Мыс өндіру технологиясы

Жоспар
Кіріспе

КІРІСПЕ
1 ӘДЕБИЕТКЕ КІРІСПЕ
1.1 Автогенді А.В. Ванюков процесі (вп)
1.2. Процестің теориялық негіздері мен ерекшеліктері
1.3 «Қазақмыс» корпорациясының мыс өндіру технологиясы
1.4 БМЗ.да мыс кендері мен концентраттарды балқыту әдістері
1.5 БМЗ.ғы автогенді «Ванюков процесі (ВП)»
2 ЖОБАНЫҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ШЕШІМДЕРІ
2.1 Мысты штейнді конвертірлеу үшін үрдіс есебі
2.2Штейннің рационалдық құрамы
2.3 Конвертірлеудің бірлескен материалдық балансы
2.4 Конвертердің жылулық балансы есебі

Ауыр түстi металдар пирометаллургияcы төңiрегiнде мамандандырылған инженер-металлург, өзінің келешектегі тәжiрибелік қызметінде түрлі агрегаттардың материалдық және жылу баланстарының есептеулерін жүргізе білуі қажет. Мұндай есептеулердің техникасы бірқатар металлургия оқулықтары мен оқу құралдарында берілген, алайда, әрбiр жеке агрегат үшiн, негiзiнде, есептеулердің өз жолы ұсынылуы тиіс. Осы оқу құралында, есептеулерді жүргізу әдістемесінің Ванюков процесінің мысалында көрсетілуіне қарамастан, ұсынылып отырған әдістеменің, басқа да, тек қана пирометал- лургиялық агрегаттары үшін ғана емес, гидрометаллургиялық агрегаттардың да баланстарын есептеуде қолдануға болатын ортақ қағидасын беру әрекеті жасалған. Ванюков процесінің технологиялық ерекшеліктері мен оның негізіне салынған қағидалары бөлек тарауда қарастырылған. Осы процестің қолданылуымен жүретін «Қазақмыс» корпорациясының сульфидті мыс концентраттарын штейнге балқыту арқылы қара мыс алу технологиясы, оқу құралының 3-тарауында толық берілген. Ұсынылып отырған технологиялық есептеулерді жүргізудің жаңа әдістемесінің, қазіргі қолданыстағы Ванюков пешінің материалдық және жылу баланстарын санауда қолданылуы, өте қолайлы және тиімді екендігі дәлелденген.

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 26 бет
Таңдаулыға:

КІРІСПЕ
Ауыр түстi металдар пирометаллургияcы төңiрегiнде мамандандырылған инженер-металлург, өзінің келешектегі тәжiрибелік қызметінде түрлі агрегаттардың материалдық және жылу баланстарының есептеулерін жүргізе білуі қажет. Мұндай есептеулердің техникасы бірқатар металлургия оқулықтары мен оқу құралдарында берілген, алайда, әрбiр жеке агрегат үшiн, негiзiнде, есептеулердің өз жолы ұсынылуы тиіс. Осы оқу құралында, есептеулерді жүргізу әдістемесінің Ванюков процесінің мысалында көрсетілуіне қарамастан, ұсынылып отырған әдістеменің, басқа да, тек қана пирометал- лургиялық агрегаттары үшін ғана емес, гидрометаллургиялық агрегаттардың да баланстарын есептеуде қолдануға болатын ортақ қағидасын беру әрекеті жасалған. Ванюков процесінің технологиялық ерекшеліктері мен оның негізіне салынған қағидалары бөлек тарауда қарастырылған. Осы процестің қолданылуымен жүретін Қазақмыс корпорациясының сульфидті мыс концентраттарын штейнге балқыту арқылы қара мыс алу технологиясы, оқу құралының 3-тарауында толық берілген. Ұсынылып отырған технологиялық есептеулерді жүргізудің жаңа әдістемесінің, қазіргі қолданыстағы Ванюков пешінің материалдық және жылу баланстарын санауда қолданылуы, өте қолайлы және тиімді екендігі дәлелденген. Осыған ұқсас әдістемелерді Аризона (АҚШ), Торонто (Канада), Токио (Жапон) университеттерінде, бірқатар металлургия курстарын оқу барысында профессор В.Дж. Давенпорт та қолданады. ЭЕМ-ды қолданумен металлургиялық есептеулердің жүргізу техникасын, студенттерді оқыту кезінде, әлемге әйгілі металлургтар - А.Язава мен Дж.Тогури кеңінен пайдалануда.

