年產(chǎn)5萬噸鋅冶煉沸騰焙燒爐設(shè)計（冶金工程專業(yè)設(shè)計）（可編輯）

年產(chǎn)5萬噸鋅冶煉沸騰焙燒爐設(shè)計(冶金工程專業(yè)設(shè)計)《鋅精礦硫酸化沸騰爐焙燒》設(shè)指導(dǎo)老師：班級學(xué)號：專業(yè)：冶金技術(shù)完成日期：自2013年12月27日至7>2014年01月03日江西理工大學(xué)冶金與化工工程學(xué)院二0一三年十二月目錄第一章沸騰焙燒設(shè)計概述11.1原始資料11.4繪制圖紙1第二章沸騰焙燒2第三章沸騰焙燒冶金計算43.1沸騰焙燒冶金計算內(nèi)容43.5焙燒要求的空氣量及產(chǎn)出煙氣量與組成的計算83.6焙燒爐排出煙量和組成93.7熱平衡計算11第四章沸騰焙燒主要設(shè)備選擇計算154.1床面積154.2前室面積154.3流態(tài)化床斷面尺寸154.5爐膛面積和直徑164.6爐膛高度164.7爐膛空間體積V的確定174.8氣體分布板及風(fēng)帽174.8.1氣體分布板孔眼率174.8.2確定爐底上風(fēng)帽孔眼的總數(shù)目：174.10沸騰冷卻層面積174.11水套中循環(huán)水的消耗量174.12風(fēng)箱容積184.13加料管面積184.14排煙口面積18第五章沸騰爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)19.Mgo其他3、設(shè)計中應(yīng)充分采用各項國內(nèi)外成熟技術(shù)，因某種原因暫時不上的新技術(shù)要預(yù)留充分的可能性。所采用的新工藝、新設(shè)備、新材料必須遵循經(jīng)過工業(yè)性試驗或通過技術(shù)鑒定的原則；4、要按照國家有關(guān)勞動安全工業(yè)衛(wèi)生及消防的標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)設(shè)5、在學(xué)習(xí)、總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)廠家的生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，移動6、設(shè)計中應(yīng)充分考慮節(jié)約能源、節(jié)約用地，實行自愿的綜合課程設(shè)計說明書內(nèi)容沸騰焙燒爐專題概述；沸騰焙燒；沸騰焙燒熱平衡計算；主要設(shè)備(沸騰爐和鼓風(fēng)爐)設(shè)計計算；沸騰爐主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)；繪制圖紙沸騰焙燒結(jié)構(gòu)總圖(要求縱剖面和至少一個橫剖面);氣體分布板部分圖沸騰焙燒沸騰焙燒工藝金屬鋅的生產(chǎn)，無論是用火法還是濕法，90%以上都是以硫化也不容易被廉價的，并且在浸出?電積濕法煉鋅生產(chǎn)流程中可以再生的硫酸稀溶液(廢電解液)所浸出，因此對硫化鋅精礦氧化焙燒使之轉(zhuǎn)變成氧化鋅是很有必要的。焙燒就是通常采用的完成化合物形態(tài)轉(zhuǎn)變硫化物的焙燒過程是一個發(fā)生氣固反應(yīng)的過程，將大量的空氣(或富氧空氣)通入硫化礦物料層，在高溫下發(fā)生反應(yīng)，氧與硫化物中的硫化合產(chǎn)生氣體SO2,有價金屬則變成為氧化物或硫酸鹽。同時燒過程得到的固體產(chǎn)物就被稱為焙砂或焙燒礦。硫化物氧化生成硫酸鹽MeS+202MeSO4硫化物氧化生成氧化物MeS+1.502Me0+S023)金屬硫化物直接氧化生成金屬M(fèi)eS+202Me0+S02硫酸鹽離解其高價硫化物的離解壓一般都比較高，故極不穩(wěn)定，焙燒時高價態(tài)硫在焙燒過程中，精礦中某種金屬硫化物和它的硫酸鹽在焙燒由上述各種反應(yīng)可知，鋅精礦中各種金屬硫化物焙燒的主要產(chǎn)物是Me0、MeS04以及SO2、SO3和02。此外還可能有沸騰焙燒設(shè)備沸騰焙燒爐爐體(下圖)為鋼殼內(nèi)襯保溫磚再襯耐火磚構(gòu)成。有許多側(cè)面開小孔的風(fēng)帽。