Титан қожын алу цехына қысқаша мінездеме
Мазмұны
Кіріспе 7
1 Жалпы түсіндірме 8
1.1 Титан қожын алу цехына қысқаша мінездеме 8
1.2 Шикізат негізі, номенклатура, өнімнің технологиялық деңгейінің сапасы 8
1.3 Негізгі техникалық және жобалық шешімдер 9
2 Негізгі жоспар, жер қыртысының үстіңгі қабатын қайта өңдеу және транспорт 10
2.1 Негізгі жоспар 10
2.1.1 Құрылыс аумағының қысқаша сипаттамасы 10
2.1.2 Құрылыс аумағын таңдау 10
2.1.3 Жоба көрсеткіштері мен оның шешімдері 11
2.1.4 Заводттың ішкі және сыртқы көлік тасымалы 11
3 Энергиялық ресурстармен қамтамасыз ету және технологиялық
шешімдер 12
3.1 Өнеркәсіп технологиясы 12
3.1.1 Титан қожын алу әдістері 12
3.1.2 Істеп тұрған өндіріс жұмысына талдау 16
3.1.3 Технологиялық көрсеткіштер мен өнімді өңдеудегі технологиялық сызбаны таңдау 17
3.1.4 Негізгі технологиялық процестерді сипаттау
3.1.5 Технологиялық процестің есептеулері 18
3.1.5.1 Электр пешіндегі ильменит концентратын балқытудың материалдық баланстарының есептеулері 20
3.1.5.2 Кенді термапешінің конструктивтік есебі 26
3.1.5.3 Пештің жылулық балансының есебі 28
3.1.6 Көмекші қондарғыларды таңдау және есептеу 37
3.1.6.1 Табиғи газ бен ауаның шығынын күйдіру камерасында есептеу 37
3.1.6.2 Газ жүру жүйесінің есебі 41
3.1.7 Сыннан өткізу және бақылау 46
3.1.8 Жөндеу шаруашылығы 49
3.1.9 Қосымша жұмыстар 49
3.1.10 Технология процестерін автоматтандыру 50
3.1.11 Электрмен жабдықтау және электр қондырғылары 51
3.1.12 Технологиялық жылумен, сығылған ауамен, оттегімен қамтамасыз етудің энергетикалық қондырғылары 53
4 Экология және қауіпсіздік 54
4.1 Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы 54
4.1.1 Титан қожын алудағы өнеркәсіптегі зиянды факторларға талдау
жасау 54
4.1.2 Ұйымдастырылған шаралар 55
4.1.3 Санитарлық.гигиеналық шаралар 56
4.1.3.1 Жекелей қорғану жарақтары 56
4.1.3.2 Жұмыс орнындағы тазалық пен жарықтылық 56
4.1.4 Техникалық шаралар 61
4.1.4.1 Жалпы айналымдағы желдеткішті қамтамасыз ету 61
4.1.4.2 Механикалық қондырғылар мен жұмыс істеудегі қауіпсіздік пен қамтамасыздандыру 62
4.1.5 Өрт шығуға қарсы шаралар 62
4.2 Ауаның тазалығы 63
4.2.1 Өнеркәсіп қалдықтарының сандық мөлшерлері 63
4.2.2 Ауа бассейінін қорғау 63
4.2.3 Өнеркәсіпте қолданылатын су ағымының мөлшері мен құрамы 65
5 Өнеркәсіпті басқару жүйесі және еңбекті ұйымдастыру 67
5.1 Негізгі қордың техника. экономикалық сипаты 67
5.2 Өнеркәсіпті ұйымдастыру 67
5.2.1 Өнеркәсіпті уақыт ағымында ұйымдастыру 67
5.2.2 Ғылыми еңбекті ұйымдастыру 70
5.2.3 Кадрларды ұйымдастыру 70
5.2.4 Еңбек ақы беруді ұйымдастыру 71
5.2.5 Жөндеуді ұйымдастыру 72
5.3 Өндірісті жобалау 75
5.3.1 Капиталды салу жобасы 75
5.3.2 Шаруашылық.қаржылы жоба 75
5.3.2.1 Өндіріс қорларын жобалау 80
5.3.2.2 Энергоқорларды жобалау 80
5.3.2.3 Еңбек бойынша жоба 80
5.3.2.4 Еңбек ақы есептеу 80
5.3.2.5 Қосымша шығындарды жобалау 80
5.3.2.6 Өзіндік құнды жобалау 89
5.3.2.7 Пайданы жобалау 94
5.4 Жобалы есептеудің экономикалық көрсеткіші 97
5.5 Технико.экономикалық көрсеткіштер 98
6 Құрылыс есептеулері 102
Қорытынды 105
Қолданылған әдебиеттер 106
А қосымшасы 108
Күйдірілген шекемтастардың балқуының материалдық және жылулық балансы
Б Қосымшасы 111
Пеш қабаттарының табанына қарай температураның жоғалымын анықтау
Кіріспе 7
1 Жалпы түсіндірме 8
1.1 Титан қожын алу цехына қысқаша мінездеме 8
1.2 Шикізат негізі, номенклатура, өнімнің технологиялық деңгейінің сапасы 8
1.3 Негізгі техникалық және жобалық шешімдер 9
2 Негізгі жоспар, жер қыртысының үстіңгі қабатын қайта өңдеу және транспорт 10
2.1 Негізгі жоспар 10
2.1.1 Құрылыс аумағының қысқаша сипаттамасы 10
2.1.2 Құрылыс аумағын таңдау 10
2.1.3 Жоба көрсеткіштері мен оның шешімдері 11
2.1.4 Заводттың ішкі және сыртқы көлік тасымалы 11
3 Энергиялық ресурстармен қамтамасыз ету және технологиялық
шешімдер 12
3.1 Өнеркәсіп технологиясы 12
3.1.1 Титан қожын алу әдістері 12
3.1.2 Істеп тұрған өндіріс жұмысына талдау 16
3.1.3 Технологиялық көрсеткіштер мен өнімді өңдеудегі технологиялық сызбаны таңдау 17
3.1.4 Негізгі технологиялық процестерді сипаттау
3.1.5 Технологиялық процестің есептеулері 18
3.1.5.1 Электр пешіндегі ильменит концентратын балқытудың материалдық баланстарының есептеулері 20
3.1.5.2 Кенді термапешінің конструктивтік есебі 26
3.1.5.3 Пештің жылулық балансының есебі 28
3.1.6 Көмекші қондарғыларды таңдау және есептеу 37
3.1.6.1 Табиғи газ бен ауаның шығынын күйдіру камерасында есептеу 37
3.1.6.2 Газ жүру жүйесінің есебі 41
3.1.7 Сыннан өткізу және бақылау 46
3.1.8 Жөндеу шаруашылығы 49
3.1.9 Қосымша жұмыстар 49
3.1.10 Технология процестерін автоматтандыру 50
3.1.11 Электрмен жабдықтау және электр қондырғылары 51
3.1.12 Технологиялық жылумен, сығылған ауамен, оттегімен қамтамасыз етудің энергетикалық қондырғылары 53
4 Экология және қауіпсіздік 54
4.1 Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы 54
4.1.1 Титан қожын алудағы өнеркәсіптегі зиянды факторларға талдау
жасау 54
4.1.2 Ұйымдастырылған шаралар 55
4.1.3 Санитарлық.гигиеналық шаралар 56
4.1.3.1 Жекелей қорғану жарақтары 56
4.1.3.2 Жұмыс орнындағы тазалық пен жарықтылық 56
4.1.4 Техникалық шаралар 61
4.1.4.1 Жалпы айналымдағы желдеткішті қамтамасыз ету 61
4.1.4.2 Механикалық қондырғылар мен жұмыс істеудегі қауіпсіздік пен қамтамасыздандыру 62
4.1.5 Өрт шығуға қарсы шаралар 62
4.2 Ауаның тазалығы 63
4.2.1 Өнеркәсіп қалдықтарының сандық мөлшерлері 63
4.2.2 Ауа бассейінін қорғау 63
4.2.3 Өнеркәсіпте қолданылатын су ағымының мөлшері мен құрамы 65
5 Өнеркәсіпті басқару жүйесі және еңбекті ұйымдастыру 67
5.1 Негізгі қордың техника. экономикалық сипаты 67
5.2 Өнеркәсіпті ұйымдастыру 67
5.2.1 Өнеркәсіпті уақыт ағымында ұйымдастыру 67
5.2.2 Ғылыми еңбекті ұйымдастыру 70
5.2.3 Кадрларды ұйымдастыру 70
5.2.4 Еңбек ақы беруді ұйымдастыру 71
5.2.5 Жөндеуді ұйымдастыру 72
5.3 Өндірісті жобалау 75
5.3.1 Капиталды салу жобасы 75
5.3.2 Шаруашылық.қаржылы жоба 75
5.3.2.1 Өндіріс қорларын жобалау 80
5.3.2.2 Энергоқорларды жобалау 80
5.3.2.3 Еңбек бойынша жоба 80
5.3.2.4 Еңбек ақы есептеу 80
5.3.2.5 Қосымша шығындарды жобалау 80
5.3.2.6 Өзіндік құнды жобалау 89
5.3.2.7 Пайданы жобалау 94
5.4 Жобалы есептеудің экономикалық көрсеткіші 97
5.5 Технико.экономикалық көрсеткіштер 98
6 Құрылыс есептеулері 102
Қорытынды 105
Қолданылған әдебиеттер 106
А қосымшасы 108
Күйдірілген шекемтастардың балқуының материалдық және жылулық балансы
Б Қосымшасы 111
Пеш қабаттарының табанына қарай температураның жоғалымын анықтау
КІРІСПЕ
Қазіргі кезде титан өндіруде негізгі шикізат ретінде титан қожын пайдаланады. Оны кен термиялық пештерде ильменитті концентраттарды балқыту кезінде аламыз. Негізгі процесс темір тотығын металлға дейін,ақырғы балқыту арқылы шойынды байытлған титан қожынан аламыз. Титан қожын өндіру технологиясы темір мен титанды айыруды тиімді түрде жүргізу арқылы негізгі өнімді шойын мен қожды аламыз. Оны толық түрде өндірісте пайдаланамыз. Экономикалық тұрғыдан алғанда электрлік пештер қымбат агрегаттарға жатады,өйткені көп көлемде электр энергиясын қажет етеді. Рационалды түрде шикі құрамд пайдаланған кезде қызып кетуін болдырмау үшін үнемі агрегатты суытып отыруымыз қажет. Қосымша қыздыру мен материялдарды қалпына келтіру айналманы пеште жүзеге асырады.Бұл жағдайда электр пеші негізінен сұйық фаза түрінде өнімді бөлу арқылы шойын мен титан қожын айырады. Балқытуда қалыптастырғыштар шекемтастарды пайдалану электр пештерінің технологиялық және электротехникалық көрсеткіштерін жоғарлатады. Электр энергиясының шығынын екі есеге дейін азайтады. Сонымен қатар бұл схеманың тиімділігі процесстің үздіксіз жұмыс істеуі мен кен термиялық пештердің өнімділігін жылына 45мың тонна титан қожының орнына 80000 тонна титан қожысын ильменит концентратын балқыту арқылы алуға болады. Диплом жобасының негізгі мақсаты титан қожысын шикізат құрамынан қорытудың технологиялық процесін дамыту. Жобада титан қожысын қорытуда ильминитті концентрат пен шекем тастарды пайдалану мен салыстыру арқылы берілген.
