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還原熔煉錫精礦概述C
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E還原熔煉錫精礦的目的在一定的熔煉條件下,盡量使原料中錫的氧化物(SnO?)和鉛的氧化物(PbO)還原成金屬加以回收,使精礦中鐵的高價(jià)氧化物三氧化二鐵(
還原成低價(jià)氧化亞鐵(FeO),
與精礦中的脈石成分(如
Al?O?、CaO、MgO、SiO?等)、固體燃料中的灰分、配入的熔劑生成以氧化亞鐵(FeO)、二氧化硅(SiO?)為主體的爐渣,和金屬錫、鉛分離。還原熔煉錫精礦的原理原理上,錫精礦主要成分是含錫化合物,常見(jiàn)如氧化錫。我們利用還原劑,一般選用碳質(zhì)還原劑,在高溫環(huán)境下讓其與錫精礦中的氧發(fā)生反應(yīng)。這一反應(yīng)過(guò)程,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是還原劑奪取氧,將錫從化合物中還原成金屬態(tài)。以氧化錫為例,其化學(xué)反應(yīng)方程式為SnO2+2C=Sn+2CO↑還原熔煉錫精礦的工藝流程原料準(zhǔn)備還原熔煉錫精礦的工藝流程熔煉環(huán)節(jié)將調(diào)配好比例的錫精礦和還原劑加入熔煉爐。在爐內(nèi)高溫作用下,各種物理化學(xué)反應(yīng)相繼發(fā)生,不僅錫被還原,雜質(zhì)如鐵、鉛、砷等,要么被還原,要么通過(guò)造渣方式分離。熔煉后產(chǎn)生的爐渣,含有未反應(yīng)完全的錫和其他有價(jià)金屬,這就進(jìn)入到爐渣處理階段。常用煙化爐處理,通過(guò)吹入空氣或富氧空氣,使?fàn)t渣中的錫等金屬以氧化物形式揮發(fā),再收集還原。還原熔煉錫精礦的工藝流程精煉環(huán)節(jié)從熔煉爐得到的粗錫含有較多雜質(zhì),需要精煉。精煉手段包含火法精煉與電解精煉,前者通過(guò)加入特定熔劑去除硫、砷、銻等雜質(zhì),后者則依靠電化學(xué)原理,在電解液中電解,陽(yáng)極粗錫中的雜質(zhì)留在陽(yáng)極泥,陰極產(chǎn)出高純度精錫。小結(jié)還原熔煉錫精礦的原理2還原熔煉錫精礦的目的1還原熔煉錫精礦的基本流程3碳的燃燒反應(yīng)C
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E碳的燃燒反應(yīng)在還原熔煉體系里,碳是極為常用且關(guān)鍵的還原劑。當(dāng)我們將碳引入到高溫的熔煉環(huán)境中,首先發(fā)生的便是碳的燃燒反應(yīng)。碳的燃燒反應(yīng)主要分為兩個(gè)階段。碳的燃燒反應(yīng)第一階段在氧氣充足的條件下,碳發(fā)生完全燃燒反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)方程式為:C+O? =CO? +393129J
。這一反應(yīng)是一個(gè)劇烈的放熱反應(yīng),1mol的碳可以放出393129J的熱,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,熔煉爐內(nèi)溫度急劇升高,這使得爐料能夠達(dá)到還原所需的高溫狀態(tài)。從微觀層面來(lái)看,碳原子與氧氣分子充分接觸,在高溫激發(fā)下,化學(xué)鍵迅速斷裂與重組,生成二氧化碳分子。大量的熱能以分子熱運(yùn)動(dòng)加劇的形式表現(xiàn)出來(lái),直觀地反映在爐內(nèi)溫度的上升上。碳的燃燒反應(yīng)第二階段即碳的不完全燃燒反應(yīng)。此時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式為:2C+
O2=
2CO +220860J
