炉以109m2沸腾炉为例1 沸腾焙烧炉炉壳由钢板焊接而成内补粘土砖局部易受腐蚀的部分使用高铝砖炉壳外面覆盖保温材料以确保钢板不受大气腐蚀2 风箱 风箱处于炉子下部呈倒锥形主要作用是使入炉的空气沿炉底均匀分布要求有足够的容积 空气分布板采用直通式3炉床 炉床位于焙烧炉底部风箱上部由分布板风帽炉底捣打料等组成炉床的面积决定于焙烧炉的生产能力它的主要使用之一是使进入风箱的空气沿焙烧断
23、面均匀分布使炉内物料沸腾109m2沸腾焙烧炉在炉底下部是分布板由钢板钻孔制成风帽焊接在分布板的孔眼上根据炉型的不同风帽的排布方式采用正方型棋盘式排布 炉床耐火混凝土采用矾土水泥厚200240mm与风帽上端面平4 风帽109m2沸腾焙烧风帽采用直孔式风帽和一般的风帽相比直孔式独孔风帽有以下优越性a 出口气流流速大可达40ms不易堵塞在运转一年后其堵塞率不超过30b 风帽基本上不会出现烧损适合高温焙烧要求寿命长运行成本低C 风帽容易清理5 炉体 109m2沸腾焙烧炉采用扩大型经扩大后上部空间断面积为209m2气体流带从下部直线段从055ms降低到027ms焙烧总高为17m炉底到烟气出口高度134m
24、炉壁用粘土砖砌筑在炉壳和粘土砖之间砌一层保温砖在下部沸腾层区域有冷却装置安装孔和人孔在距炉底18m处设有开炉燃烧孔排料口下缘炉底940mm排料口用异形砖砌筑以留出安装溢流高度调节板的槽使沸腾层高度可以在940mm到1060mm之间与溢流口相对的是两个加料口其中心距炉底1800mm在满足加料的条件下加料口应尽量小以减少漏风量在直段还设有电偶孔喷水孔在底部炉墙上还设有底流排放孔和排放装置2沸腾层冷却装置 沸腾层的冷却装置采用冷却盘管主要作用是导出沸腾层的热量以使焙烧温度保持在要求的范围冷却装置一般与余热锅炉共用一套热力系统压力为44Mpa盘管受热面积为402m2这种冷却盘管具有寿命长工作压力高设备
25、紧凑等优点主要缺点是管束悬空固定困难最下排管受焙砂冲刷腐蚀严重使用寿命为二年3 焙砂冷却设备 从溢流口和锅炉排出的物料需冷却后才能进行输送和细磨溢流焙砂由流态化冷却器和圆筒冷却器冷却流态化冷却器冷却效率高结构简单体积小能耗低故障小焙砂入口温度1000经流态化冷却器后降至500 与锅炉烟尘混合后再进入冷却圆筒进一步冷却冷却圆筒是一个五腔室的筒型旋转体在腔室之间是冷却水焙砂从头部进入腔室之后在螺旋叶片的拔动下向尾部运行通过腔壁与水发生热交换圆筒冷却器处理量为18th焙砂入口温度500 出口温度可降至143 冷却水循环量210th温差25 4 焙砂输送设备 焙砂短距输送采用刮板运输机刮板运输机具有耐
26、高温密封性好结构简单维护简便维护简便能源消耗少等优点长距离输送采用气动输送采用气动输送设备的优越性在于基本不受现场配置的约束设备紧凑占地面积少主要缺点是管道发生堵塞时处理困难动力消耗大对收尘装置的要求高粉尘飞扬量大造成金属损失和环境污染4锌精矿沸腾焙烧冶金计算41锌精矿物相组成计算 锌精矿平均化学成分为ZnCdPbCuFeSCaOMgOSiO25102818038231140536 根据精矿的物相分析计算精矿中各元素呈下列化合物的形态ZnCdPbCuFe呈硫化物ZnSCdSPbSCuFeS2Fe7S8和FeS2脉石中的CaMgSi分别呈CaCO3MgCO3SiO2形态存在以100公斤锌精矿干量
27、进行计算com ZnS量 公斤 其中Zn 公斤 S 公斤 com CdS量 公斤其中Cd 公斤 S 公斤 com PbS量 公斤其中Pb Pb 18 公斤 S S 028 公斤 com CuFeS2 量 公斤 其中Cu Cu 03 Fe Fe 027 S S 03comFe7S8和FeS2量 CuFeS2中的Fe为027公斤余下的铁量为82-027 793公斤除去ZnSCdSPbS和CuFeS2含S余下S量为 31-249500802803 539公斤此S分布于Fe7S8和FeS2之间 设FeS2中Fe为X公斤S为Y公斤可列如下方程式FeS2 Fe7S8 解方程式得X 036 Y 041即Fe