Титан қожысын күдірілген шекемтастарды балқыту арқылы алу процесінің жылдық экономикалық тиімділігі 213 008 000 теңгені құрайды.
Қазіргі кезде титан өндіруде негізгі шикізат ретінде титан қожын пайдаланады. Оны кен термиялық пештерде ильменитті концентраттарды балқыту кезінде аламыз. Негізгі процесс темір тотығын металлға дейін,ақырғы балқыту арқылы шойынды байытлған титан қожынан аламыз. Титан қожын өндіру технологиясы темір мен титанды айыруды тиімді түрде жүргізу арқылы негізгі өнімді шойын мен қожды аламыз. Оны толық түрде өндірісте пайдаланамыз. Экономикалық тұрғыдан алғанда электрлік пештер қымбат агрегаттарға жатады,өйткені көп көлемде электр энергиясын қажет етеді. Рационалды түрде шикі құрамд пайдаланған кезде қызып кетуін болдырмау үшін үнемі агрегатты суытып отыруымыз қажет. Қосымша қыздыру мен материялдарды қалпына келтіру айналманы пеште жүзеге асырады.Бұл жағдайда электр пеші негізінен сұйық фаза түрінде өнімді бөлу арқылы шойын мен титан қожын айырады. Балқытуда қалыптастырғыштар шекемтастарды пайдалану электр пештерінің технологиялық және электротехникалық көрсеткіштерін жоғарлатады. Электр энергиясының шығынын екі есеге дейін азайтады. Сонымен қатар бұл схеманың тиімділігі процесстің үздіксіз жұмыс істеуі мен кен термиялық пештердің өнімділігін жылына 45мың тонна титан қожының орнына 80000 тонна титан қожысын ильменит концентратын балқыту арқылы алуға болады. Диплом жобасының негізгі мақсаты титан қожысын шикізат құрамынан қорытудың технологиялық процесін дамыту. Жобада титан қожысын қорытуда ильминитті концентрат пен шекем тастарды пайдалану мен салыстыру арқылы берілген.
Титан қожысын күдірілген шекемтастарды балқыту арқылы алу процесінің жылдық экономикалық тиімділігі 213 008 000 теңгені құрайды.
Қолданылған әдебиеттер
1 Худайбергенов Т.Е. Титаномагниевое производства. Технология переработки промпродуктов и отходов – Алматы, 1996.
2 Металлургия титана /В.А. Гармата, Б.С. Гуляницкий, В.Ю. Крамник и др. – М.: Металлургия, 1968. – 643 с.: ил.
3 Металлургия титана /В.В. Сергеев, Н.В. Галицкий, В.П. Киселев и др. – М.: Металлургия, 1971. – 320 с.
4 Сандлер Е.М. Развитие титановой промышленности за рубежом //Цветные металлы. –1990. – №7. – с. 82-84.
5 Разработка технологии и аппаратуры прямой переработки ильменитовых концентратов с утилизацией отходов /Отчет института металлургии и обогащения и УК ТМК, 1973.
6 Патент Великобритания № 1294703. Способ выщелачивания железо-титановых руд; - Заявл. 1.11.72.; - Опубл. 1.11.73.
7 Патент Великобритания № 2131974. Способ выщелачивания железо-титановых руд. Фирма British Titan LTD; - Заявл. 4.02.72; - Опубл. 02.12.72.
8 Гудима Н.В., Шейн Я.П. Краткий справочник по металлургии цветных металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 536 с.
9 Васютинский Н.А. Титановые шлаки. – М.: Металлургия, 1972. – 210 с.
10 Резниченко В.А., Устинов В.С., Карязин И.А. Электрометаллургия и химия титана. – М.: Металлургия, 1982. – 320 с.
11 Мальшин В.М., Завадовская В.Н., Пампушко Н.А. Металлургия титана. – М.: Металлургия, 1991. – 208 с.
12 Лепихина М.С., Резниченко В.А., Соловьев В.И. Об экономической эффективности комплексной переработки железо-титановых концентратов двухстадийным электротермическим способом //Комплексное использование минерального сырья. – 1985. - №5. – с. 80-84.
13 Надальский А.П. Расчеты процессов и аппаратов производства тугоплавких металлов. – М.: Металлургия, 1980. – 128 с.
14 Рудницкий В.Б. Автоматизация процессов рудной электроплавки в цветной металлургии. – М.: Металлургия. 1983. –180 с.
15 Злобинский Б.М. Охрана труда в металлургии. – М.: Металлургия, 1968. – 460 с.
16 Штейнер А.Л., Карелин С.Н., Показаньева В.А. Электробезопасность на металлургических предприятиях. – М.: Металлургия, 1985. – 305 с.
17 Передерий О.Г., Микшевич Н.В. Охрана окружающей среды на предприятиях цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1991. – 230 с.
18 Криворученко В.В., Коробов М.А. Тепловые и энергетические балансы алюминиевых и магниевых электролизеров. – М.: Металлургиздат, 1963. – 320 с.
19 Гордон Г.М., Пейсахов И.П. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1977. – 456 с.
20 Диомидовский Д.А. Металлургические печи цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1970. – 701 с.
1 Худайбергенов Т.Е. Титаномагниевое производства. Технология переработки промпродуктов и отходов – Алматы, 1996.
2 Металлургия титана /В.А. Гармата, Б.С. Гуляницкий, В.Ю. Крамник и др. – М.: Металлургия, 1968. – 643 с.: ил.
3 Металлургия титана /В.В. Сергеев, Н.В. Галицкий, В.П. Киселев и др. – М.: Металлургия, 1971. – 320 с.
4 Сандлер Е.М. Развитие титановой промышленности за рубежом //Цветные металлы. –1990. – №7. – с. 82-84.
5 Разработка технологии и аппаратуры прямой переработки ильменитовых концентратов с утилизацией отходов /Отчет института металлургии и обогащения и УК ТМК, 1973.
6 Патент Великобритания № 1294703. Способ выщелачивания железо-титановых руд; - Заявл. 1.11.72.; - Опубл. 1.11.73.
7 Патент Великобритания № 2131974. Способ выщелачивания железо-титановых руд. Фирма British Titan LTD; - Заявл. 4.02.72; - Опубл. 02.12.72.
8 Гудима Н.В., Шейн Я.П. Краткий справочник по металлургии цветных металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 536 с.
9 Васютинский Н.А. Титановые шлаки. – М.: Металлургия, 1972. – 210 с.
10 Резниченко В.А., Устинов В.С., Карязин И.А. Электрометаллургия и химия титана. – М.: Металлургия, 1982. – 320 с.
11 Мальшин В.М., Завадовская В.Н., Пампушко Н.А. Металлургия титана. – М.: Металлургия, 1991. – 208 с.
12 Лепихина М.С., Резниченко В.А., Соловьев В.И. Об экономической эффективности комплексной переработки железо-титановых концентратов двухстадийным электротермическим способом //Комплексное использование минерального сырья. – 1985. - №5. – с. 80-84.
13 Надальский А.П. Расчеты процессов и аппаратов производства тугоплавких металлов. – М.: Металлургия, 1980. – 128 с.
14 Рудницкий В.Б. Автоматизация процессов рудной электроплавки в цветной металлургии. – М.: Металлургия. 1983. –180 с.
15 Злобинский Б.М. Охрана труда в металлургии. – М.: Металлургия, 1968. – 460 с.
16 Штейнер А.Л., Карелин С.Н., Показаньева В.А. Электробезопасность на металлургических предприятиях. – М.: Металлургия, 1985. – 305 с.
17 Передерий О.Г., Микшевич Н.В. Охрана окружающей среды на предприятиях цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1991. – 230 с.
18 Криворученко В.В., Коробов М.А. Тепловые и энергетические балансы алюминиевых и магниевых электролизеров. – М.: Металлургиздат, 1963. – 320 с.
19 Гордон Г.М., Пейсахов И.П. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1977. – 456 с.
20 Диомидовский Д.А. Металлургические печи цветной металлургии. – М.: Металлургия, 1970. – 701 с.