。由此可知,1mol的碳不完全燃燒時(shí)放出熱量只有110430J,不到完全反應(yīng)放熱的1/3,所以從碳的燃燒熱能利用來(lái)說(shuō),應(yīng)該使碳完全燃燒變?yōu)镃O2。這樣一來(lái)燃燒爐內(nèi)只能維持強(qiáng)氧化氣氛,即供給充足的氧氣才能達(dá)到。但是對(duì)于還原熔煉來(lái)說(shuō),除了要求碳燃燒放出一定熱量維持爐內(nèi)的高溫外,還必須保證有一定的還原氣氛
。一氧化碳具有較強(qiáng)的還原性,它能夠進(jìn)一步參與到與金屬氧化物的反應(yīng)中。例如在還原熔煉錫精礦時(shí),一氧化碳會(huì)與氧化錫發(fā)生反應(yīng):SnO2+
2CO
=
Sn
+2CO2,這一反應(yīng)進(jìn)一步推動(dòng)了金屬錫從其氧化物中被還原出來(lái)的過(guò)程。碳的燃燒反應(yīng)速率的影響因素那么碳的燃燒反應(yīng)速率會(huì)受到哪些因素的影響呢。比如:(1)碳的粒度大小,粒度越小,與氧氣的接觸面積越大,燃燒反應(yīng)速率就越快;(2)溫度也是一個(gè)關(guān)鍵因素,溫度越高,反應(yīng)速率越快;(3)氧氣的濃度,氧氣濃度越高,燃燒反應(yīng)也會(huì)更劇烈。在實(shí)際的還原熔煉操作中,我們需要根據(jù)具體的工藝要求,通過(guò)調(diào)整碳的加入量、粒度以及鼓入空氣或氧氣的量等方式,來(lái)控制碳的燃燒反應(yīng),以達(dá)到最佳的熔煉效果。金屬氧化物
(MeO)的還原(上)C
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E氧化錫的還原錫精礦還原熔煉時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為:SnO2(s)+2CO(g)=Sn(l)+2CO2(g)C(s)+CO2(g)=2CO(g)△G=5484.87-4.98T (1)△G=170.707-174.47T
(2)反應(yīng)(
1
)
為固態(tài)Sn
O?
被氣態(tài)CO還原產(chǎn)生液態(tài)Sn和CO
2
,
而反應(yīng)(2)大部分CO2
被固定碳還原,產(chǎn)生氣態(tài)的CO(g),這又會(huì)成為反應(yīng)(1)的氣態(tài)還原劑去還原固態(tài)的SnO2
(s)。所以,只要在爐料中加入過(guò)量的還原劑,理論上可以保證SnO2完全還原。氧化錫的還原當(dāng)兩反應(yīng)各自達(dá)到平衡時(shí),其平衡氣相中CO與CO?的平衡濃度會(huì)維持一定的比值。在還原熔煉的條件下(恒壓下),這個(gè)比值主要受溫度變化的影響。溫度升高有利于反應(yīng)(1)從左向右進(jìn)行,反應(yīng)(1)產(chǎn)生的CO?會(huì)被爐料中的還原劑C所還原變?yōu)镃O,以保證反應(yīng)(1)繼續(xù)向右進(jìn)行。氧化錫的還原但在生產(chǎn)實(shí)踐中,所用錫精礦和還原煤不是純SnO?和純固定碳,其化學(xué)成分復(fù)雜,物理狀態(tài)各異,另外受加熱和排氣系統(tǒng)等條件的限制,實(shí)際的SnO?被還原的溫度要比理論值630℃高許多,往往在1000℃以上,并且要加入比理論量高10%~20%的還原劑,以保證爐料中的SnO?能更迅速、更充分地被還原。其它金屬氧化物的行為氧化鐵氧化鐵在還原過(guò)程中,會(huì)與還原劑發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)使用碳作為還原劑時(shí),氧化鐵可能被還原為不同價(jià)態(tài)的鐵。在較低溫度下,氧化鐵可能被部分還原為氧化亞鐵(FeO),其反應(yīng)方程式為:(Fe2O3
+
C
=
2FeO
+
CO↑)
。隨著溫度升高,氧化亞鐵會(huì)進(jìn)一步被還原為金屬鐵,反應(yīng)方程式為:(FeO
+
C
=
Fe
+
CO↑)
。鐵的存在可能會(huì)對(duì)錫的純度產(chǎn)生影響,因?yàn)殍F與錫在后續(xù)的分離過(guò)程中,若分離不徹底,會(huì)使錫產(chǎn)品中含有鐵雜質(zhì)。氧化鉛氧化鉛在還原條件下,也容易被還原為金屬鉛。其還原反應(yīng)方程式為:(PbO
+
C
=
Pb
+