28、S2中Fe 392 公斤 S 451 公斤 FeS2 077 公斤 Fe7S8中 Fe 793-036 657 公斤 S 537-041 496 公斤 Fe7S8 1153 公斤comCaCO3量 公斤其中 CaO 14公斤 CO2 110公斤comMgCO3量 公斤其中 MgO 05公斤 CO2 055公斤计算结果如下表所示 锌精矿物相组成公斤组成ZnCdPbCuFeSCaOMgOCO2SiO2其他共计ZnS5124957595CdS028008036PbS18028208CuFeS20302703087FeS2401041077Fe7S86574961153CaCO314110250MgC
29、O3050055105SiO23636其他183183共计51028180372309814051653618310042烟尘产出率及其化学和物相组成计算 矿产出率一般为锌精矿的88而烟尘产出率占烧结矿的4550取50则烟尘量为88x0050 44公斤 根据生产实践镉60进入烟尘锌48进入烟尘其他组分在烟尘中的分配率假定为50 各组分进入烟尘的数量为 Zn 51048 2448公斤 Cd 02806 0168公斤 Pb 18050 09公斤 Cu 03050 015公斤 Fe 82050 410公斤 CaO 14050 070公斤 MgO 05050 025公斤 SiO2 36050 180公
30、斤 其他 18305 0915公斤 生产实践烟尘中残硫以硫酸盐形态SSO42-为214以硫化物形态Ss为173PbO与SiO2结合成PbOSiO2余下SiO2为游离形态其他金属为氧化物形态存在 各组分化合物进入烟尘中的数量如下Ss量0004400173 0761公斤 SSO42-量10004400214 0942公斤comZnS量 公斤其中Zn 1555 公斤 S 0761 公斤comZnSO4量 公斤其中Zn 1925 公斤 S 0942 公斤 O 1884 公斤com ZnOFeO3量烟尘中Fe先生成Fe2O3其量为 公斤Fe2O3有13与ZnO结合成ZnOFeO3其量为公斤ZnOFeO3
31、量公斤 其中Zn 079 公斤 Fe 137公斤 O 078公斤余下的FeO3量586-195 391公斤 其中Fe 274公斤 O 117公斤 ZnO 公斤 O 2515-2021 494公斤com CdO量 公斤 其中Cd 0168 公斤 O 0024公斤com CuO量CuO CuO 公斤 其中 Cu 03公斤 O 0076公斤com PbOSiO2量 公斤 其中 Pb 083公斤 O 007公斤与PbO结合的SiO2量 公斤 余留之SiO2量18-026 154公斤烟尘的物相组成公斤组成ZnCdCuPbFeSsSso42-CaOMgOSiO2O其他共计ZnS155507612316Zn
32、SO41925094218844751ZnO20214942515ZnOFeO3079137078294Fe2O3274117391CdO01680240192CuO0300760376PbOSiO2083026020129CaO0707MgO025025SiO2154154其他09150915共计244801680308341107610942070251809074091543415563703906919194717521716105741520921110043焙砂产出率及其化学和物相组成计算沸腾焙烧时锌精矿中各组分转入焙砂的量为 Zn 51-2448 1652公斤 Cd 028-01
33、68 0112公斤 Cu 03-015 015公斤 Pb 18-09 09公斤 Fe 82-41 41公斤 CaO 14-07 07公斤 MgO 05-025 025公斤 SiO2 36-18 18公斤 其他 183-0915 0915公斤按生产实践焙砂中Sso42-取110Ss取04Ss和Sso42-全部与Zn结合PbO与SiO2结合成PbOSiO2其他金属为金属氧化物形态存在预定焙砂重量为88x055 44公斤 各组分化合物进入焙砂的数量如下Sso42量 Sso42 440011 0484公斤Ss量 Ss 440004 0176公斤comZnSO4量 ZnSO4 公斤其中 Zn 0989公