爐膛中部為向上擴(kuò)大的圓錐體，上部焙燒空間的截面積比沸騰層的截面積大，以減少固體粒子吹出。沸騰層中裝有的冷卻管，爐體還設(shè)有加料口、礦渣溢流口、爐氣出口、二次空氣進(jìn)口、點(diǎn)火口等接管。爐頂有防爆孔。操作指標(biāo)和條件主要有焙燒強(qiáng)度、沸騰層高度、沸騰層溫度、爐氣成分等。焙燒強(qiáng)度??習(xí)慣上以單位沸騰層截面積一日處理含硫35%礦石的噸數(shù)計算。焙燒強(qiáng)度與沸騰層操作氣速成正比。氣速是沸騰層中固體粒子大小的函數(shù)，一般在1~3m/s范圍內(nèi)。一般浮選礦的焙燒強(qiáng)度為15~20t/;對于通過3×3mm的篩孔的破碎塊礦，焙燒強(qiáng)度為30t/。沸騰層溫度??隨硫化礦物、焙燒方法等不同而異。例如：鋅精礦氧化焙燒為1070~1100℃,而硫酸化焙燒為900~930℃;硫鐵礦的氧化焙燒溫度為850~950℃。爐氣成分??硫鐵礦氧化焙燒時，爐氣中二氧化硫13%~13.5%,三氧化硫≤0.1%。硫酸化焙燒，空氣過剩系數(shù)大，故爐氣中二氧化硫濃度低而三氧化硫含量增加。沸騰焙燒特點(diǎn)①焙燒強(qiáng)度高；②礦渣殘硫低；③可以焙燒低品位礦；④爐氣中二氧化硫濃度高、三氧化硫含量少；⑤可以較多地回收熱能產(chǎn)生中壓蒸汽，焙燒過程產(chǎn)生的蒸汽通常有35%~45%是通過沸騰層中的冷卻管獲得；⑥爐床溫度均勻；⑧操作人員少，自動化程度高，操作費(fèi)用低；⑨開車迅速而方便，停車引起的空氣污染少。但沸騰爐爐氣帶礦塵較多，空氣鼓風(fēng)機(jī)動力消耗較大。沸騰焙燒冶金計算沸騰焙燒冶金計算內(nèi)容鋅精礦沸騰焙燒，煙塵和焙沙產(chǎn)出率計算、焙燒需要空氣量和煙氣量計算、物料平衡和熱平衡計算；鋅精礦物相組成計算原始數(shù)據(jù)：鋅精礦的化學(xué)成分(%,質(zhì)量百分?jǐn)?shù))Mgo其他根據(jù)精礦的物相組成分析，精礦中各元素呈下列化合物形態(tài)Si分別呈、、形態(tài)存在。以100鋅精礦(干量)進(jìn)行計算。1.ZnS量：其中Zn:44.57S:21.81量為y,則6.量：其中Ca0:1.84:1.457.量：其中Mg0:0.12:0.13表3-1混合精礦物相組成，ZnS44.57共計44.570.191.80.3210.92321.840.121.58煙塵產(chǎn)出率及其化學(xué)和物相組成計算焙燒礦產(chǎn)出率一般為鋅精礦的88%,煙塵產(chǎn)出率取50%,則煙塵量為：44公斤。鎘60%進(jìn)入煙塵，鋅48%進(jìn)入煙塵，其它組分在煙塵中的分配率假定為50%,空氣過剩系ZnCdPbCuFeCaOMg0其他按生產(chǎn)實踐，煙塵中殘硫以硫酸鹽形態(tài)Sso4為2.14%,以硫化物形態(tài)Ss為1.73%。Pb0與Si02結(jié)合成Pb0*Ss量100*0.44*0.01730.761Sso4量100*0.44*0.02140.942表3-2煙塵產(chǎn)出率及其化學(xué)和物相組成，共計Fe2033.Pb0?Si020.900Pb0?SiO2;其他金屬以氧化物形態(tài)存在。預(yù)定焙砂重量為以上計算結(jié)果列于下表表3-3焙砂的物相組成，共計Zn025.600Pb0?Si020.900共計28.2280.0760.1600.9005.4590.176焙燒要求的空氣量及產(chǎn)出煙氣量與組成的計算焙燒礦脫硫率計算精礦中S量為32.00,焙砂和煙塵中的S量為出爐煙氣計算煙塵和焙砂中，氧化物和硫酸鹽的含氧量為8.730+8.78917.519,則100鋅精礦(干量)焙燒需理論氧量為：空氣中氧的質(zhì)量百分比為23%,則需理論空氣量為：空氣中各組分的質(zhì)量百分比為77%,23%,鼓入267.419空氣，其標(biāo)準(zhǔn)狀況下，空氣密度為1.293,實際需要空氣之體積為：空氣中，和的體積百分比為79%、21%,則：焙燒爐排出煙量和組成1.焙燒過程中產(chǎn)出2.過剩的量：3.鼓入空氣帶入的量：4.和分解產(chǎn)量：1.45+0.131.585.