CO↑)。鉛的熔點(diǎn)相對(duì)較低,在還原過(guò)程中,較早以液態(tài)形式出現(xiàn)。這一特性使得鉛在錫精礦還原過(guò)程中,可能會(huì)與其他金屬發(fā)生融合,形成合金。這種合金的形成,一方面可能改變金屬的物理性質(zhì),另一方面也會(huì)給后續(xù)的金屬分離帶來(lái)挑戰(zhàn)。氧化鋅氧化鋅的還原相對(duì)較為困難,需要較高的溫度和合適的還原劑。在常見(jiàn)的還原條件下,氧化鋅被還原為金屬鋅的反應(yīng)速率較慢。當(dāng)溫度足夠高時(shí),氧化鋅與還原劑發(fā)生反應(yīng),如:(ZnO
+
C=
Zn
+CO↑)。由于鋅的沸點(diǎn)較低,在高溫下易揮發(fā)。在還原過(guò)程中,鋅可能會(huì)以氣態(tài)形式逸出反應(yīng)體系,這不僅會(huì)造成鋅資源的損失,還可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。金屬氧化物
(MeO)的還原(下)C
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E錫與鐵分離的基本原理,錫與鐵在物理和化學(xué)性質(zhì)上存在差異,這是實(shí)現(xiàn)分離的基礎(chǔ)。從物理性質(zhì)看,錫的熔點(diǎn)為231.9℃,鐵的熔點(diǎn)高達(dá)1538℃,利用這種熔點(diǎn)差異,在特定溫度區(qū)間進(jìn)行熔煉,可使錫先熔化,實(shí)現(xiàn)初步分離。從化學(xué)性質(zhì)上講,錫和鐵在不同的氧化還原環(huán)境中表現(xiàn)不同通過(guò)控制反應(yīng)體系的酸堿度、氧化還原電位等條件,可以使其中一種金屬優(yōu)先發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而達(dá)到分離目的。錫與鐵分離的基本方法重力分離法利用錫和鐵密度的差異,在熔煉過(guò)程中,通過(guò)重力作用使密度較大的金屬沉降,密度較小的金屬上浮?;瘜W(xué)沉淀法通過(guò)向熔煉體系中添加特定的化學(xué)試劑,使錫或鐵形成沉淀而分離。電解分離法將熔煉后的合金制成電極,放入特定的電解液中進(jìn)行電解。分配系數(shù)K在生產(chǎn)實(shí)踐中常用經(jīng)驗(yàn)型的分配系數(shù)K來(lái)判斷錫、鐵的還原程度,用以控制粗錫的質(zhì)量。分配系數(shù)K表示如下:式中,w[Sn],w[Fe]和w(Sn)、w(Fe)分別表示金屬相和渣相中Sn、Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)踐證實(shí):(1)當(dāng)K=300時(shí),能得到含鐵最低的高質(zhì)量錫;(2)當(dāng)K=50時(shí)便會(huì)得到含F(xiàn)e約20%的硬頭。(3)澳斯麥特公司在其工業(yè)設(shè)計(jì)中推薦的K值,精礦熔煉階段為300,渣還原階段為125。影響金屬氧化物還原反應(yīng)速率的因素氣流的性質(zhì)SnO2的還原反應(yīng)主要靠氣體還原劑CO,故氣相中的CO濃度越高,反應(yīng)速率越大。為了保證氣流中有足夠的CO濃度,從碳的氣化反應(yīng)可知,爐料中必須有足夠的還原劑及較高的溫度.爐料的性質(zhì)爐料的物理狀態(tài)包括顆粒大小與含水量。精礦顆粒的粒度越小,比表面積越大,越有利于與氣體還原劑接觸。溫度錫精礦的還原過(guò)程是由一系列步驟組成的,溫度對(duì)這些步驟的影響各不同,所以溫度對(duì)于還原速率的影響呈現(xiàn)復(fù)雜的關(guān)系。還原劑種類及其加入小結(jié)掌握影響金屬氧化物還原反應(yīng)速率的因素2了解還原熔煉過(guò)程中錫與鐵的分離1煉錫爐渣C
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E煉錫爐渣的產(chǎn)生錫的冶煉主要有火法和濕法,以應(yīng)用廣泛的火法煉錫為例,將錫精礦(主要成分
SnO?