Мазмұны
Кіріспе
7
1 Жалпы түсіндірме
8
1.1 Титан қожын алу цехына қысқаша мінездеме
8
1.2 Шикізат негізі, номенклатура, өнімнің технологиялық деңгейінің сапасы
8
1.3 Негізгі техникалық және жобалық шешімдер
9
2 Негізгі жоспар, жер қыртысының үстіңгі қабатын қайта өңдеу және транспорт
10
2.1 Негізгі жоспар
10
2.1.1 Құрылыс аумағының қысқаша сипаттамасы
10
2.1.2 Құрылыс аумағын таңдау
10
2.1.3 Жоба көрсеткіштері мен оның шешімдері 11
2.1.4 Заводттың ішкі және сыртқы көлік тасымалы
11
3 Энергиялық ресурстармен қамтамасыз ету және технологиялық
шешімдер
12
3.1 Өнеркәсіп технологиясы
12
1. Титан қожын алу әдістері
12
2. Істеп тұрған өндіріс жұмысына талдау
16
3. Технологиялық көрсеткіштер мен өнімді өңдеудегі технологиялық
сызбаны таңдау
17
4. Негізгі технологиялық процестерді сипаттау
5. Технологиялық процестің есептеулері
18
3.1.5.1 Электр пешіндегі ильменит концентратын балқытудың материалдық
баланстарының есептеулері
20
3.1.5.2 Кенді термапешінің конструктивтік есебі
26
3.1.5.3 Пештің жылулық балансының есебі
28
3.1.6 Көмекші қондарғыларды таңдау және есептеу
37
3.1.6.1 Табиғи газ бен ауаның шығынын күйдіру камерасында есептеу
37
3.1.6.2 Газ жүру жүйесінің есебі
41
3.1.7 Сыннан өткізу және бақылау
46
3.1.8 Жөндеу шаруашылығы
49
3.1.9 Қосымша жұмыстар
49
3.1.10 Технология процестерін автоматтандыру
50
3.1.11 Электрмен жабдықтау және электр қондырғылары
51
3.1.12 Технологиялық жылумен, сығылған ауамен, оттегімен қамтамасыз
етудің энергетикалық қондырғылары
53
4 Экология және қауіпсіздік
54
4.1 Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы
54
1. Титан қожын алудағы өнеркәсіптегі зиянды факторларға талдау
жасау
54
4.1.2 Ұйымдастырылған шаралар
55
4.1.3 Санитарлық-гигиеналық шаралар
56
4.1.3.1 Жекелей қорғану жарақтары
56
4.1.3.2 Жұмыс орнындағы тазалық пен жарықтылық
56
4.1.4 Техникалық шаралар
61
4.1.4.1 Жалпы айналымдағы желдеткішті қамтамасыз ету
61
4.1.4.2 Механикалық қондырғылар мен жұмыс істеудегі қауіпсіздік пен
қамтамасыздандыру
62
4.1.5 Өрт шығуға қарсы шаралар
62
4.2 Ауаның тазалығы
63
4.2.1 Өнеркәсіп қалдықтарының сандық мөлшерлері
63
4.2.2 Ауа бассейінін қорғау
63
4.2.3 Өнеркәсіпте қолданылатын су ағымының мөлшері мен құрамы
65
5 Өнеркәсіпті басқару жүйесі және еңбекті ұйымдастыру
67
5.1 Негізгі қордың техника- экономикалық сипаты
67
5.2 Өнеркәсіпті ұйымдастыру
67
5.2.1 Өнеркәсіпті уақыт ағымында ұйымдастыру 67
5.2.2 Ғылыми еңбекті ұйымдастыру
70
5.2.3 Кадрларды ұйымдастыру
70
5.2.4 Еңбек ақы беруді ұйымдастыру
71
5.2.5 Жөндеуді ұйымдастыру
72
5.3 Өндірісті жобалау
75
5.3.1 Капиталды салу жобасы
75
2. Шаруашылық-қаржылы жоба
75
5.3.2.1 Өндіріс қорларын жобалау
80
5.3.2.2 Энергоқорларды жобалау
80
5.3.2.3 Еңбек бойынша жоба
80
5.3.2.4 Еңбек ақы есептеу
80
5.3.2.5 Қосымша шығындарды жобалау
80
5.3.2.6 Өзіндік құнды жобалау
89
5.3.2.7 Пайданы жобалау
94
5.4 Жобалы есептеудің экономикалық көрсеткіші
97
5.5 Технико-экономикалық көрсеткіштер
98
6 Құрылыс есептеулері
102
Қорытынды
105
Қолданылған әдебиеттер
106
А қосымшасы
108
Күйдірілген шекемтастардың балқуының материалдық және жылулық балансы
Б Қосымшасы
111
Пеш қабаттарының табанына қарай температураның жоғалымын анықтау
КІРІСПЕ
Қазіргі кезде титан өндіруде негізгі шикізат ретінде титан қожын
пайдаланады. Оны кен термиялық пештерде ильменитті концентраттарды балқыту
кезінде аламыз. Негізгі процесс темір тотығын металлға дейін,ақырғы балқыту
арқылы шойынды байытлған титан қожынан аламыз. Титан қожын өндіру
технологиясы темір мен титанды айыруды тиімді түрде жүргізу арқылы негізгі
өнімді шойын мен қожды аламыз. Оны толық түрде өндірісте пайдаланамыз.
Экономикалық тұрғыдан алғанда электрлік пештер қымбат агрегаттарға
жатады,өйткені көп көлемде электр энергиясын қажет етеді. Рационалды түрде
шикі құрамд пайдаланған кезде қызып кетуін болдырмау үшін үнемі агрегатты
суытып отыруымыз қажет. Қосымша қыздыру мен материялдарды қалпына келтіру
айналманы пеште жүзеге асырады.Бұл жағдайда электр пеші негізінен сұйық
фаза түрінде өнімді бөлу арқылы шойын мен титан қожын айырады. Балқытуда
қалыптастырғыштар шекемтастарды пайдалану электр пештерінің технологиялық
және электротехникалық көрсеткіштерін жоғарлатады. Электр энергиясының
шығынын екі есеге дейін азайтады. Сонымен қатар бұл схеманың тиімділігі
процесстің үздіксіз жұмыс істеуі мен кен термиялық пештердің өнімділігін
жылына 45мың тонна титан қожының орнына 80000 тонна титан қожысын ильменит
концентратын балқыту арқылы алуға болады. Диплом жобасының негізгі мақсаты
титан қожысын шикізат құрамынан қорытудың технологиялық процесін дамыту.
Жобада титан қожысын қорытуда ильминитті концентрат пен шекем тастарды
пайдалану мен салыстыру арқылы берілген.
Титан қожысын күдірілген шекемтастарды балқыту арқылы алу процесінің
жылдық экономикалық тиімділігі 213 008 000 теңгені құрайды.
1. ЖАЛПЫ ТҮСІНДІРМЕ
1. Титан қожын алу цехына қысқаша мінездеме
Титан қожын алу цехы шикі құрамды дайындау мен электрлі балқыту
болімдерінен тұрады. Титан қожын алу үш түрлі сұлба түрінде көрсетілген:
- қожды ұнтақталған шикі құрамда периодты процесс арқылы қорыту.
- қожды периодты түрде шекемтас түріндегі шикі құрамнан қорыту.
- қожыны екі желілі үздіксіз процесс арқылы қалпына келтіріп
шекемтастардан қорыту.
Шикіқұрамды қосылыстардан дайындайды, шаң тозаң ұстау камерасы,
құйындатқыш аспирациондық қондырғы конвейтрлерінде дайындап, берілген
мөлшерде пештің қалатарында кен термиялық пешке беріледі. Электрбалқыту
бөлімінің өнімділігін арттыруда негізгі технологиялық пеш болып табылады.
Ол ұнтақталған шикі құрам мен шекемтастар мен жұмыс істейді. Пештін
өнімділігі титан қожын алу собасына байланысты.
2. Шикізат негізі, номенклатура, өнімнің технологиялық деңгейінің
сапасы
Титан қожын кентермиялық пеште алу үшін шикізат ретінде Иршан кен
орының ильменитті концентратын пайдаланады. Химиялық құрамын пайыз ретінде
алғанда: 59,98 ТіО2; 34,3 FeO; 1,54 SiO2; 0,75 Al2O3; 0.21 CaO; 0,49 MgO;
0.55 MnO; 0.17 Cr2O3; 0,26 V2O5 , 0.082 P2O5, 0,44 S, 0,19 ZrO2, 0,16 H2O,
0,017 Sc2O3, 0,005 Ta2O5, 0,035 Nb2O5, сонымен қатар антрацит кіреді.
Ильменитті концентрат улы емес ытықсыз, жарылғыш емес, өндірісте
пайдаланар алдында, ТіО2 массалық бөлігімен ылғалдылығын тексеру қажет.
Жабық, ылғал жоқ, басқа заттардан бөлек жерде сақтау керек. Қолданар
алдында қосымша өңдеуді қажет етпейді. Ильменитті концентратты балқыту
кезінде қалыптастырғыш ретінде антрацитті пайдаланамыз. Ылғалдылығы 11
пайыздан артық емес, минералды қоспаның кесегі 25мм немесе 2 пайыздан
аспау керек, құрамындағы ұсақтын мөлшері 13мм немесе 15 пайыздан аспау
керек. Көміртегінің құрамы 88 пайыз. Қолданудан бұрын көміртегінің,
күкірттің ылғалдылықтан салмақтық бөлігін тексереміз. Антрацит уытты емес,
жарылысқа қауіпсіз, жану температурасы 873К. Ол жабық, дымқылдықтан
қорғалған, басқа матерялдармен әрекеттеспейтін тұрғынжайларда сақталады.
Электр пешіне тоқ өткізгіш ретінде диаметрі 710мм-лік графиттелген
электродтар қолданады, ТУ 48-12-20-70 сапа ЭГО және ЭГ1. Элетродттардың
ұзындықтары 1700мм. Ұзындығының қажетті шамадан ауытқуы оңға 500мм, солға
300мм, диаметрі – оңға 2,5, 2,5. Тоқ тығыздығы 120кА2 ЭГО сапалыға электр
қарсылығы 110м мм2м, ал ЭГ1 сапалығы 13ОМ м2м. Тығыздығы 2,22 Тм3,
аудан тығыздығы 1,58 – 1,60 Тм3. Электрод кеуектілігі 28-29 пайыз.
Өндірісте қолдану үшін алдын-ала электродтар мен нипельдердің механикалық
кедергілердің жоқ екеніне көз жеткізу керек. Электрод уытты емес, жарылысқа
қауіпсіз, өртке қауіпсіз. Олар жабық темір жол вагондарымен тасымалданады.
Олар дымқылдықтан қорғалған, жабық тұрғынжайларды, электродтармен
нипельдердің механикалық кедергілері болмаған жағдайда сақталады. Өндірісте
қолданудан бұрын оның диаметрі қажеттілігіне қарай жабдықталады. Электр
балқыту арқылы титан қожын алу үшін, барлық техникалық сұраныстарға жауап
беру керек. ТіО2 құрамы 86 пайыздан кем болмайды, темірдін шала тотығынын
құрамы 5,0 пайыз, металлдардың қосындысы 2,5 пайыз, ылғалдылық 8,0 пайыздан
аспауы керек, кесектіліктің үлкенділігі 5 мм-ден кем болмауы керек.
3. Негізгі техникалық және жобалық шешімдер
Бекітілген тапсырысқа қарай ильменитті концентратының Иршаң кен
орынынан шыққан өнімнің құрамын жобалау ВНИИ цветмет сынағымен қабылданды.
Дипломдық жобаның базалық технологиядан негізгі айырмашылығы, пеш табанының
конструкциясының өзгеруі. Электр балқыту бөлімшесінде жылына 45 мың тонна,
күніне 138,5 тонна концентрат өндіріледі. Электр балқыту бөлімшесінде
технологиялық сызбалар көмегімен жабдықтарды шоғырландыру жұмысы жүзеге
асып, бос аудандарды қолдануда қамтылып, бар жабдықтарға максималды
жақындау арқылы және технологиялық ұқсастығы жақын объектілерде іске асады.
№12 цех электр балқыту бөлімшесі болып табылады, ал оның қасынан
шикіқұрамды дайындау бөлімшесі орын тепкен.