1 ӘДЕБИЕТКЕ КІРІСПЕ

0.1 Автогенді А.В. Ванюков процесі (вп)

Кез келген шихта 1500-1600 К температурасына дейін қыздырылғанда, бір-бірімен араласпайтын екі сұйық - штейн мен шлакқа ыдырайды. Штейнді, Cu2S және FeS екі компонентінен тұратын балқыма деп санауға болады. Штейндегі мыс мөлшерін жоғарылату үшін, ондағы Cu2S мөлшерін арттырып, FeS мөлшерін төмендету керек. Темір сульфидін штейннен шығару мақсатымен, штейнді тотықсыздандырады. Бұл кезде, мысқа қарағанда, темірдің оттегіге тартылу күшінің артық болуына байланысты, төменде көрсетілген реакция бойынша, тек қана темір сульфидінің тотығуы жүреді:
FeS + 1,5 O2 = FeO + SO2. (2.1)
Мұндай тотығу жүру үшін, оттегінің реакция аймағына тікелей жеткізілуі қажет. Бұл шарт дәстүрлі шарпыма балқытуында іске аспайды - онда, құрамында оттегісі бар үрлеу, отынмен, тек қана алауға түседi. Бірінші топқа жататын аспалы автогенді процестерінде, (2.1) реакциясының жүргізілуі, шикізатты тікелей жалынға беру арқылы шешіледі. А.В. Ванюков бұл мәселенің альтернативті шешімі - оттегіні жалынға емес, тікелей балқымаға беру әдісін ұсынды (2.1- сурет). Бұл, А.В. Ванюков ұсынған бірінші қағида болды. Энергетикалық және экологиялық мәселелерді шешу мақсатымен оттегімен байытылған үрлеуді пайдаланады. Шынында да, техникалық оттегіні қолдану есебінен, бір жағынан, қыздыруға және азоттың айналымына әсер етпейтін пайдасыз энергия шығымын төмендетуге, ал екінші жағынан - шығынды газдардың құрамындағы SO2 концентрациясын жоғарылатуға болады. Бұл екінші қағида - техникалық оттегіні пайдалану - түсті металлургия саласында кеңінен тарап, қолданылуда. А.В. Ванюковтың үшінші қағидасы - үрлеуді шлакқа беру. Бұл қағида көптеген оппоненттердің жиынынан, тек қана ғалымдар арасында ғана емес, практиктер арасында да қарсылық тапты. А.В. Ванюков, үрлеуді шлакқа беру кезінде, келесі реакцияларды жүргізу мүмкіндігіне жетуге болады деп ойлады:
3 FeO + 0,5 O2 = Fe3O4, (2.2)
3 Fe3O4 + FeS = 10 FeO + SO2. (2.3)
А.В. Ванюковтың ойы бойынша, бірінші реакцияның жүруі пештің жалынында, ал екіншісі - балқыманың барлық көлемінде жүреді. Бұл жағдайда магнетит, оттегінің арнайы тасымалдау- шысы болып келеді. Оппоненттер жағынан, (2.2) реакциясы басымдылықпен жүреді және бұл реакция бойынша түзілетін магнетит, шлак балқымасында жинақталып, дербес фазаға бөлінеді, ал мұның салдарынан, пеште козел (бұл терминнің мағынасын, дербес фазаның қатты күйінде бөлінуі кезінде пештің технологиялық режимінің бұзылуы деп түсіну керек) пайда болады деген тұжырымдар айта басталды. Мұндай тұжырымдардың айтылуы, А.В. Ванюковтан балқымадағы процестердің теориясын құрастыруды талап етті. Айта кететіні, уақыт өте келе, А.В. Ванюков теориясының дұрыстығы тәжірибе жүзінде де дәлелденді. Сонымен, А.В. Ванюков ұсынған негізгі қағидалар сипатталды. Енді Ванюков процесінің (ВП) конструктивті құрылысы мен оның енгізілуіне көңіл бөлген жөн. Бұл сұрақты талдау алдында, процестің теориялық негіздері мен ерекшеліктеріне қысқаша тоқталып өтейік, себебі бұл мәселелердің маңызы, талданатын сұрақпен тығыз байланысты.