)與焦炭混合,高溫熔煉。在這個(gè)過(guò)程中,除了生成錫,礦石中的脈石、爐襯侵蝕物及未反應(yīng)物質(zhì)融合,就形成了爐渣。它漂浮在錫液表面,起著分離金屬與雜質(zhì)、保護(hù)金屬的作用。煉錫爐渣的成分其主要成分有
SiO2
、CaO、FeO、Al2O3
。其中,SiO2含量較高,在
30%
-
50%,來(lái)自錫精礦脈石和石英石熔劑。CaO
含量一般在
10%
-
20%,由石灰石等熔劑引入,可調(diào)節(jié)爐渣酸堿度和熔點(diǎn)。FeO
含量因礦石和工藝而異,通常在
10%
-
30%
。此外,爐渣中還含有少量有價(jià)金屬,像錫、鉛、鋅、銅等,雖含量低,但總量可觀,有回收價(jià)值。煉錫爐渣的性質(zhì)還原熔煉錫精礦的原理在渣型選擇時(shí)應(yīng)考慮:首先應(yīng)掌握入爐物料的準(zhǔn)確成分,選擇的渣型應(yīng)能最大限度地溶解精礦中的脈石成分及有害雜質(zhì),又很少溶解或夾帶金屬錫。所選渣型的性質(zhì)應(yīng)滿足熔煉過(guò)程的要求。熔點(diǎn)要低但要適應(yīng)熔煉方法;爐渣黏度要?。幻芏葢?yīng)小于4.0g/cm3,保證與粗錫的密度差值在2以上;金屬-爐渣的界面張力要大,以利于金屬液滴匯合與澄清分離。根據(jù)精礦中的鐵與脈石成分配入適當(dāng)?shù)娜蹌?,以滿足對(duì)爐渣性質(zhì)的要求,選擇的熔劑應(yīng)具有很高的造渣效率。配料計(jì)算原則上,選擇了合理渣型后,就可以開(kāi)始配料計(jì)算,求出需要配入的熔劑量,具體計(jì)算方法有綜合法與硅酸度法兩種:綜合法是一種比較準(zhǔn)確的配料方法,但計(jì)算比較復(fù)雜,一般適用于入爐物料成分穩(wěn)定、批量大的配料,或者需要準(zhǔn)確計(jì)算時(shí)采用。硅酸度法配料是一種比較簡(jiǎn)單的、經(jīng)驗(yàn)型的配料方法。它的特點(diǎn)是快速方便,適合于復(fù)雜多變的物料的配料。實(shí)踐證明用此法計(jì)算的結(jié)果能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求,是一種實(shí)用的配料方法。煉錫爐渣的處理方法傳統(tǒng)方法中,煙化法較為常見(jiàn),將爐渣放入煙化爐,加入煤粉和空氣高溫吹煉,使錫、鉛等有價(jià)金屬還原成蒸汽,冷凝回收。它處理效率高,但能耗大。重選法則利用礦物密度差異,通過(guò)跳汰機(jī)、搖床等設(shè)備分離,適合處理粗粒度爐渣,成本低但細(xì)?;厥招Ч?。新興的濕法冶金技術(shù),利用酸堿溶液浸出有價(jià)金屬,再通過(guò)萃取、電積回收,回收率高且環(huán)保,但流程復(fù)雜、成本高,還有廢水處理問(wèn)題。實(shí)際生產(chǎn)中,常采用聯(lián)合處理工藝,發(fā)揮不同方法優(yōu)勢(shì),提高資源利用率。小結(jié)掌握渣型選擇的原則、配料計(jì)算以及處理爐渣的方法2了解煉錫爐渣的產(chǎn)生、成分、性質(zhì)1反射爐熔煉的入爐料和構(gòu)造C
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E反射爐的類型可按生產(chǎn)情況,先談?wù)劮瓷錉t的類型。按燃料種類劃分,有燃煤、燃油和燃?xì)?種。按煙氣余熱利用劃分,有蓄熱式反射爐和一般熱風(fēng)反射爐,前者須用重油或天然氣作燃料,后者多用煤作燃料。按操作工藝劃分,有間斷熔煉和連續(xù)熔煉。反射爐熔煉的入爐料再說(shuō)入爐料主要包含錫精礦,這是核心原料,其質(zhì)量直接關(guān)乎最終錫產(chǎn)品的品質(zhì)與產(chǎn)量。優(yōu)質(zhì)錫精礦通常要求錫含量較高,雜質(zhì)含量低。常見(jiàn)雜質(zhì)如硫、鐵、砷等,若含量過(guò)高,會(huì)在熔煉過(guò)程中帶來(lái)諸多問(wèn)題,例如增加能耗、降低錫的回收率等。反射爐熔煉的入爐料此外,還會(huì)添加熔劑。常用的熔劑有石灰石、石英石等。熔劑的作用不容小覷,它能與爐料中的脈石成分以及部分雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成熔點(diǎn)較低、流動(dòng)性良好的爐渣,從而便于與錫液分離,提高錫的純度。反射爐熔煉的入爐料燃料也是入爐料的關(guān)鍵組成部分。