2 НЕГІЗГІ ЖОСПАР, ЖЕР ҚЫРТЫСЫНЫҢ ҮСТІҢГІ ҚАБАТЫН ҚАЙТА ӨҢДЕУ ЖӘНЕ
ТРАНСПОРТ.
2.1 Негізгі жоспар
2.1.1 Құрылыс аумағының қысқаша сипаттамасы
Титан өңдірісі және де өте жиі титан қожы өндірісі және магний
өндірісі энергияны көп қажет ететіндер қатарына жатады, өңдірістер
құрылысын электр энергияснын арзан аумағында жүргізген тиімді. Осы
аумақтарда Өскемен, Бұқтырма, Шүлбі су электр станциялары және Согра жылу
электр орталығы орналасқан. Өскеменді Үлбі және Ертіс өзендері басып
өтіп, комбинаттарды су ресурстары мен жабдықтайды. Комбинатты инженрлермен
Шығыс Қазақстан Мемлекеттік Техникалық Университеті және Қазақ Ұлттық
Техникалық Университеті толықтырып отырады. Ал жұмыскерлерді техникалық
училищелер мен колледждер дайындайды. Құрылысты осы аумақта салуға
теміржол торабы, автомобиль жолдары, әуе және су жолдары әсерін тигізді.
2.1.2 Құрылыс аумағын таңдау
Титан – магний комбинатының өнеркәсіптік ауданы келесі инженерлік
геологиялық шарттармен байланыстырылады. Жер қыртысының 5-8 м тереңдігінде
құмнан саңылаулар құйылып, оларды екінші типті отырғызғыларға тенейді. Одан
кейін графикалық – галеечті құйма құйылады, ол құрылыс фундаментінің негізі
болып табылады. Галееч құймасын құммен толтырғандағы қысым есебі 5кгсм3.
Топырақты су 7-11м тереңдіктен шығады. Оларға сулфатты және көмірқышқылдық
қатынастар тән. Бұл өндірістер 7 баллдық жер сілкінісіне төтеп береді.
Өскеменнің ауа райы өте құбылмалы, ең төмеңгі температура -490С, ал өте
жоғары температура +410С. Жауын шашынның орташа жылдық көрсеткіші 334-507
мм. Желдердің солтүстік-батыс және оңтүстік-шығыс бағыттарыңда 5 мс
соғуынын арқасында қала улы газдармен аз ластанады. Техникалық және ішетін
суды комбинат Үлбі және Ертіс өзендерінен алады. Осы мақсатта суық су
жүйесі, айланба су жүйесі, таза су жүйелері жобаланған.
2.1.3 Жоба көрсеткіштері мен оның шешімдері
Титан қожын алу цехын орналастыруды техникалық жүеден қарап
таңдайды, бос аудандағы орындарды кәсіпорын қамти отырып пайдаланады.
Өндірістің негізгі мақсаты ильменит концентратын электр балқыту мен айыру.
Дипломдық жобада бұл негізгі өндірістік аумақ болып көрсетілген. Кәсіпорын
аумағын көгалдандыру көзделген. Ағаштар, жасыл шөптер өзіне көмірқышқыл
газдарын сіңіре отырып ауаға оттегін бөледі.
2.1.4 Заводттың ішкі және сыртқы көлік тасымалы
Ішкі транспортты да жабдықтауға жатқызамыз, ол цех ішіндегі құрал-
жабдықтарды тасымалдайды. Ал цехаралық транспорттар жүктерді цехтар
арасында тасымалдайды. Ал сыртқы транспорт өндіріске жанар-жағар
май,жабдықтар мен дайын өнімді тасымалдайды. Автомобиль, теміржол, құбыр
арқылы тасымалдау электр балқыту бөлімшесінде пайдаланады. Жүк көтеру
құрылғылары және крандар жүк тиеу-түсіру жұмыстарын атқарады. Цех аумағында
автомобиль жолдары және жаяу адамдарға арналған жолдар бар, олардың бәрі
өндіріс аумағына кіретін жерге бағытталған. Автомобиль және жаяу адамдар
жолдары қатты қаптамамен қапталған. Осы жолдардағы көліктердің
жылдамдықтары админстрацияның қаулысымен бекітіліп, белгілермен
айқындалған. Адамдарды темірмен қапталған жүк көліктерімен тасымалдауға
болмайды. Жолдардың жалпы ұзындықтары 7 км қамтиды.
3. ЭНЕРГИЯЛЫҚ РЕСУРСТАРМЕН ҚАМТАМАСЫЗ ЕТУ ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ШЕШІМДЕР
1. Өнеркәсіп технологиясы
1. Титан қожын алу әдістері
Қазіргі уақытта титан өндірісіеде хлорды технология пайдалануда, одан
көп көлемде қалдықтар қалады. Шыққан өнімнің құрамынағы қоспаның хлормен
әрекеттесуі олардың пайда болуларының негізі болып табылады.Соңғы жылдарда
өнім сапасы төмендеді, бұл 1 көрсеткіште.Титанның жоғары әрекеттесу
қабілеті және оның құрамының төмендеуі, қоспаның аз көлемде көтерілуі оның
өндірісіндегі негізгі технологияны қолдану мен көрсетіледі.
Б.Ұ.Ұ және срт елдерде титан өндірісі бұл металлотермиялық, онда
титан хлориді магнимен немесе натримен қалыптастырады. Сондықтан да
өнеркәсіптегі кен өнімі құрамы, хлорлы әдісімен өңдеуге қанағаттандыра
алатын болуы керек. Қоспаның аз көлемде алынған өнімді хлорлауға түскені,
сол көлемде титан хлоридінен титанды айыруға болады, хлордың аз шығыны,
еңбек етудің жақсы жағдайы болады. Құрамында титан бар концентраттарды
үздіксіз хлорлау, хлорлау әдісін өте қиндатады және де титан хлоридін
қоспалардан тазартуда да кедергі келтіреді, хлорлаудан бұрын концентраттан
темір қоспасын бөліп алса жеңілірек болады. Басқа шет елдер зауыттарында
мысалы Жапон фирмасы “Осака титаниум” титан хлориды өндірісі құрамында 94-
96% титан қос тотығы бар бай рутил концентратын пайдалануда. Рутилдің
табиғатта сирек кездесуіне байланысты оны ильменит концентраттарына
технологиялық сызба көмегімен ала бастады. Өндірісте технологиялық
сызбалардың өте ауқымды пайдалануы, темірді ерітінділеп оның оксидін
қышқылдармен әрекеттестіріп, ильмениттен темір тотығы мен титанның қос
тотығын алдын-ала термиялық әдіспен өңдейді. Таңдамалы ерітінділеуді күкірт
және тұз қышқылдарында жүргізеді. Тұз қышқылы күкірт қышқылының жанында
құрамында темірі бар өнімдерді алуда өте қарапайым болып келеді. Осы
мақсатпен тұз қышқылы ерітіндісі құрамында темір хлориді бар, 800-9000С тен
жоғарғы пар гидролизіне ұшырап, соның нәтижиесінде үш валентті темір оксиді
түзіледі.
2FeCl2+2H2O+0,5O2=Fe2O3+4HCl
(1)
Темір тотығы бояу өндірісі мен темір ұнтағы өндірісінде қолданылуы
мүмкін. Тұз қышқылының буы адсорберге түседі, ол жерден қышқыл қалыптасқан
ильменитті ерітінділеуге бағытталады. Тұз қышқылы регенерациясы арқылы
жасанды жолмен алынған рутил бағасы, рутил концентраты бағасынан кем емес.
Аризонит концентратын (Fe2O33TiO2) өңдеген жағдайда,қалыптастыра күйдіру
жұмыстары 800-9000С қайнау қабатында жүреді, қалыптастырғыш ретінде
генератор ауасын қолданамыз. Қалыптасқан өнімді 20-25% тұз қышқылы
ерітіндісімен 103-1050С температурада, Т:Ж=1:2, 2-3 сағат аралығында
ерітінділейді. Сүзіліп, жуылып болғаннан соң бөлінген қалдықты 9000С
температурадағы магнит сеператоры арқылы өткіземіз. Магнитсіз, жасанды
жолмен алынған рутил құрамында 96% TiO2 бар. Шет елдер
өнеркәсіптерінде”Бенлайт корп оф Америка” фирмасы ойлап тапқан тұзқышқылы
әдісімен өңдеу кең етек жаюда. 53-54% TiO2 концентратын 875-9250С барабан
пешінде, 30 минут уақыт аралығында қалыптастырады. Осы кезде 80-95% темір
екі валентті күйге өтеді. Тоңазытқыш көмегімен суытылған материал 2-4 сағат
айланбалы барабан автоклабында 18-20% тұз қышқылымен 134-1450С
ерітінділенеді. Фильтрленген, жуылған, күйдірілген қалдықтың құрамында 95%
TiO2.Темір-титан кендерін ерітінділеу әдісі де бар. Кенді алғашында
қышқылдандырып,содан кейін су буымен қалыптандырады. Содан кейін 18-22% тұз
қышқылы ерітіндісімен ерітінділейді. Табиғи ильменитті өңдеудің тағы бір
әдісі алға тартылды, ол әдіс алғашында ильменитті ұсақтап, одан кейін тұз
қышқылы ерітіндісі мен ерітінділеу әдісі. Титан оксиді қатты тұнбаға өтеді,
оны жуып-шайып, кептіріп және алынған өнімді сульфатты пигментті титанның
қостотығы әдісті өндірісінде қолданады. Сульфатты пигментті титанның қос
тотығының негізгі санын ильменит концентратының күкірт қышқылы әдісі мен
алады. Ол келесі әдістер көмегі мен жүзеге асады:
- күкірт қышқылы концентраттарының жайылуы.
- ерітіндіні темірден тазалау.
- метатитан қышқылының күкірт қышқылы ерітіндісінен
бөлінуі.
- тұнбаны балқыту арқылы титанның қос тотығын алу.
Титан қышқылының пирометаллургиялық әдісінің темір титан
концентрациясындағы мүмкіндігі зерттеушілерді бұрыннан ақ еліктеткен.
Алғашқы титаномагнетиттерді балқыту жұмыстары арқылы титан қожының бай
өнімін домен пештері көмегімен алуға болатыны дәлелденді.(1897 жыл В. Н.