1.2. Процестің теориялық негіздері мен ерекшеліктері

Автогенді балқыту технологияларына тән қасиеттердің барлығын сақтай отырып, басқа автогенді процестермен салыстырғанда, ВП-нің көптеген артықшылықтары бар. Мұны 1.1-кестесінде көрсетілген, кең таралған автогенді процестерінің салыстырмалы технологиялық көрсеткіштерінен байқауға болады. ВП-нің өнімділігінің жоғары үлес салмағы, флотационды концентрат пен ұсақ материалдарды балқытуға және шаң шығуының аз мөлшерде болатындығымен өзіне назар аудартады. Штейндердің құрамдары бір-біріне сәйкес болған кезде, ВП-нен алынатын шлактағы мыс мөлшері, басқа - оттегі алаулы балқытудан (ОАБ) және аспалы күйіндегі балқытудан алынатын шлактағы мыс мөлшеріне қарағанда, неғұрлым төмен болады. ВП-нің пайда болуына, пирометаллургиялық процестердің тиімдеу жолдарын іздестірудегі көп жылдық зерттеулер себеп болды, олар пештің негізгі технологиялық және конструкциялық шешімдерін белгілеуге мүмкіндік берді. Процестің технологиялық көрсеткішінің соңғы мәндеріне, фазалардың түзілу шарттары мен олардың кейінгі бөлінуі әсер етеді. ВП-нің теориясының негізгі сұрақтарына, ванналардың араласу сипаттамасы және барботаждау кезінде шихтаның тотықсыздануы, металдардың штейн мен шлак арасында бөлініп таралуы және фазалардың бөліну жылдамдығы жатады. ВП-нің негізгі ерекшеліктерінің біріне шихта құрамындағы жоғары күкіртті сульфидтердің тотықсыздануы жатады. Сульфидтердің тотықсыздануы. Басқа автогендік процестерге қарағанда, сұйық ваннада балқытудың негізгі ерекшелігі - сульфидтердің балқуы мен тотықсыздану механизмдерінің штейн балқымасында емес, шлак ваннасында жүруінде. Келесі ерекшеліктерінің бірі - штейн мен шлак балқымаларының пеште көлденең емес, тігінен, яғни, жоғарыдан төменге қарай қозғалып, пештің төменгі қабатында орналасқан сифондар арқылы шығарылуында. Шлак-штейнді эмульсиясындағы сульфидтердің тотықсыздануы күрделі, көпсатылы процесс. Ол келесі күрделі механизмдер арқылы іске асады: а) штейн тамшылары мен шлакта еріген сульфидтердің тотықсыздануы арқылы, б) шлактағы темір оксидінің (FeO) магнетитке (Fe3O4) дейін тотықсыздануымен және в) сульфид- тердің түзілген магнетитпен тотықсыздануы арқылы. Соңғы екі механизмнің жүруіне байланысты, шлак-оттегі тасымалдаушы- сы да болып табылады. Шлак-штейнді эмульсиясындағы сульфидтердің тотықсыздануының келесі бір ерекшелігі - біріншілік темірлі шлактардың түзілуін және, шлактағы мыстың жоғалымын арттыратын, ұсақ сульфидті бөлшектердің бөліну механизмінің жүруін әлсірететін нақтылы шарттардың жасалуында. Еріген сульфидті бөлшектердің бетінде түзілетін оксидтер, процесті жүргізу кезінде, соңғы құрамды шлактарда жылдам ериді. Ұсақ сульфидті өлшемділердің (штейн тамшыларының) түзілу шарттарын минималдау, негізгі металл бойынша, кедей қалдық шлактарды алудың мүмкіншіліктерінің бірі. Бұл - сұйық ваннада балқытудың негізгі артықшылығы болып табылады. Сұйық ваннаны араластырудың сипаттамасы. Бір сұйықтықтың дисперсиясын басқасында араластыру көптеген химия-технологиялық процестерде кездеседі.