鋅精礦及空氣帶入水分產(chǎn)生的水蒸汽量：進(jìn)入焙燒礦的鋅精礦含水取8%,100Kg干精礦帶入水分為?？諝鈳胨至坑嬎慵僭O(shè)該地區(qū)氣象資料：大氣壓力754.8mmHg,相對濕度77%,年平均氣溫17.5,換算成此條件下空氣需要量為：空氣的飽和含水量為0.0162,帶入水分量為：帶入水分總量為：或以上計算結(jié)果列于下表表3-5煙氣量和組成組成質(zhì)量體積體積比%56.3119.707989.639336共計285.395204.454100加入產(chǎn)出名稱質(zhì)量百分比，%干鋅精礦100.00026.904煙塵43.032精礦中水分8.6962.340焙砂48.84312.946干空氣260.31070.033煙氣285.39575.647空氣中水分2.6910.724共計371.697100.000共計377.270100.000熱平衡計算熱收入Q2.硫化鋅按下式反應(yīng)硫酸氧化放出熱量0ZnS+20ZnSO+185050千卡Q3.Zn0和Fe0按下式反應(yīng)生成Zn0.Fe0放出的熱量Q:Q4.FeS按下式反應(yīng)氧化放出熱量Q4FeS+1102FeO+8SO+790600千卡Q5.FeS按下式反應(yīng)氧化放出熱量Q2FeS+30Fe0+2SO+293010千卡解出S量：FeS7FeS+S分解出S量：1硫燃燒放出的熱量為2222千卡Pb0?SiO+2030千卡9.CuS按下式反應(yīng)氧化放出熱量QCuS+202CuO+SO+127470千卡11.空氣帶入熱量為Q11空氣比熱取0.316,空氣溫度為20,Q1112.入爐精礦含水分8.696,水分比熱取1.0,100熱量總收入：64466.018+8246+980.546+18536.3112189.055千卡；由爐中出來的煙塵溫度為900,其比熱為0.20由爐中出來的焙沙溫度為850,其比熱為0.20Q5.精礦中碳酸鹽分解吸收的熱量為Q分ICaCO分解吸熱378,6.CuFeS和FeS分解吸收的熱量為Q分ⅡQ分Ⅱ熱損失均為熱收入的2.3~5.5%,取5.0%+Q)112189.055-66111.095+7745.76+8303.31+5350+1熱收入熱支出焙燒反應(yīng)熱煙氣帶走熱66111.095ZnS氧化成Zn064466.01857.462解1260.9601.124分解硫燃燒1160.9061.035爐頂及爐壁散熱5609.453PbS生成Pb0?Si02893.192精礦帶入熱800.0000.713空氣帶入熱1363.2401.215水分帶入熱350.0000.312共計112189.052100.000共計112189.052100.000沸騰焙燒主要設(shè)備選擇計算床面積床面積按每日需要焙燒的干精礦量依據(jù)同類工廠先進(jìn)的床能V10*(253.5+2.620)/1.2762F:需要的床面積；a-爐子床能率，鋅精礦硫酸化焙燒5-6噸/日*平方米；aW操作0.5米/秒a5.009,則取為5.5;取鋅回收率為94%,鋅精礦含鋅44.57%A(噸/日),則取A為370噸/日；則前室面積一般為1.5~2.這里取1.5.流態(tài)化床斷面尺寸據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗為H層1(米)一般取0.3-0.55,這里取0.3;W帶一般為爐膛高度爐腹角中取擴(kuò)大部分高度；爐膛高度式中t?煙氣在爐內(nèi)必須停留的時間，秒，取20.5.5*2007.21*(1+900/27爐膛空間體積V的確定對于鋅的酸化焙燒，一般取V爐膛(10-12)F本床；V爐膛11*67.27739.97立方米；氣體分布板及風(fēng)帽氣體分布板孔眼率：根據(jù)經(jīng)驗本設(shè)計取1.2%;確定爐底上風(fēng)帽孔眼的總數(shù)目：標(biāo)準(zhǔn)傘形風(fēng)帽d8*6m(孔徑*孔數(shù)),爐底上風(fēng)帽的排列方式，對于圓形爐具有用同心圓排列法，通常同心圓之距離為170-180m/m,每一圓周上的中心距為150-200m/m,孔眼率為0.95-1.2%風(fēng)帽風(fēng)帽數(shù)量一般可