Липин) Илменит концентратын электр пешінде балқыту 1949 жылы Кузнецк
металлургия комбинатында жүзеге асқан. Нәтижиесінде құрамнда 40% TiO2 бар
қож алынады және шойындағы ванадиидің мөлшері 0,6-0,8% құрайды.Балқыту
жұмыстары агломератта жүргізіледі. Темір оксидін қалыптастырушы, пеш
өнімділігін анықтайтын процесс болып табылады. 1951 жылы Гиредмет
тәжірибесінде құрамында 50% дан жоғары темірдің қос тотығы бар ильменит
концентратын балқыту ісі жүргізіледі. Алынған қождар құрамында 80% ға дейін
титанның қос тотығы түзілген.1955 жылы Зпорожьенің ферробалқыту зауытында
ең алғаш рет 50% титанның қос тотығы бар титан қождарын алу жолы
меңгерілді. Одан 88-90% титан қос тотығы алынды. Осындай қождар титан
хлориді өндірісінде таптырмайтын өнім болып табылады. Оларды алу жолында
электр энергиясының шығымы ұлғайып, пеш өнімділігі төмендеп, өнімнің шығымы
ұлғаяды. Балқыту процесінің даралығы шамалы бай титан қос тотығы қожын алу,
қалыптастыру мен қож түзу процестерінен тұрады. Бұл жұмысты алдын-ала
дайындалған шикі құрамды пеште ұстау арқылы игереміз.Титан қожын ильменит
концентратынан алу жолдарының негізгі шарттары:
- темір тотығының қалыптасуы.
- қождың байыптылығы, аздап электр өткізгіштік.
Ильменит концентратын қалыптастыра балқыту процесі өте қарапайым және
тұз қышқылы мен күкірт қышқылын ажырату әдістерінен тиімді, шойын мен қож
бұлар өнеркәсіпте толығы мен пайдаланылады. Титан қожы металлургиялық
өнеркәсіпте – титанды алатын негізгі өнім болып саналады, оның өсіне әсерін
тигізеді.
Мысалы 1993 жылы 3300 мың тж ильменит концентраты өңделсе, ал 1995
жылы 3700 тж өңделді. Титан концентратын кез – келген құрылғыдағы кен
термиялық пештерде балқытуға болды. Титан қожының балқымасын алу процесі
қайталана және үздіксіз түрде жүреді. Қайталану әдісі кезінде пешке толығы
мен шикі құрам тиеліп, балқытылған өнім алынған соң, жүйе қайталанады.
Үздіксіз балқыту әдісі кезінде пешке шикі құрамды жиі – жиі тиеп отырады,
қож бен металлдарды пештен жиылу мүмкіндігіне қарай шығарып отырады.
Концентраттарды балқыту ісін флюстердің қатысы мен немесе қатынасынсыз
жүргізуге болады, немесе ұнтақ және кесек шикіқұрам қосуға болады. Және де
концентраттарды балқытудан бұрын қтты құрамға қалыптасуына алдын – ала
дайындауға болады. Қалыптастырғышты дайындауға дейін ондағы көмір
қышқылының, күлдің, дымқылдың, ұшқыштардың құрамын анықтаған жөн. Жоғары
күлді қалыптастырғыштарды қолдануға тиім салынады, себебі кейбір
қышқылдардың күлден қожға өткенде титан қос тотығының құрамы төмендейді.
Қазіргі кезде титан қожын балқытуды ашық немесе жабық кен термиялық
пештерде жүргізеді. Бұл әдістің ерекшелігі титан қожын темір тотығынан
мөлшерін төмендете алу болып табылады. Сондықтан да балқыту кезеңінің
соңында пешке қалыптастырғыштар тиеледі. Ашық пеште қайталану процесі
жүргенде шыққан газдар мен бірге жылуды да жоғалтамыз және балқыманың
үстіңгі қабатының шағылысуы және пеш науасының қабырғалары арқылы жылуды
жоғалтамыз. Қож балқымасын алуда өнімнің техникалық және экономикалық
көрсеткіштерінің өсуін пештің үстіңгі аумағы жабық кезде ала – аламыз.
Бұндай пеште пештің өнімділігі жоғарылап, электр энергиясының шығымы
төмендеп, концентраттардың шаң мен және де шыққан газдар мен кету дәрежесі
төмендеп, жылуды жоғалту да төмендейді. Жабық пештер технико – экономикалық
көрсеткіштерді көтеріп қана қоймай, белгілі бір әлеуметтік түрткіге жол
ашты, немесе жұмыскерлерді толық дерлік жылу сәулесінен қорғауға мүмкіндік
береді, пеш аумағындағы шаңның көлемін азайтты, және де ауаға зиянды
газдарды шығару көлемін азайтуға жол береді.
Тағы да пештердегі тиеу жұмыстарын автоматтандыру, технологиялық
процестерді қодағалап, басқаруға мүмкіншіліктер болады.
Қалыптастырғышты дұрыс пайдалану үшін, шаңнын көлемінің азаюы және
электр энергиясының аз қолданылуы кесекшеленген шикі құраммен жұмыс істеуде
тиімді. Қайнау қабатында цементтеп кесекшелерді пісіруде қиыншылықтар
кездеседі, ол шикі құрамның газ өткізуін бұзады. Қалыптастырғыштың үш
фазалы процесін айланбалы пеште немесе қайнау қабаты пешінде жүргізуге
болады, онда ильменит концентраты көміртегі тектес күйде түседі.
Температура 1250 0С – тан жоғары болса, темір тотығы темірге айланады.
Процесстің қатты аумағында Ti2O5 пайда болуынан, Ti2O3 ильменитінің
еруі басталады, содан Fe2O3 қатты қоспасының түзілуі қиындайды, ол қосымша
қалыптастырғыштарды керек етеді, балқыту ұзақтығы көтеріледі, бұл электр
энергиясының көп мөлшерде пайдалануына әкеліп соғады, пеш өнімділігі
төмендейді. Электр балқытуда аз дәнді материалдарды пайдалану титан қожын
өңдеуде жоғарыда айтылған әдістерден өз артықшылығын көрсетті, үлкен бір
күшпен оны агрегатта өңдеп, өнімді алуда екі өнім алу жолы пайда болады,
олар жоғары титан қожы және металл. Күрделі комплексті титан концентратының
кейбір түріне бұндай балқыту титан мен темір оксидтерін ажыратудағы ең
тиімді әдіс болып қалды. Өнеркәсіпте бұл әдіс неғұрлым бейімделген:неғұрлым
қарапайым;үнемі жаңаланып отырады. Қоршаған ортаға неғұрлым таза, ластанған
ағынды сулар шығармайды, тағы да бір ауа бассейініне шығарылған улы
газдарды тазалап отыру әдісі ойланып, істе тексерілмекші. Ильменит
концентратын өңдеудің бір стадиялы әдісіне барлық физико – химиялық
процесстер кен термиялық пештің науасында жүреді. Ильменит концентратын кен
термиялық пештерде балқыту технологиялық көрсеткіштердің өсуіне түрткі
болды.
2. Істеп тұрған өндіріс жұмысына талдау
Қазіргі кезде АҚ УКТМК да титан қожы өндірісі тұрғызылып, құрал –
жабдықтар мен қамтамасыз етілген. Егер бұрын Запорождегі титан – магни
комбинатынан жеткізілетін титан қожы өнім көзі болса, экономикалық
қатынастың күрделенуіне байланысты, титан қожын Қазақстанда өндіру жолы
көзделген. Өскемен қаласының аумағында Сатпаев ильменит – циркон кен орыны
145 шақырымда орналасқан және Бектемір ильменит кен орыны 150 шақырымда
орын тепкен, сонымен қатар құрамында титанның қос тотығына (55-65%) бай
Иршан және Вольногорск кен орындарының концентраттары пайдаланылуда.
Алғашында титан өндірісінде канадалық қож пайдаланылған. АҚ УКТМК да
титан қожын осы үш сызбаның бірімен алу жолы көзделген.
- ұнтақты шикі құрамда перодты процеспен қожды балқытып
алу;
- шекемделген шикі құрамда қожды периодты балқытып алу;
- қалыптасқан шекемдермен үздіксіз екі стадиялы процесте
қожды балқытып алу.
Титан қожын алуда қолданылған сызбаға жүргізілген анализі цехте
келесі технологиялық кемшіліктерді көрсетті:
- ыстыққа төзімді материал титан қожын балқыту процесіндегі
температураға төзімсіз;
- камера қабырғаларының жиі күйіп кетуі;
- пеш еденіндегі температураның көтерілуі әсерінен жұмыстың
тоқтап қалуы.
3. Технологиялық көрсеткіштер мен өнімді өңдеудегі технологиялық
сызбаны таңдау
1. және 3.1.2 бөлімдері анализі көрсеткендей титан қожын алудағы
тиімді сызба ретінде ұнтақты шикі құрамда периодты процеспен
қожды балқытып алу жолы көрсетілген.
АҚ УКТМК қожды алуда жабық типті, күштілігі 16,5 МВА, графиттелген
электродтар саны үшеу болып келетін кен термиялық пеші пайдаланылады. Одан
қож және шойын өнімдері шығарылады. Және де қосалқы пеш те қарастырылған.
Титан мен темір оксидтері қоспаларынажыратуда электр пешінің атқарар жұмысы
орасаң зор, пеште олар титан концентраттары құрамынан ажыратылады.
Технологиялық көрсеткіштері 3.1 кестеде көрсетілген.
Кесте 3.1 - Технологиялық көрсеткіштер.
Күндік тоқтаулардыңӨнімділік. тжыл 1 тонна титан қожының
саны. 1жылдағы құны.
40 45000 81945
4. Негізгі технологиялық процестерді сипаттау
Кен термиялық пеште титан қожын алудың негізгі мақсаты - темір
тотығын металлға дейін қалыптастыру, соңғысын балқытып,байытылған титан
қожынан айыру. Пешке түскен материалдар, төменге қарай түсу жолында ыстық
өтпелі газдар мен әрекеттесіп, біртіндеп қыздырылады. Температура 900 0С
тан жоғарылағанда темір тотығының оттегі мен металлға дейін қалыптастыру
байқалды. Бірінші кезекте гематит пен магнетит тотықтары қалыптасады. Титан
қожы құрамындағы темір тотығының қалыптасуы өте жоғары температурада
жүреді, ол магнетит пен гематитке қарағанда күрделірек болып келеді. 1050
0С тағы темір тотығының төменгі оксидтеріне дейін қалыптасуы жүреді. Олар
(Ti3O5 , Ti2O3 TiO) темір тотығының қалыптасу процесінің аяқталуынан бұрын
қалыптасуларын бастайды.
Шамалы қалыптастырылу процесі теңдеуін жазайық:
2(FeO*TiO2 )+4C=3Fe+ Ti3O5 +4CO
(2)
Температура көтерілген сайын процесс қарқымды түрде жүреді, қож түзу
басталған кезде қалыптасу жылдамдығы температурасы көтерілсе де төмендейді.