Балқыманы араластырудың ең басты сипаттамасы - оның салыстырмалы қуаттылығы. Араластырудың жоғары салыстырмалы қуат- тылығы пеш ваннасындағы массаалмасу процесінің үлкен жылдамдықта жүруін қамтамасыздандырады. Шлак пен штейннің түзілуі. Ванюков процесі үшін шлак түзілуінің жоғары жылдамдығы тән. Сульфидті шихтамен бірге берілетін кварцтық флюстер шлакта жылдам ериді. Пештің әртүрлі жерінен алынған үлгілердің минералогиялық талдауы, төменгі сапалы ірі кесекті флюстарды пайдаланған кезде, қалдық кварцтың жоғын көрсетті.А.В. Ванюков балқыту процесі көпсатылы және бірнеше процестерден тұратын күрделі процесс. Бұл теориялық негіздерді тәжірибе жүзінен қарастырсақ, оларды ең жалпы түрде екі сатыдан тұратын процесс деп айтуға болады. Сонымен, айтылған сөздің мағынасын талдайық. Процестің бірінші сатысында шихтаның балқуы мен штейн және шлактың түзілуі жүреді. Бұл саты өз алдына бірнеше сатыларды біріктіреді: сульфидтердің диссоциациясы, сульфидтер мен оксидті эвтектикалардың балқуы, қиын балқитын қосылыстардың біріншілей балқымада еруі, т.б. Бірақ процесті тұтас қарастыру кезінде бұл сатылардың барлығын бір саты ретінде қарастырамыз. Процестің екінші сатысы - фазалардың бөлінуі. Мұны былай түсінген жөн: қандай балқыту процесі болмасын (шахталы балқыту процесінен басқа), онда бастапқы шихтаның кішкентай бөлшектері балқымаға түседі. Әр кішкентай бөлшек балқу кезінде, бір-бірімен араласпайтын екі сұйық - штейн және шлакты түзеді. Барлық балқыту процестерінің жоғары бөлігіндегі сұйық шлак болғандықтан, әр кішкентай бөлшектің шлак фазасы (бөлігі) пештен шлакпен бірге шығарылады, ал оның штейн бөлігі болса, шлакпен қапталған жекеленген жеке тамшы құрып, ауырлық күшінің әсерінен төмен қарай түсе бастайды (себебі, тамшының меншікті салмағы шлактың меншікті салмағынан ауыр). Пештің төменгі жағында тамшылар жинақталып, табанды (донный) штейнді түзеді. Ал Ванюков пешіндегі шлакты балқымаға келсек, оны шлак балқымасы емес, шлакты-штейнді эмульсиясы деп атайды). Жалпы тұрғыдан айтсақ, үрлеуді балқымаға беруді екі әдіспен іске асыруға болады: бірнеше ірі алаулар ретінде (шлакты-штейнді эмульсияда алаулар сульфидтердің жануынан шығады), не болмаса, көптеген майда алаулар арқылы. Біздің мақсатымыз - балқыту процесін интенсивті өткізу және турбулентті араластыру мүмкіндігіне жету болғандықтан, біз үрлеуді пешке көптеген майда алаулар арқылы беруіміз керек. Пештен екі сұйық - штейн және шлакты үздіксіз шығару үшін, тәжірибеде, сифон құрылымы ойлап шығарылды. Мұны Ванюков пештерінде де қолданады. Енді Қазақстандағы Қазақмыс корпорациясының, Балқаш мыс балқыту зауытында қолданылып жүрген А.В. Ванюков процесімен және ондағы мыс өндіру технологиясымен толығырақ танысып өтейік.