傳統(tǒng)上,反射爐多采用固體燃料,如焦炭。如今,為了提高燃燒效率、降低污染,也會(huì)使用氣體燃料或液體燃料。燃料的選擇和合理使用,對(duì)于維持爐內(nèi)的高溫環(huán)境,確保熔煉反應(yīng)順利進(jìn)行至關(guān)重要。反射爐熔煉的構(gòu)造反射爐熔煉的構(gòu)造爐體是反射爐的主體,由堅(jiān)固的耐火材料砌成,能承受高溫和爐料、爐渣的侵蝕。爐體的形狀和尺寸根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和工藝要求而定,一般呈長(zhǎng)方形,這樣的設(shè)計(jì)有利于物料在爐內(nèi)的均勻受熱和反應(yīng)。反射爐熔煉的構(gòu)造爐頂采用拱形結(jié)構(gòu),它不僅能承受爐內(nèi)的高溫氣體壓力,還能將熱量反射回爐內(nèi),提高熱利用率。耐火材料的選擇對(duì)于爐頂至關(guān)重要,需具備良好的耐高溫、隔熱性能。反射爐熔煉的構(gòu)造爐底同樣由耐火材料鋪設(shè),且要承受高溫錫液和爐渣的重力作用。為了便于錫液的排放,爐底通常設(shè)計(jì)有一定的坡度。反射爐熔煉的構(gòu)造燃燒裝置是為反射爐提供熱量的核心部件。它通過(guò)合理控制燃料和空氣的比例,實(shí)現(xiàn)充分燃燒,產(chǎn)生高溫火焰。不同類型的燃料對(duì)應(yīng)不同的燃燒裝置,如氣體燃料采用燒嘴,固體燃料則有專門的加煤裝置。反射爐熔煉的構(gòu)造排煙裝置則負(fù)責(zé)將爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生的廢氣排出。它配備有煙道、煙囪等,煙道內(nèi)通常設(shè)置有除塵設(shè)備,以減少對(duì)環(huán)境的污染。反射爐熔煉的供熱和生產(chǎn)作業(yè)C
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E反射爐熔煉的供熱供熱是反射爐熔煉的關(guān)鍵要素,關(guān)乎整個(gè)熔煉過(guò)程能否順利進(jìn)行。在早期,反射爐主要依靠固體燃料供熱,例如焦炭。焦炭在爐內(nèi)燃燒釋放出大量熱量,為錫精礦的熔煉創(chuàng)造高溫環(huán)境。反射爐熔煉的供熱但隨著技術(shù)的發(fā)展與環(huán)保要求的提升,氣體燃料和液體燃料逐漸得到廣泛應(yīng)用。像天然氣這種氣體燃料,具有燃燒效率高、污染小的顯著優(yōu)勢(shì)。通過(guò)專門設(shè)計(jì)的燒嘴,天然氣能夠精準(zhǔn)地與空氣混合,實(shí)現(xiàn)充分燃燒,為爐內(nèi)提供穩(wěn)定且高溫的熱源。液體燃料如重油,同樣能通過(guò)特定的噴油裝置,在爐內(nèi)霧化后高效燃燒,產(chǎn)生滿足熔煉需求的熱量。反射爐熔煉的供熱此外,部分先進(jìn)的反射爐還采用了電加熱輔助供熱的方式,這種方式可以更為精確地控制爐內(nèi)溫度,確保熔煉過(guò)程的穩(wěn)定性。反射爐熔煉的生產(chǎn)作業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)前,必須對(duì)入爐料進(jìn)行精細(xì)準(zhǔn)備。錫精礦要確保其質(zhì)量符合要求,同時(shí)搭配合適的熔劑,如石灰石、石英石等,以促進(jìn)爐渣的形成與分離。燃料也需根據(jù)供熱需求精確計(jì)量。反射爐熔煉的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒,將入爐料加入反射爐。隨著爐內(nèi)溫度逐漸升高,錫精礦開(kāi)始發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。在這個(gè)過(guò)程中,操作人員需要密切監(jiān)控爐內(nèi)溫度、壓力等關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)燃料供給量、空氣流量等手段,維持爐內(nèi)穩(wěn)定的熔煉環(huán)境。反射爐熔煉的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)熔煉達(dá)到預(yù)定時(shí)間,錫液與爐渣充分分離。此時(shí),利用爐底的排液口,將錫液排放至特定的容器中,隨后進(jìn)行后續(xù)的精煉處理。