Реакция нәтижиесінде алынған металлды темір көмірсіздендіріп, 1150 0С
температурадан жоғарыда балқиды,тотық ортасына қақ түзіп, пеш еденіне қарай
ағады. Қождың балқу температурасынан жоғары температурада металл мен қождың
екі қабатқа бөлінуін көреміз. Қалыптастырылу реакциясы кезінде титан
қожына, титан тотығы мен қатар басқа да металлдар тотықтары өтеді, олардың
концентраттарының құрамында (CaO, MgO, V2O5, Al2O3, Cr2O3, P2O5) болады.
Соңғы қожды балқытудағы температура қалыптастыра электр балқытуының ең қиын
жері болып табылады. Айырмашылық 300 0С тен асып жығылады. Қалыпты фазада
қалыптасуда жылдамдықтың шамадан тыс төмен болуы жағдайында темір закисінің
көп мөлшері балқымаға өтеді, одан қайта қалыптастыру қиынға соғады.
Қалыптасу процесін қамтамасыз ету және жоғарғы температурадағы сұйық
балқыманы ұстап тұру үшін жылу энергиясының кен көлеміндегі тығыздығы
қажет. Бұл жағдайда титан тотығының кедей түсімі түзіледі. Олардың
балқымада жиналғанының арқасында балқу температурасы және созылмалығы мен
тоқ өткізгіштік қасиеттері артады.
Балқыманың тоқ өткізгіштік қасиеті артқан сайын, пеш доғалы жұмыс
кестесі мен жұмыс істейді. Технологиялық режимнен ауытқыған жағдайда
науаның үстіңгі жағында клошниктің аспалы болып тұруы бақыланып, келесі
кезекте шикі құрамның балқымаға құлауы қауіпі болады. Колошниктің үстіңгі
аумағынан шикі құрамның құлауы тәркіленсе, қож созылмалы күйге өтіп, қайнау
процессі басталады. Аз қалыптасқан шикі құрам жоғары температурадағы қождың
балқымасына қосылып, жылдам қызып, қалыптасады, осы кезде бөлінген мол
мөлшердегі қатынастық газдар қож балқымасын дәнекерлейді. Электр балқытуда
кішкене дәнді материалдарды қолдану материалдардың көп мөлшерде жоғалтуымен
қатар жүреді және қалыпты газ бөлінуге кедергі жасайды. Сонымен қатар
ұнтақты шикі құрамды қолдануды балқу процесі қалыптастыру процесінен әлде
қайда алда жүреді, темір закисінің негізгі бөлімі балқымада қалыптасады.
Бұл жағдайда балқыту ісі қождың үздіксіз қайнаған кезінде жүреді, және
энергияны көп мөлшерде жоғалуына себебін тигізіп, уақыт үнемдеуден де
желінеді.
Бір стадиалы титан концетратын жабық кен термиялық пештерде өңдеудің
негізгі кемшілігі;
ол оның периодтылығы, онда қолдануға дайын емес шикі құрам
пайдаланылады. Суытуға қолданылатын су мен жылудың негізгі бөлігі жоғалып,
пеш қауіптастыру процесіне толығымен дайын болады. Химиялық құрамы келесі
тотықтардан тұрады: CaO, MgO, V2O5, Al2O3, Cr2O3, P2O5 және тағы басқалар.
Минералды құрамы: титан қожының негізін титан тотығы құрайды, олар өз
ара қатты қоспа түзе алады.
Олардың негізгілері:
тагировид – қатты қоспа негізінде Ti2O5;
анософит – қатты қоспа негізінде Ti3O5.
бөгде металлдар тотықтары осы қоспалардың изоморфты торларынын еніп,
үш және үш валентті титанды алмастырады да өте күрделі қосылыстар түзеді:
n[(Ti, Fe, Mn, Mg)O*2Ti O2]*m[(Ti,Fe,Al,Cr)2O3* TiO2]*p TiO2
Балқыту температурасы, 0С 1650
Тығыздығы, тм3 4,3
Себу салмағы, тм3 2,6-2,8
Мооса шкаласымен есептегендегі қождың қаттылығы 4-5
Балқыту температурасы 1600-1800 0С
Титан қожы төрт хлорлы титан өндірісінде және титанның қос тотығында,
электродттарды пісіре жалату қоспларыңда, және өнеркәсіптің басқа да
бөлігінде пайдаланылады.
3.1.5 Технологиялық процестің есептеулері
3.1.5.1 Электр пешіндегі ильменит концентратын балқытудың
материалдық баланстарының есептеулері
Бастапқы шикізат химиялық құрылымы %-дық есептеуде төмендегідей
болатын: 59,98 TiO2; 34,3 FeO; 1,54 SiO2; 0,75 Al2O3; 0,21 CaO; 0,49 MgO;
0,55 MnO; 0,17 Cr2O3; 0,26 V2O5; 0,082 P2O5; 0,44 S; 0,19 ZrO2; 0,16 H2O;
0,017 Sc2O3; 0,005 Ta2O5; 0,035 Nb2O5; 0,821 ильменит концентраты болып
табылады.
Концентраттың балқыту өнімдеріне қарай құрылымының келесі н пайыздық
көрсеткіште қабылдаймыз (3.2 кесте)
3.2 кесте – Концентраттың балқыту өнімдеріне қарай құрылымының
үлестірілуі
Өнім ТiO2 FeO Cr2O3
кг %
Ti3O5 520,61 86,78 514,36 6,25
SiO2 15,4*0,93 = 14,32 2,39 14,15 0,17
А12О3 7,5*0,99 = 7,43 1,24 7,34 0,09
V2O5 2,6*0,49 = 1,27 0,21 1,25 0,02
MnO 5,5*0,94 = 5,17 0,86 5,11 0,06
MgO 4,9*0,99 = 4,85 0,81 4,79 0,06
CaO 2,1*0,99 = 2,08 0,35 2,05 0,03
FeO 343*0,08 = 25 4,57 27,11 0,33
Cr2O3 1,7*0,98 = 1,67 0,28 1,65 0,02
P2O5 0,82*0,05 = 0,04 0,01 0,039 0,001
S 4,4*0,99 = 4,36 0,73 4,31 0,05
ZrO2 1,9*0,99 = 1,88 0,31 1,86 0,02
Ta2O5 0,05*0,99 = 0,0495 0,01 0,0485 0,001
Nb2O5 0,35*0,99 = 0,347 0,06 0,343 0,004
Sc2O3 0,17*0,99 = 0,168 0,03 0,166 0,002
Басқалары 8,21*1 = 8,21 1,37 8,11 0,1
Барлығы 599,8945 100,00 592,6865 7,108
3.4 кесте – Товарлық шойын және оның шығынының мөлшері мен құрылымы
Элемент Шойынның магниттік фракцияменТоварлық Шойын мен
бірге жалпы мөлшері шойын және магниттік
магниттік фракцияның
фракция, кг шығындары,
кг
кг %
Fe 242,62 + 2,03 = 91,04 242,2 2,45
= 244,65
Мn 0,21 0,08 0,208 0,002
Ti 16,19 6,02 16,028 0,162
Si 0,47+1,31 = 1,78 0,66 1,762 0,018
V 0,71 0,26 0,703 0,007
С 4,85 1,81 4,801 0,049
P 0,34 0,13 0,337 0,003
Барлығы 268,73 100,00 266,039 2,691
Шаңға металлдардың барлық оксидтеріөзгеріссіз ауысады. Шаңның жалпы
мөлшері 19,796 кг болады.
1 т қожға 0,022 т электрод жұмсалған жағдайда 599,6845 кг қожға
электрод шығыны төмендегідей:
Еріту кезінде шихтаны құрайтындар төмендегі реакцияыдағыдай тотығады:
13,2 кг
С + 0,5 О2 = СО
12 16 28
Электродтағы көміртектің тотығуы үшін қажетті оттегінің мөлшері
17,6кг, жасалушы көміртегі оксидінің мөлшері 30,8 кг.
2,59 кг
СН4 + 1,5 О2 = СО + 2 Н2О
16 48 28 36
Антрацит ұшқыштарының тотығуына қажетті оттегі мөлшері 7,77 кг,
4,53 кг көміртегі оксиді және 5,83 кг су пайда болады.
Оттегінің жалпы шығыны 25,37 кг болады. Оттегінің осы мөлшерімен
түсетін азот:
Тотығуға қажетті ауаның шығыны:
25,37+84,93=110,3 кг
Металл оксидтерінің қалпына келу жағдайындағы пайда болатын көміртегі
оксидінің жалпы мөлшері 248,15 кг болады. Газдардың жалпы мөлшері мен
құрамы 3.5 кестесінде берілген:
3.5 кесте – Газдардың мөлшері мен құрамы
Мөлшері Газды құраушылар Барлығы
СО Н2О N2
кг 248,15 8,98 84,93 342,06
м3 174,75 11,67 67,14 253,56
% (көлемді) 68,85 4,59 26,56 100,00
Ильменит концентратын балқытудың балансын құраймыз (3.6 кесте)
3.6 кесте – Ильменит концентратын балқытудың материалдық балансы
Тиелгені Алынғаны
атауы мөлшері атауы мөлшері
кг
Бап Мөлшер Бап Мөлшер
кДжч % кДжч %
Электр қуатының Қождың физикалық
енгізетін жылуы.32754023,4 96,11 жылуы. 11931323,9 27,58
Шойынның физ.
Шихтаның 128014,83 0,38 жылуы 2881379,5 8,67
физикалық жылуы. Шығатын газдар
Ауаның физикалық18919,2 0,06 жылуы. 1775288,34 5,97
жылуы эндотермикалық
Электорд 1177416,4 3,45 реакциялар жылуы
жануының жылуы. салқындатқыш су 9132617,57 34,66
жылуы.
Пеш бетінің жылу1080 0,01
шығыны.
Трансформатор
мен 4417002 11,50
токжеткізгіштегі
жылу шығыны.
Есепке алынбаған
шығындар. 2316902 6,85
1622779,7 4,76
Барлығы: 34078373,83 100,00 Барлығы: 34078373,83 100
3.8 кесте – Процесс пен пештің техникалық көрсеткіштері
Көрсеткіш атаулары Шама
Пеш өнімділігі, тжыл 45 000
Қож бойынша электр қуатының үлестік шығыны, кВт 2245
сағт.