1.3 Қазақмыс корпорациясының мыс өндіру технологиясы

Қазақмыс корпорациясында - кен алудан таза мыс өндірісіне дейін толық технологиялық кешен бар. Шикізат базасының негізі - рений мөлшері жоғары мыс және мыс-қорғасын-мырышты кендері. Флотациялық байыту кезінде, олардан мыс, қорғасын және мырыш концентраттарын бөліп алады. Қазақмыс корпорациясы құрамына кіретін Балқаш мыс қорыту зауыты (БМЗ) және Жезқазған мыс қорыту зауыттарында (ЖМЗ), мыс кендері мен концентраттарды өңдеу, көрсетілген, жалпы ықшамдалған технологиялық сұлба бойынша жүзеге асырылады. Мыс алу технологиялық сұлбасының негізгі құрамдастары - байыту фабрикасы, штейнге балқытып өңдеу, штейнді конвертерлеу және қара мысты тазалау (рафинирлеу). Мыс өндірісінің жалпы ұқсастығына қарамастан, бұл зауыттардың технологияларын құру кезінде, негізделген ерекшелігі - әртүрлі сульфидті мыс кендері мен концентраттарын балқыту үшін түрлі агрегаттардың пайдаланылуы болып табылады. Қазіргі кезде, Қазақмыс корпорациясында екі аймақтың - Шығыс Қазақстан мен Жезқазған мыс концентраттары өңделуде. Аз мөлшерде Балқаш мыс концентраттары да өңдеуге алынады. Өңделінетін концентраттардың сипаттамалары. Көріп отырғандай, Шығыс Қазақстан мыс концентраттары, мыс мөлшері бойынша кедей, алайда, оларда күкірт пен мырыш мөлшері жоғары. Шығыс Қазақстан мыс концентраттарының минералогия-лық құрамы шамамен ұқсас және негізінен халькозин, халькопирит, пирит және аз мөлшерде кварц және алюмосиликат түрінде көрсетілген. Қорғасын және мырыш сульфид түрінде шоғырланған. Интерметаллидтер - мышьяк пен сурьманың темір және мыспен қосылыстарының - аз мөлшері байқалуда. Еске салып кететін жайлардың бірі - белгілі уақытқа дейін көрсетілген концентраттар Ертіс мысқорыту зауытында өңделген. Зауытта концентратты өңдеу технологиясының құрылуы, тек мыс алуды ғана емес, сонымен қатар мырыш бөлінуін қарастырды. Мәселен, бұл зауытта мырышқұрамды мыс концентраттарын өңдеу үшін, Қазақстанда алғаш рет, жоғары технологиялық және экономикалық көрсеткіштерді қамтамасыз ететін КИВЦЭТ процесі құрылды. Осыған қарамастан, 2000 жылдың басында, бірқатар, әлі күнге дейін белгісіз себептермен зауыт жұмысын тоқтатып, жабылды. 90-жылдардың басында Балқаш мысқорыту зауытында, қазіргі күнге дейін көрсетілген концентраттарды өңдеуге мүмкіндік беретін, жоғары эффективті автогенді Ванюков процесі енгізілді. Жезқазған және Балқаш мыс концентраттарына тән ерекшелік, күкірт концентрациясының аз мөлшері, ал мыс пен кремнезем мөлшерінің жоғарылығында болып табылады. Сонымен қатар, Жезқазған мыс концентраттарының құрамында асыл металдардың ауқымды мөлшері (600 гт Ag) және рений (25 гт дейін) бар. Бұл концентраттар рений алудың шикізат көзі болып табылады. Жезқазған мыс концентраттары, негізінде, келесі минералдармен көрсетілген: халькозин, халькопирит, борнит және кварц. Сәтбаев және Балқаш мыс концентрат- тарының толық минералогиялық құрамы 3.2-кестеде келтірілді.
Сәтбаев және Балқаш концентраттарының рационалдық құрамы
Минералдар
Мөлшері, % Сәтбаев Балқаш Cu2 S 26,0-30,0 0-12,0 Cu5 Fe S4 18,0-20,0 1,0-3,5 Cu Fe S2 6,0-9,0 12,0-13,0 Fe S2 1,0-2,0 49,0-50,0 Pb S 2,0-4,0 - Zn S 1,5-2,5 - SiO2 25,0 17,0 Al2O3 4,0 5,0 CaO 0,5-1,0 0,5 MgO 0,5-1,0 0,5 Қалғаны 8,0-9,0 1,3
Қазақмыс корпорациясында бұл концентраттарды өңдеу үшін электрпештері қолданылады. Металлургия саласында қолданылып жүрген электрпештердің теориялық және практикалық негіздері кең қамтылған. Ғылыми әдебиеттерде бұл процесс жайлы көптеген мәліметтер бар, сондықтан, Қазақстанда қолданыс тапқан автогенді Ванюков процесіне ерекше көңіл бөлуді жөн көрдік.