而爐渣則通過(guò)專門的排渣通道排出。反射爐熔煉的生產(chǎn)作業(yè)在整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中,安全操作與設(shè)備維護(hù)至關(guān)重要。操作人員要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,防止高溫燙傷、煤氣泄漏等安全事故的發(fā)生。同時(shí),定期對(duì)反射爐的爐體、燃燒裝置、排煙裝置等進(jìn)行檢查與維護(hù),確保設(shè)備始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。小結(jié)理解反射爐熔煉的供熱以及生產(chǎn)作業(yè)流程1反射爐熔煉的產(chǎn)物和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)C
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E反射爐熔煉的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)反射爐熔煉,錫精礦會(huì)產(chǎn)生主要產(chǎn)物和副產(chǎn)物。主要產(chǎn)物即粗錫,它是錫精礦經(jīng)過(guò)一系列高溫物理化學(xué)反應(yīng)后的初步提煉成果。粗錫中包含了錫以及一些伴生的雜質(zhì)金屬,如鉛、鉍、銅等。這些雜質(zhì)金屬的含量高低,直接影響著后續(xù)精煉工藝的復(fù)雜程度和成本。副產(chǎn)物則主要是爐渣。爐渣由熔劑與錫精礦中的脈石成分及部分雜質(zhì)反應(yīng)生成。雖然爐渣主要成分是各種氧化物,但其中仍可能含有少量未被完全還原的錫。因此,對(duì)爐渣進(jìn)行合理處理,回收其中的錫金屬,不僅能提高資源利用率,還能降低生產(chǎn)成本。反射爐熔煉的產(chǎn)物首先是錫的回收率,這是衡量反射爐熔煉效果的關(guān)鍵指標(biāo)之一。它反映了從錫精礦中成功提取到粗錫的錫量占原始錫精礦中錫量的比例。較高的回收率意味著能更有效地利用錫資源,減少資源浪費(fèi)。為提高回收率,需優(yōu)化熔煉工藝參數(shù),如溫度控制、爐料配比等。反射爐熔煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)能耗也是重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。反射爐熔煉過(guò)程需要消耗大量的能源,包括燃料和電力。降低能耗既能減少生產(chǎn)成本,又符合環(huán)保要求。通過(guò)改進(jìn)供熱方式,如采用高效燃燒設(shè)備、優(yōu)化能源分配等,可以有效降低單位產(chǎn)品的能耗。反射爐熔煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)生產(chǎn)能力也是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。它表示反射爐在單位時(shí)間內(nèi)能夠處理的錫精礦量以及產(chǎn)出的粗錫量。提高生產(chǎn)能力可以通過(guò)優(yōu)化爐體結(jié)構(gòu)、改進(jìn)操作流程等方式實(shí)現(xiàn),從而提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。反射爐熔煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)爐襯壽命同樣不容忽視。爐襯作為保護(hù)爐體的關(guān)鍵部件,其使用壽命直接影響到反射爐的維護(hù)成本和生產(chǎn)連續(xù)性。選用優(yōu)質(zhì)的耐火材料,合理設(shè)計(jì)爐襯結(jié)構(gòu),以及優(yōu)化操作條件,都有助于延長(zhǎng)爐襯壽命。反射爐熔煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)小結(jié)理解反射爐熔煉的產(chǎn)物及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1電爐熔煉的生產(chǎn)工藝流程C