Шлакқа титанды табу, % 93,0
Титанды қождың құрамы, %
Ti3O5 86,78
MnO 0,86
FeO 7,57
SiO2 2,39
Al2O3 1,24
CaO 0,35
MgO 0,81
Cr2O3 0,28
V2O5 0,21
P2O5 0,01
S 0,73
ZrO2 0,31
Sc2O3 0,03
Ta2O5 0,01
Nb2O5 0,06
т.б. 8,21
Шығатын газдар құрамы, % (көлемді)
СО 68,85
H2О 4,59
N2 26,56
Пеш өлшемдері, м:
Балқыту аймағының диаметрі 8,8
Газды аймағының диаметрі 9,22
Балқыту аймағының биіктігі 2,73
Газды аймағының биіктігі 1,56
жалпы диаметрі 11,9
жалпы биіктігі
Пештің бастапқы қуаты, МВА 16,5
3.1.6 Көмекші қондарғыларды таңдау және есептеу.
3.1.6.1 Табиғи газ бен ауаның шығынын күйдіру камерасында есептеу.
Кенді термапештерден шығатын газдардың құрамында негізінен СО2
түзілгенге дейін күйдіруді қажет ететін көміртегі оксиді бар. Күйдіру
камерасы болаттан жасалған, сумен салқындатылады. Пеш газдарының
температурасы камераға кіру кезінде 800-900 0С болады.
Газ текті отынның жануын есептеу үшін құрғақ газдың құраымн аламыз,
%: 94,0 СН4; С2Н4 – 28; С3Н8 – 0,4; С4Н10 – 0,3; С5Н12 – 0,1; N2 –2,0; СО2
– 0,4. Құрғақ газдағы ылғалдың мөлшері 15,55 гм3.
Ылғалды газдың құрамын мына формуламен анықтаймыз:
(3.15)
мұндағы ХС – құрғақ газдағы компонент құрамы;
- құрғақ газдағы ылғалдың мөлшері, гм3.
СН4=;
С2Н4=;
С3Н8=
С4Н10=;
С5Н12=;
N2 =;
СO2=;
Н2O=100-98,09=1,91%.
Жануға кететін оттегінің шығыны:
Ауаның теоретиялық шығынын мына формуламен табамыз:
,
(3.16)
Жану өнімдерінің жекеленген құраушыларының көлемін былай табамыз:
(3.17)
(3.18)
(3.19)
(3.20)
Жану өнімінің жалпы мөлшері:
V= 1,01+1,95+8,17+0,197=11,33 м3м3
Жану өнімінің құрамы төмендегідей:
Газдың жану жылуын мына формуламен табамыз:
(3.21)
Жану өнімінің энтальпиясы төмендегідей бағаланады:
(3.22)
20 0С-тағы ауа энтальпиясы 25,8 кДжм3, табиғи газ энтальпиясы 31,4
кДжм3.
Берілген көрсеткіштер бойынша отынның жану температурасы 1900 0С
екендігін анықтаймыз.
Титан қожын еріту процесінде түзілетін көміртек оксидінің мөлшері
1360 кгсағ. болады.
1360
СО + 0,5О2 = СО2
28 16 44
Оттегінің қажетті шығыны 477 кг немесе 543,9 м3, түзілетін көміртек
диоксидінің мөлшері 2137 кг немесе 1088 м3.
СО2 түзілу үшін мына мөлшерде ауа қосу қажет:
Пеш газының мөлшерін мына формуламен анықтаймыз:
(3.24)
мұндағы V1 – табиғи газдың жану өнімінің көлемі, м3;
х – пеш газының мөлшері, м3;
t1 - табиғи газдың жану температурасы, 0С;
t2 – күйдіру камерасынан шығу кезіндегі газдардың
температурасы, 0С.
Табиғи газдың жану өнімінің көлемі 1 м3 болады, күйдіру камерасынан
шығу кезіндегі газдардың температурасы 900 0С тең деп аламыз.
теңдеуді шеше отырып пеш газының көлемі 7 м3 екендігін табамыз.
Егер 1 м3 табиғи газға 11,33 м3 м3 жану өнімі түзілетін болса, онда
1м3 жану өніміне 0,1 м3 табиғи газ берілуі керек. Яғни, 7 м3 пеш газын
күйдіру үшін 0,1 м3 табиғи газ берілуі керек, 1088,37 м3сағ пеш газына
(титан қожын еріту кезіндегі түзілетін газдар көлемі) 15,5 м3 табиғи газ
жұмсау қажет.
1 м3 табиғи газдың жануына 9,38 м3 ауа қажет, 1088,37 м3 пеш
газының жануына қажетті ауа мөлшері 2590 м3сағ. Ауаның жалпы мөлшері:
Ауаның шығынын ескере отырып оынң тәжірибелі шығыны (50% артық
болғанда):
болады.
Күйдіру камерасынан кейінгі газдың жалпы мөлшерін анықтайық (қалыпты
жағдай кезінде):
Газдың нақты көлемі:
Күйдіру камерасын салқындату үшін су шығынын мына формуламен
анықтаймыз:
(3.25)
мұндағы - Күйдіру камерасындағы 1300 0С температурасындағы газ мөлшері,
м3;
τ - 1300 0С температурасы кезіндегі газдың жылу сыйымдылығы,
кДжм3∙град;
СВ – судың жылу сыйымдылығы, кДжм3∙град;
tH - камерадағы газдың температурасы, 0С;
tK - газдың шығу кездегі температурасы, 0С;
t1 - судың бастапқы температурасы, 0С;
t2 – шығатын судың температурасы, 0С.
Күйдіру камерасына электр пешінен ильменит концентратын балқыту
кезінде СО-ны күйдіру үшін газдар келіп түседі.
3.1.6.2 Газ жүру жүйесінің есебі
Газдар температурасын шаң камерасына кіруінде 700 0С деп қабылдаймыз.
Шаң камерасының есебін төмендегідей жүргіземіз. Шаң бөлшектері
камераның ішінде төмен қарай айналу жылдамдығымен қозғалады, оны
төмендегідей формуламен табамыз:
(3.26)
мұндағы γ П – шаңның үлестік салмағы, кгм3;
d П – шаң бөлшектерінің диаметрі, м.
Шаң бөлшектерінің диаметрін 40∙10 – 6 м деп қабыладймыз, шаңның
үлестік салмағы 1600 кгм3.
Шаң камерасының ауданын төменгі формуламен анықтаймыз:
(3.27)
мұндағы V – Шаң камерасына түскен газдардың көлемі, м3ч.
Камераның диаметрі 3 м. Камераның биіктігі мына формуламен
анықталады:
(3.28)
Желдеткішті таңдап алу үшін газ жүру жүйесінің кедергісін анықтау
қажет (арын шығынының қосындысы).
Күйдіру камерасынан шаң камерасына дейінгі аралықтағы участоктағы
үйкелістен болған арын шығыны мына формуламен анықталады:
(3.29)
мұндағы μ – үйкелістен пайда болған шығынның коэффициенті;
L- газ жүру жүйесінің ұзындығы, м;
d - газ жүру жүйесінің диаметрі, м;
wt – газ жылдамдығы, мс;
γ t – газдың үлестік салмағы, кгм3.
Кірпішпен қапталған газ жүру жүйесі үшін коэффициентті 0,05-ке тең
деп аламыз. Газ жүру жүйесінің диаметрі 1,12 м, газ жүру жүйесінің ұзындығы
11,9 м.
Газдың үлестік салмағын төменгі формуламен анықтаймыз:
(3.30)
мұндағы γ 0 – берілген газдың үлестік салмағы, кгнм3.
Газдың жылдамдығы газдың нақты көлемінің газ жүру жүйесінің көлденең
қимасының ауданына қатынасы ретінде анықталады (S):
,
үйкелістен болған арын төмендегідей:
Жергілікті кедергілерінің әсерінен болған арынның шығыны (газ
қозғалысының өзгерісінен пайда болған келергі) мына формуламен анықталады:
(3.31)
мұндағы ξ – жергілікті кедергі коэффициенті.
Газ қозғалысының 170 0-қа өзгерісі кезінде коэффициент 0,15-ке тең,
Газ қозғалысы бағытының 90 0-қа өзгерісі кезінде коэффициент 1,1 тең.
Шаң камерасының ішіндегі арын шығынын 196 Па (20 мм вод. ст.) деп
қабылдаймыз.
Шаң камерасы-циклон учаскесіндегі арын шығынын анықтаймыз. Циклонға
кіру кезіндегі газдар температурасы 500 0С, шаң камерасынан шығу кезінде
650 0С. газ жүру жүйесіндегі осы учаскедегі газдардың орташа температурасы:
болады.
Осы учаскедегі газдардың нақты көлемін біле отырып, үйкелістен пайда
болған арынды табамыз:
Газдың жылдамдығы:
тең,
Жергілікті кедергілерінің арыны (газ қозғалысының өзгерісі 900
болғанда) төмендегідей болады:
Циклондағы арын шығыны 793,4 Па (80 мм вод. ст.) болады, біз үш
циклон орнатып отырғандықтан арын 2380,3 Па (240 мм вод. ст.) болады.
Циклон желдеткіш учаскесіндегі кедергілерден болған шығынды табамыз.
Циклондағы температураның төмендеуі 80 0С, газ жүру жүйесінде температураны
230 0С деп аламыз. Осы учаскедегі газдың нақты көлемі төмендегідей:
Газдың жылдамдығы:
болады
Үйкелістен пайда болған арын шығыны:
болады.
Газ қозғалысы бағытының 140 0-қа өзгерісі кезінде коэффициент равен
0,3-ке тең. Жергілікті кедергілердің арын шығыны:
Жалпы арын шығыны:
Есепке алынған шығындалған арынды ескере отырып 300 мм су. ағыны
(2940 Па) кезінде 11000 м3сағ газдарды жіберуді қамтамасыз ететін жоғарғы
қысымды ВВД-11 желдеткішін орнатамыз.
Техникалық мінездемесі төмендегідей болатын циклондар тобын қондырғы
арқыл қабылдаймыз:
- циклон кенді термапештерден келіп түсетін газдарды тазалауға
арналған;
- циклон диаметрі 2,2 м;
- шаңды газ қоспасының көлемді жіберілуі 6400 м3ч;
- шаңды газ қоспасын тазалаудың 80%-дан төмен емес дәреееежесі;
- шаңды газ қоспасының енгізудегі температурасы 535 0С, шығуда
470 0С;
- циклонның гидравликалық кедергісі 793,4 Па аспайды;
- циклон сумен салқындатылады;
- судың шығыны 18 м3ч;
- судың енгізудегі температурасы 20 0С, шығуда 45 0С;
- циклонның ұзындығы 3,03 м, ені 2,8 м, биіктігі 10,335 м.
3.1.7 Сыннан өткізу және бақылау
Кенді термопештегі талап етілетін балқытудың технологиялық режимін
қамтамасыз ету үшін бастапқы шикізаттың және алынатын өнімдердің сапасын
бақылауды жүйелі түрде жүзеге асыру қажет.