34、斤 O 0968公斤comZnS量 ZnS 公斤其中 Zn 036公斤comZnOFe2O3量焙砂中Fe先生成Fe2O3其量为 公斤Fe2O3有40与ZnO结合生成ZnOFe2O3其量为58604 2344公斤ZnOFe2O3量ZnOFe2O3 公斤其中 Zn 0960公斤 Fe 1644公斤 O 0935公斤余下的Fe2O3量586-2344 3516公斤其中Fe 24612公斤 O 10548公斤comZnO量Zn 1652-0989036096 14211公斤 ZnO 公斤 O 1769-14211 3379公斤comCdO量CdO 公斤其中 Cd 0112公斤 O 0016公斤comC
35、uOPbSiO2等的数量与烟尘相同焙砂的物相组成计算结果表组成ZnCdCuPbFeSsSso42-CaOMgOSiO2O其他共计ZnS03601760536ZnSO40989048409682441ZnO142133791769ZnOFeO30960164409353539Fe2O3246110553516CdO011200160128CuO01500760215PbOSiO209026020136CaO0707MgO025025SiO21818其他09150915共计200112015094105017604840702520666290915398845447030412451118048
36、13219113656151620910044焙烧需要的空气量及产出烟气量与组成计算焙烧过程中脱硫量为308-2363 28437公斤假定95的硫生成SO25的硫转化成SO3需要的O2量则为生成SO228437095 27015公斤生成SO328437005 2133公斤由烟尘和焙砂中得氧化物和硫酸盐的含氧量为90746629 15703公斤因此100公斤锌精矿干量焙烧需要理论氧量为空气中氧的重量百分比为23则需要理论空气量为 公斤 为了加速反应的进行提高设备生产能力实际鼓风量比理论空气量要大对于湿法炼锌的沸腾焙烧按工厂实践过剩空气系数可取125故实际需要空气量为 18631125 23289
37、公斤 空气中各组分的重量百分比为N277O223鼓入23289公斤空气其中 N2 23289077 17932公斤 O2 23289023 5356公斤 标准状况下空气比重为1293公斤标米3 实际需要空气之体积为 标米3空气中各组分的体积百分比为N277O223其中N2 18017079 14346 标米3 O2 18017023 3784 标米3沸腾炉排出烟气量和组成为com焙烧过程中产出量 SO2 28437095 54030公斤 SO3 28434005 3555公斤com过剩的氧量5356-42851 10709公斤com鼓入空气中带有的氮量17932公斤comCaCO3和MgCO3
38、分解产出CO2量079071 150公斤com锌精矿及空气带水分产生的水蒸气量进入沸腾焙烧炉的锌精矿含一定量水分取8即100公斤干精矿带入水分为 100 8696公斤 空气带入水分量计算 假设该地区气象资料大气压力7548毫米汞柱相对湿度77平均气温175换算为此条件下空气需要两为 18017 21179米3空气的饱和含水汽量为00162公斤米3带入水分量为 1930400162077 241公斤带入水分总量为8696241 111公斤体积 1382标米3 烟气和组成计算结果表 组 成重 量公斤体 积标米3体 积 比SO254030189101020SO335550995054CO215000764041N217932143467736O2107097497404H2O11101382745共计2606971854461000045沸腾焙烧物料平衡 沸腾焙烧物料平衡表 加 入 产 出名 称公 斤 名 称公 斤 干锌精矿100002907烟尘434151262精矿中水分8696253焙砂398841159干空气232896770烟气2606977579空气中水分24107共计34399610000共计3439961000046热平衡计算com热收入 进入沸腾焙烧炉热量包括反应热及精矿空气和水分带入热量登com1硫化锌按下式反应氧化放出之热量为Q1ZnS1O2 ZnOSO2