1.4 БМЗ-да мыс кендері мен концентраттарды балқыту әдістері

Әдетте, металлургиялық өңдеуге бір металл құрамды материал емес, кен шикізаты, концентраттың әртүрлі қоспасы түседі. Өңдеуге түсетін материалдар қоспасын шихта деп атайды. Балқытуға түсетін металлургиялық шихта сапасы келесі жалпы талаптарға сәйкес келуі керек: 1. Химиялық құрамының тұрақтылығы; минералогиялық және түйіршіктік құрамы бойынша біркелкілігі; 2. Шихта компоненттерінің оптималды ірілігі; 3. Оптималды ылғалдылығы. Бірінші екі талаптар түсіндіруді қажет етпейді. Себебі, металлургиялық агрегаттардың нақты режиміндегі жұмысы, тек қана шихтаның құрамы мен басқа сипаттамалары тұрақты, оптималды болған кезінде ғана мүмкін. Ал өңделетін шихтаның ірілігі мен ылғалдылығы, қолданылатын процестің түрі мен оған қойылатын талаптарымен анықталады
Қазіргі уақытқа дейін БМЗ-да қолданылып келе жатқан қара мысты өндірудің технологиялық сұлбасы, 1930 - 1950 жж. құрылған кәсіпорындар үшін тұрақты болды және олар күйдірілмеген шикі концентраттарын шарпыма пештерінде балқытып, алынған штейнді көлденең конвертерлерде конвертерлеуге негізделген. БМЗ-да технология дамуының маңызды сатысы ретінде, онда сұйық ваннада балқытудың - СВБ (Ванюков процесі) құрылып, игерілуін айтуға болады. Бұл процесс, қазіргі уақытта егжей-тегжейлі сипаттауды қажет етпейді: ол өндірістік масштабта игерілген; процестің теориялық негіздері ғылыми әдебиеттерде анық және көп жазылған. Балқашта құрылған, алғашқы ауданы 5 м2 болатын жартылай өндірістік қондырғы, бірқатар конструкциялық ерекшеліктерге ие болды. Олар өндірістік зерттеу және өндірістік Ванюков пешін жобалау кезінде ескерілді. Алғаш рет СВБ пештерінде, жүзеге асқан пештің жаңа конструкциясына, үздіксіз бөлек штейн және шлакты екі сифон арқылы шығарылуы қарастырылған. Балқыма ваннасының тереңдігін үлкейту есебінен, фурма асты - шаю зонасының тереңдігі 1000 мм дейін үлкейтілді; пештің шет жақ қабырғалары, арқалықты мыс кессондарымен кессондалған; ваннадағы балқыманы шығармай, оны астынан үрлеуді тоқтатпауды қамтамасыз ету үшін, фурмалардың ішкі каналына профильдеу жүргізілді. Технологиялық режимді қайта өңдеу барысында, сумен суытылатын фурмалар арқылы, шлак ваннасына берілетін техникалық оттегіні беру жүйесі игерілді. Балқытуды оттегімен үрлеп байытудың кез келген дәрежесінде өткізу мүмкіндігі және автофурмалау, процестің жоғары икемділігін және бас- қарылымын қамтамасыз етеді. Жартылай өндірістік қондырғыда әртүрлі құрамды 10 мың т шихта балқытылады. Жоғары күкіртті шихтаны балқыту автогенді режимде атқарылды. Пештегі жылулық режимін тұрақтандыру үшін, көмір қолданылды. Дерліктей, бұл пештің өндірісті жағдайда алғаш рет қолданылуы болды. Дегенмен, алғашқы өндірістік қондырғы Норильск тау кен металлургиялық комбинатында (НТМК) іске қосылды. Қазіргі уақытта, СВБ процесі 30 жылдан аса НТМК-да, Орал мыс зауыты, сонымен қатар, бірқатар шет елдерінің мыс балқыту зауыттарында ойдағыдай эксплуатациялануда. НТМК-да СВБ пешінің жұмыс істеу уақытында алынған нәтижелер, қазіргі таңда БМЗ-да, жоғары күкіртті мыс концентраттарын өңдеу үшін ойдағыдай эксплуатацияланып жатқан Ванюков өндірістік пешінің жобалануы негізіне кірді. Алғаш рет Қазақстандағы Балқаш тау-кен металлургиялық комбинатында сынақталған, жоғары эффективті СВБ автогенді процесі, өзінің бірінші рет сынақтан өткен жерінде, қатты кешігіп (30 жылдан астам) енгізілген фактіні, өкінішпен айта кеткен жөн.

1.5 БМЗ-ғы автогенді Ванюков процесі (ВП)

Қазақмыс корпорациясының БМЗ-да ВП-1 және ВП-2 екі Ванюков пештері жұмыс істейді. Әр пештің өнімділігі тәулігіне 2400 тоннаға тиесілі. Бастапқы шихтаны дайындау және орташаландыру, шихта дайындау цехында штабельді шихтарникте жүргізіледі. Шихтаны штабельге қалағаннан кейін, ол сынақтан өткізіледі. Кейін, шихта Ванюков пешіне балқытуға түсіп, 3.2-суретте көрсетілген технологиялық сұлбамен өңделеді.
3.2-сурет. Ванюков пешінде штейнге балқытудың жайылған сұлбасы
Ванюков пешінің бастапқы шикізат құрамына: мыс концентраты, флюс, қайтарма мысқұрамды материалдар және қатты отын кіреді. Штабельге тиелетін материалдардың ылғалдылығы 6 %-дан аспауы керек. Қыс мезгілінде, ылғалдылық, 13 %-ға жетуі мүмкін. ВП шихтасына, белгілі бір қасиеттерге ие: түсті металдардың минималды шығымын қамтамасыз ететін химиялық құрамы, тығыздығы және тұтқырлығы сияқты шлак алу мақсатымен, флюс қосылады. Кремний құрамды флюс ретінде, негізінде, құрамында 70 % кремнезем бар Қоңырат кенішінің қалдықтары және алтынқұрамды концентраттары пайдаланылады. Балқыту кезінде қолданылатын флюс сипаттамалары, 3.3-кестесінде келтірілді.

3.3-кесте Балқытуда қолданылатын флюс сипаттамалары
Флюс атауы

Химиялық құрамы, мас., %

Сеп- пелі сал- мағы тм3

Қос- палар мөл- шері, %

Fe
S
SiO2
CaO
Al2O3

Pb
Алтын- құрамды концентрат

10-20

10-20

30-40

0,4-4

5-7

1,67-1,75

0,05-0,6
Кварцты кен

-

-

60-80

0,8-7

2-12

1,65-1,75

-
Әктас
-
-
2,5-10
45-53
0,05-15
-
-

Концентраттар мен флюстардың үлесі, келесі құрамды шихта алу есебінен орташаландырылады, % (мас.): мыс - 15 - 21; күкірт - 28 - 36; кремний қос тотығы - 13 - 17. Балқыту кезінде қатты отын ретінде, құрамы 3.4-кестеде келтірілген Қарағанды және Шұбаркөл көмірлері қолданылады.
3.4-кесте Балқытуда қолданылатын көмірлердің сипаттамалары
Атауы
Ұшқыштары, %
Күлділігі, %
Ылғалдылығы, %
Қарағанды көмірі
28-29
30
7
Шұбаркөл көмірі
24-45
24-ке дейін
13-ке дейін