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E電爐熔煉的生產(chǎn)工藝流程錫精礦電爐熔煉的生產(chǎn)工藝流程嚴(yán)謹(jǐn)且環(huán)環(huán)相扣。首先是原料準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。錫精礦往往含有一定水分和雜質(zhì),需先進(jìn)行干燥處理,去除水分,避免在熔煉過(guò)程中因水分蒸發(fā)引發(fā)噴濺等安全問(wèn)題,同時(shí)也能降低能耗。接著進(jìn)行磨碎,將錫精礦磨至合適粒度,以增大反應(yīng)面積,提高反應(yīng)活性。電爐熔煉的生產(chǎn)工藝流程隨后進(jìn)入配料階段。根據(jù)錫精礦的成分和熔煉目標(biāo),精確配比錫精礦、熔劑以及可能添加的還原劑等。熔劑的作用是與礦石中的脈石成分反應(yīng),生成熔點(diǎn)較低、流動(dòng)性好的爐渣,便于與錫分離。電爐熔煉的生產(chǎn)工藝流程完成配料后,將混合均勻的爐料加入電爐。電爐啟動(dòng),電極通入強(qiáng)大電流,利用爐料電阻產(chǎn)生的焦耳熱快速升溫。在升溫過(guò)程中,爐料發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。隨著溫度升高,錫精礦中的錫氧化物被還原成金屬錫,同時(shí)雜質(zhì)與熔劑形成爐渣。電爐熔煉的生產(chǎn)工藝流程在熔煉過(guò)程中,操作人員需密切監(jiān)控爐內(nèi)溫度、爐渣狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)供電系統(tǒng)的電流、電壓,維持爐內(nèi)穩(wěn)定的高溫環(huán)境,確保熔煉反應(yīng)充分進(jìn)行。當(dāng)熔煉達(dá)到預(yù)定終點(diǎn),便進(jìn)入產(chǎn)物分離階段。此時(shí),金屬錫因密度較大沉降至爐底,通過(guò)出液口放出,這就是我們得到的主要產(chǎn)物
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粗錫。粗錫中除了錫,還含有少量鉛、鉍、銅等雜質(zhì),后續(xù)需進(jìn)一步精煉提純。電爐熔煉的產(chǎn)物而漂浮在錫液上方的爐渣則是主要副產(chǎn)物。雖然爐渣主要成分是各種氧化物,但其中仍可能殘留少量未被完全還原的錫以及其他有價(jià)金屬。通過(guò)先進(jìn)的選礦技術(shù),可對(duì)爐渣進(jìn)行再處理,回收其中的有價(jià)成分,實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。電爐熔煉的產(chǎn)物此外,熔煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含有粉塵和少量有害氣體的廢氣。這些廢氣通過(guò)排煙系統(tǒng)收集,經(jīng)過(guò)先進(jìn)的除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保處理后達(dá)標(biāo)排放,減少對(duì)環(huán)境的污染。電爐熔煉的產(chǎn)物小結(jié)理解反射爐熔煉的生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)物1電爐熔煉的基本過(guò)程C
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E原料預(yù)處理首先是原料預(yù)處理。我們拿到的錫精礦,通常含有水分和雜質(zhì)。第一步就是干燥,水分的存在不僅會(huì)在熔煉時(shí)造成噴濺風(fēng)險(xiǎn),還會(huì)增加能耗。通過(guò)干燥工序,去除水分,為后續(xù)穩(wěn)定的熔煉奠定基礎(chǔ)。緊接著是磨碎,將錫精礦磨至合適粒度。這一步至關(guān)重要,因?yàn)榱6群线m能增大爐料的反應(yīng)面積,就像把大塊的食材切碎后烹飪更入味一樣,讓爐料在后續(xù)反應(yīng)中更加活躍。完成預(yù)處理后,進(jìn)入配料環(huán)節(jié)。這如同廚師精準(zhǔn)調(diào)配食材比例,根據(jù)錫精礦的成分和預(yù)期的熔煉目標(biāo),我們要精確配比錫精礦、熔劑以及可能需要的還原劑。