Балқытуда қолданылатын көмірлердің жылулық қабілеті жоғары болып табылады: Қарағанды көмірінің жылуы - 5550 - 6500 ккалкг. Шұбаркөл көмірінің жылу сыйымдылығының да мөлшері жоғары, бірақ, Қарағандыкіне қарағанда, төменірек - 4200 - 6000 ккалкг. Сонымен қатар, балқыту кезінде қатты отын ретінде ААҚ Казцинк (Өскемен) және Лениногорск (Риддер) комбинат- тарынан алынатын мырыш өндірісінің клинкерлері қолданылады. Олардың құрамы 3.5-кестесінде көрсетілген.
3.5-кесте
Клинкерлердің химиялық құрамы

Химиялық құрамы, мас., %

Сеппелі салмағы, тм3

Қоспалар мөлшері, %

Cu
Fe
S
SiO2
CaO
Al2O3

Feм
С
1-8
20-25
4-10
14-16
1,0-3,6
2-4
1,45-1,55
10-30
8-20

Клинкер мен көмір шихтаға, пештің алдында орналасқан бункерлерден тікелей енгізіледі. Сонымен қатар, штабельге клинкердің де қосылуы мүмкін. Балқыту кезінде, мысқұрамды айналмалы материалдардың негізгі құрамдасы - конвертерлеу процесінен алынатын бірінші мерзімнің, мысқа бай, конвертерлі шлактары. Айналмалы конвертерлі шлак, пешке сұйық түрінде, арнайы құятын терезе арқылы құйылады. Айналмалы материал ретінде, конвертер аралық шөміштерінің қабыршықтары, сынықтары, кәделеуіш қазандық, шаңұстағыш камералар мен циклонда ұсталатын шаңдар да жүктеледі. Пешке қабыршықтар мен сынықтарды тиеу алдында, оларды, минус 10 мм фракцияға дейін ұсақтауға ұшыратады. Мысқұрамды айналмалы материалдардың негізгі элементтері және компоненттерінің химиялық құрамы кең аймақта ауытқиды, оны 3.6-кестесінде келтірілген деректерден байқау қиын емес.
3.6-кесте
Айналмалы материалдардың химиялық құрамы мен сипаттамалары
Шикізат атауы

Химиялық құрамы, мас., %
Сеппелі салмағы, тм3

Cu
Fe
S
SiO2
CaO
Al2O3
Fe3O4

Айналмалы материалдар

8-35

2-12

9-30

20-40

2-4

4-13

15-25

3,4-4,0

Дайындалған шихта, көмір, клинкер және айналымдар шихта дайындау цехынан конвейерлер жүйесі арқылы, пештің шихта дайындайтын бункерлеріне түседі. Шихта мен көмір бункерлерінен, көмір мен шихта материалдары, транспортерлер жүйесімен, үздіксіз, Ванюков пешінің тиегіш ағызындығына түседі. Ванюков пешінің жалпы сұлбасы 2-тараудағы 2.6-суретте көрсетілген. Шахта типтес Ванюков пешінде көрік бар. Пештің балқыту бөлігі, жоғарыдан сумен суытылатын, күмбезді кессондармен жабылған. Шихтаны пешке тиеу үшін, күмбезді кессондарда, диаметрі 360 мм тесіктер қарастырылған. Оттегіден тұратын үрлеу, пештің бүйірінде орналасқан, сумен суытылатын фурмалар арқылы беріледі. Балқытуға берілетін оттекті-ауалы қоспа үрлеуі, техникалық оттегі мен ауа берілетін трактардың түйіліскен жерінде, оларды араластыру арқылы дайындалады. Пештің балқыту зонасы, пештің қарама-қарсы шеттерінде қондырылған штейнді және шлакты далдалармен бөлінген. Шлак пен штейнді балқыту зонасынан шығару үшін далданың төменгі бөлігінде, арнайы тесіктер қарастырылған. Балқыту зонасынан шығатын шлак пен штейн балқымалары, сәйкесінше, шлак және штейн сифондары арқылы ағызылады. Штейн сифоны, штейн балқымасының пештен үздіксіз шығуы және балқыту зонасындағы штейннің қажетті деңгейін қамтамасыз етуі қажет. Сифон пешке, штейн далдасы жағынан қосылып, оның балқыту зонасының жалғасы болып келеді. Штейнді шығару үшін, сифонның шет қабырғасында штейн терезесі орналастырылған, оның табалдырығының деңгейі, пештің балқыту зонасында штейн балқымасының биіктігімен анықталады. Штейннің шығарылуы, штейн сифонының шет қабырғасында әртүрлі биіктікте орналасқан, резервті штейн терезесі немесе шпур тесіктері арқылы, шөміште жүргізілуі мүмкін.Штейн сифоны, негізгі штейн терезесіне қарама-қарсы жағындағы бүйір қабырғасында, балқыма деңгейінен жоғары, арнайы тесікте орналасқан мазут форсункасымен қыздырылады.
Штейн пештен үздіксіз, штейнді қабылдауға және жинауға арналған штейнді миксерге шығарылады. Мұндай шешім, пештегі штейн балқымасының қажетті деңгейін ұстап тұруға мүмкіндік береді. Пештегі 1100-1240°C температурадағы штейннің меншіктікті салмағы 4,3-4,7 mм3 құрайды.
Штейн, негізгізінде, 36-55% мыс және 21-36% темірден құралған. Штейндегі күкірт мөлшері 22-26%. Магнетит мөлшері-2-5% аралығында. Алынған штейндер келесі өңдеу операциясына-конвертерлеуге жіберіледі.
Сифонның бүйір қабырғаларында үш тесік бар. Екі тесік-шлак шығаруға арналған: біреуі, электримиксерге шлак шығаратын жұмысшы болып келеді, екіншісі-резервті. Үшінші тесік-шлакты сифонды қыздыратын, мазутты бүріккішке арналған. Сифоннан балқыманы авариялық шығару үшін, әртүрлі биіктікте орналасқан, шпурлы тесіктер қарастырылған. ВП негізгі технологиялық көрсеткіштері 4,5-кестеде көрсетілген.
4,5-кесте
Ванюков пешінің негізгі технологиялық параметрлерінің сипаттамалары
Технологиялық параметрлер
Өлшем бірлігі
Мәні
Балқыту бөлігінің ауданы(сифонсыз)
м2
34,0
Фурмалар саны
шт.
42
Табанның фурма осінің биіктігі
мм
1660
Табанның күмбезге дейінгі биіктігі
мм
5150
Фурма деңгейіндегі ені
мм
2100
Штейнді переток биіктігі
мм
490
Шлакты переток биіктігі
мм
1050
Барботажсыз ванна биіктігі
мм
2400
Шлакты сифон ауданы
м2
6,3
Штейнді сифон ауданы
м2
3,6
Құю терезесінің деңгейі
мм
4450
Штейн шығару деңгейі
мм
1825
Шлакты сифон биіктігі
мм
4570
Штейнді сифон биіктігі
мм
3500

Пеш сифонының шығатын шлакты балқыма, ағымды сумен суытылатын науа бойымен, оны мыс бойынша кедейлендіру мақсатымен, электрмиксерге ағызылады. Науадағы балқыма температурасын, сифоннан шлакты электр-миксерге өтетін мазутты бүріккіш газдармен ұстап тұрады. Электрмиксерде, ваннаның тыныш зонасында өзіндік тұтыну есебінен, штейн мен шлактың бөлінуі өтеді. Шлакты миксер, номиналды қуаты 9000 кВА-тең, үшэлектродты электр пеші болып келеді.
Шлак миксерден екі ағынөзек арқылы шығарылады. Миксерде жиналған штейн, одан шөмішпен шығарылып, кейін конвертерлеуге жіберіледі.
Электр миксер жұмысының технологиялық сипаттамалары 4,6-кестеде келтірілген.
4,6-кесте
Электр миксер жұмысының технологиялық сипаттамалары
Параметрлер атауы
Өлшем бірлігі
Мөлшері
Екі трансформаторлардың номиналды қуаты
kBA
9000
Жоғары жағындағы кернеу
B
10500
Төменгі жағындағы кернеу
B
89-178
Электродтардың максималды тереңдігі
A
23380
Электродтар диаграммасы
мм
555
Электрқуатының меншікті шығыны
kBm*чm
60
Шлак ваннасының максималды тереңдігі
мм
1400
Миксер табанының ауданы
мм
2200
Миксер сыйымдылығы
м2
51,5
Жұмысшы балқыма деңгейі
м3
53
Суытуға қажетті судың есептелген шығыны
мм
1600
Электродтардың меншікті шығыны
м3 час
220

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.