熔劑在這里扮演著關(guān)鍵角色,它能與礦石中的脈石成分,也就是那些沒(méi)用的雜質(zhì)反應(yīng),生成熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好的爐渣。這樣一來(lái),在后續(xù)熔煉中,爐渣就能輕松與錫分離,就像油和水一樣,界限分明。配料環(huán)節(jié)配料完成,將混合均勻的爐料加入電爐。電爐啟動(dòng),電極通入強(qiáng)大電流。此時(shí),爐料就像被施了魔法,利用自身電阻產(chǎn)生的焦耳熱迅速升溫。隨著溫度不斷攀升,爐料內(nèi)部發(fā)生著一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。錫精礦中的錫氧化物逐漸被還原成金屬錫,而那些雜質(zhì)則與熔劑緊緊相擁,形成爐渣。加入電爐在熔煉過(guò)程中,操作人員時(shí)刻保持警惕,密切監(jiān)控爐內(nèi)溫度、爐渣狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)。就像飛行員時(shí)刻關(guān)注儀表盤,通過(guò)調(diào)節(jié)供電系統(tǒng)的電流、電壓,維持爐內(nèi)穩(wěn)定的高溫環(huán)境。只有這樣,才能確保熔煉反應(yīng)充分進(jìn)行,每一個(gè)反應(yīng)都能按計(jì)劃完成。電爐熔煉產(chǎn)物分離階段當(dāng)熔煉達(dá)到預(yù)定終點(diǎn),就到了產(chǎn)物分離階段。此時(shí),金屬錫由于密度較大,像沉淀的沙子一樣沉降至爐底。我們通過(guò)出液口放出,得到粗錫。這就是我們辛勤努力的主要成果,不過(guò)粗錫中還含有少量鉛、鉍、銅等雜質(zhì),后續(xù)還需精煉提純。而漂浮在錫液上方的爐渣,雖看似無(wú)用,實(shí)則可能殘留少量未被完全還原的錫以及其他有價(jià)金屬。通過(guò)先進(jìn)的選礦技術(shù),我們還能從爐渣中回收有價(jià)成分,真正做到物盡其用。電爐熔煉的產(chǎn)物漂浮在錫液上方的爐渣則是主要副產(chǎn)物。雖然爐渣主要成分是各種氧化物,但其中仍可能殘留少量未被完全還原的錫以及其他有價(jià)金屬。通過(guò)先進(jìn)的選礦技術(shù),可對(duì)爐渣進(jìn)行再處理,回收其中的有價(jià)成分,實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。電爐熔煉的產(chǎn)物此外,熔煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含有粉塵和少量有害氣體的廢氣。這些廢氣通過(guò)排煙系統(tǒng)收集,經(jīng)過(guò)先進(jìn)的除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保處理后達(dá)標(biāo)排放,減少對(duì)環(huán)境的污染。小結(jié)理解電爐熔煉的基本過(guò)程1煉錫電爐種類煉錫電爐是整個(gè)冶煉環(huán)節(jié)的核心設(shè)備,常見(jiàn)的有電阻爐和電弧爐。結(jié)構(gòu)煉錫電爐多為圓形,由外殼、爐底、爐墻、爐頂、電極提升裝置等部分構(gòu)成,功率一般為180~1400kV·A,石墨電極直徑為100
~400mm,個(gè)別廠用自焙電極,直徑達(dá)600mm。功率為1250kV·A的錫還原熔煉電爐結(jié)構(gòu)如圖5-22所示。1—電極提升裝置;
2—外殼;
3—磚砌體;
4—電極密封水套;
5—電極;
6—不同長(zhǎng)度工字鋼煉錫電爐爐底一般先砌黏土磚層,
而后為耐熱混凝土搗打?qū)樱?/p>
最上層為碳磚鑲砌。爐底厚度一般為1000~1200mm,爐膛內(nèi)深渣線以下鑲砌炭磚,其余墻體用黏土磚或高鋁磚砌筑,爐頂蓋可用耐熱混凝土搗筑或用高鋁磚砌成拱形,爐頂設(shè)置電極孔、加料孔和排煙孔,其大小根據(jù)電極的直徑、加料量及煙氣量等確定。在爐底砌筑時(shí),稍向放錫口傾斜,放錫口高于熔池10~15mm,保持底部有一層金屬,保護(hù)爐底炭磚不易損耗,在砌筑
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