3.9-кестеде бастапқы шикізат пен балқыту өнімдерінің сапасын тексеру
сызбасы берілген.
Сынаманы сұрыптауды техникалық бақылау бөлімі (ОТК) жүргізеді,
анықталатын компоненттердің құрамына анализді орталық зауыт зертханасы
(ЦЗЛ) жүргізеді.
3.9-кесте – Шикізат пен балқыту өнімдерінің сапасын бақылау сызбасы.
Материал СынаманыСұрыптаСынама Бір Бір АнықталаЕскерту
атаулары сұрып-тау орны салмағысөткедегі айдағы тын (анықтау
у , кг анализ анализ элементтәдісі)
жиілігі саны саны ер
атаулары
1 2 3 4 5 6 7 8
Ильменит Әр Вагон 1,0 - Әр TiO2, TiO2, FeO,
концентратысынамада партия-даFeO, Cr2O3 –
н н Fe2O3, фотометрлі;
SiO2, SiO2, CaO,
Al2O3, MgO, MnO –
CaO, салмағы
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
7
1 Жалпы түсіндірме
8
1.1 Титан қожын алу цехына қысқаша мінездеме
8
1.2 Шикізат негізі, номенклатура, өнімнің технологиялық деңгейінің сапасы
8
1.3 Негізгі техникалық және жобалық шешімдер
9
2 Негізгі жоспар, жер қыртысының үстіңгі қабатын қайта өңдеу және транспорт
10
2.1 Негізгі жоспар
10
2.1.1 Құрылыс аумағының қысқаша сипаттамасы
10
2.1.2 Құрылыс аумағын таңдау
10
2.1.3 Жоба көрсеткіштері мен оның шешімдері 11
2.1.4 Заводттың ішкі және сыртқы көлік тасымалы
11
3 Энергиялық ресурстармен қамтамасыз ету және технологиялық
шешімдер
12
3.1 Өнеркәсіп технологиясы
12
1. Титан қожын алу әдістері
12
2. Істеп тұрған өндіріс жұмысына талдау
16
3. Технологиялық көрсеткіштер мен өнімді өңдеудегі технологиялық
сызбаны таңдау
17
4. Негізгі технологиялық процестерді сипаттау
5. Технологиялық процестің есептеулері
18
3.1.5.1 Электр пешіндегі ильменит концентратын балқытудың материалдық
баланстарының есептеулері
20
3.1.5.2 Кенді термапешінің конструктивтік есебі
26
3.1.5.3 Пештің жылулық балансының есебі
28
3.1.6 Көмекші қондарғыларды таңдау және есептеу
37
3.1.6.1 Табиғи газ бен ауаның шығынын күйдіру камерасында есептеу
37
3.1.6.2 Газ жүру жүйесінің есебі
41
3.1.7 Сыннан өткізу және бақылау
46
3.1.8 Жөндеу шаруашылығы
49
3.1.9 Қосымша жұмыстар
49
3.1.10 Технология процестерін автоматтандыру
50
3.1.11 Электрмен жабдықтау және электр қондырғылары
51
3.1.12 Технологиялық жылумен, сығылған ауамен, оттегімен қамтамасыз
етудің энергетикалық қондырғылары
53
4 Экология және қауіпсіздік
54
4.1 Еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы
54
1. Титан қожын алудағы өнеркәсіптегі зиянды факторларға талдау
жасау
54
4.1.2 Ұйымдастырылған шаралар
55
4.1.3 Санитарлық-гигиеналық шаралар
56
4.1.3.1 Жекелей қорғану жарақтары
56
4.1.3.2 Жұмыс орнындағы тазалық пен жарықтылық
56
4.1.4 Техникалық шаралар
61
4.1.4.1 Жалпы айналымдағы желдеткішті қамтамасыз ету
61
4.1.4.2 Механикалық қондырғылар мен жұмыс істеудегі қауіпсіздік пен
қамтамасыздандыру
62
4.1.5 Өрт шығуға қарсы шаралар
62
4.2 Ауаның тазалығы
63
4.2.1 Өнеркәсіп қалдықтарының сандық мөлшерлері
63
4.2.2 Ауа бассейінін қорғау
63
4.2.3 Өнеркәсіпте қолданылатын су ағымының мөлшері мен құрамы
65
5 Өнеркәсіпті басқару жүйесі және еңбекті ұйымдастыру
67
5.1 Негізгі қордың техника- экономикалық сипаты
67
5.2 Өнеркәсіпті ұйымдастыру
67
5.2.1 Өнеркәсіпті уақыт ағымында ұйымдастыру 67
5.2.2 Ғылыми еңбекті ұйымдастыру
70
5.2.3 Кадрларды ұйымдастыру
70
5.2.4 Еңбек ақы беруді ұйымдастыру
71
5.2.5 Жөндеуді ұйымдастыру
72
5.3 Өндірісті жобалау
75
5.3.1 Капиталды салу жобасы
75
2. Шаруашылық-қаржылы жоба
75
5.3.2.1 Өндіріс қорларын жобалау
80
5.3.2.2 Энергоқорларды жобалау
80
5.3.2.3 Еңбек бойынша жоба
80
5.3.2.4 Еңбек ақы есептеу
80
5.3.2.5 Қосымша шығындарды жобалау
80
5.3.2.6 Өзіндік құнды жобалау
89
5.3.2.7 Пайданы жобалау
94
5.4 Жобалы есептеудің экономикалық көрсеткіші
97
5.5 Технико-экономикалық көрсеткіштер
98
6 Құрылыс есептеулері
102
Қорытынды
105
Қолданылған әдебиеттер
106
А қосымшасы
108
Күйдірілген шекемтастардың балқуының материалдық және жылулық балансы
Б Қосымшасы
111
Пеш қабаттарының табанына қарай температураның жоғалымын анықтау
КІРІСПЕ
Қазіргі кезде титан өндіруде негізгі шикізат ретінде титан қожын
пайдаланады. Оны кен термиялық пештерде ильменитті концентраттарды балқыту
кезінде аламыз. Негізгі процесс темір тотығын металлға дейін,ақырғы балқыту
арқылы шойынды байытлған титан қожынан аламыз. Титан қожын өндіру
технологиясы темір мен титанды айыруды тиімді түрде жүргізу арқылы негізгі
өнімді шойын мен қожды аламыз. Оны толық түрде өндірісте пайдаланамыз.
Экономикалық тұрғыдан алғанда электрлік пештер қымбат агрегаттарға
жатады,өйткені көп көлемде электр энергиясын қажет етеді. Рационалды түрде
шикі құрамд пайдаланған кезде қызып кетуін болдырмау үшін үнемі агрегатты
суытып отыруымыз қажет. Қосымша қыздыру мен материялдарды қалпына келтіру
айналманы пеште жүзеге асырады.Бұл жағдайда электр пеші негізінен сұйық
фаза түрінде өнімді бөлу арқылы шойын мен титан қожын айырады. Балқытуда
қалыптастырғыштар шекемтастарды пайдалану электр пештерінің технологиялық
және электротехникалық көрсеткіштерін жоғарлатады. Электр энергиясының
шығынын екі есеге дейін азайтады. Сонымен қатар бұл схеманың тиімділігі
процесстің үздіксіз жұмыс істеуі мен кен термиялық пештердің өнімділігін
жылына 45мың тонна титан қожының орнына 80000 тонна титан қожысын ильменит
концентратын балқыту арқылы алуға болады. Диплом жобасының негізгі мақсаты
титан қожысын шикізат құрамынан қорытудың технологиялық процесін дамыту.
Жобада титан қожысын қорытуда ильминитті концентрат пен шекем тастарды
пайдалану мен салыстыру арқылы берілген.
Титан қожысын күдірілген шекемтастарды балқыту арқылы алу процесінің
жылдық экономикалық тиімділігі 213 008 000 теңгені құрайды.
1. ЖАЛПЫ ТҮСІНДІРМЕ
1. Титан қожын алу цехына қысқаша мінездеме
Титан қожын алу цехы шикі құрамды дайындау мен электрлі балқыту
болімдерінен тұрады. Титан қожын алу үш түрлі сұлба түрінде көрсетілген:
- қожды ұнтақталған шикі құрамда периодты процесс арқылы қорыту.
- қожды периодты түрде шекемтас түріндегі шикі құрамнан қорыту.
- қожыны екі желілі үздіксіз процесс арқылы қалпына келтіріп
шекемтастардан қорыту.
Шикіқұрамды қосылыстардан дайындайды, шаң тозаң ұстау камерасы,
құйындатқыш аспирациондық қондырғы конвейтрлерінде дайындап, берілген
мөлшерде пештің қалатарында кен термиялық пешке беріледі. Электрбалқыту
бөлімінің өнімділігін арттыруда негізгі технологиялық пеш болып табылады.
Ол ұнтақталған шикі құрам мен шекемтастар мен жұмыс істейді. Пештін
өнімділігі титан қожын алу собасына байланысты.
2. Шикізат негізі, номенклатура, өнімнің технологиялық деңгейінің
сапасы
Титан қожын кентермиялық пеште алу үшін шикізат ретінде Иршан кен
орының ильменитті концентратын пайдаланады. Химиялық құрамын пайыз ретінде
алғанда: 59,98 ТіО2; 34,3 FeO; 1,54 SiO2; 0,75 Al2O3; 0.21 CaO; 0,49 MgO;
0.55 MnO; 0.17 Cr2O3; 0,26 V2O5 , 0.082 P2O5, 0,44 S, 0,19 ZrO2, 0,16 H2O,
0,017 Sc2O3, 0,005 Ta2O5, 0,035 Nb2O5, сонымен қатар антрацит кіреді.
Ильменитті концентрат улы емес ытықсыз, жарылғыш емес, өндірісте
пайдаланар алдында, ТіО2 массалық бөлігімен ылғалдылығын тексеру қажет.
Жабық, ылғал жоқ, басқа заттардан бөлек жерде сақтау керек. Қолданар
алдында қосымша өңдеуді қажет етпейді. Ильменитті концентратты балқыту
кезінде қалыптастырғыш ретінде антрацитті пайдаланамыз. Ылғалдылығы 11
пайыздан артық емес, минералды қоспаның кесегі 25мм немесе 2 пайыздан
аспау керек, құрамындағы ұсақтын мөлшері 13мм немесе 15 пайыздан аспау
керек. Көміртегінің құрамы 88 пайыз. Қолданудан бұрын көміртегінің,
күкірттің ылғалдылықтан салмақтық бөлігін тексереміз. Антрацит уытты емес,
жарылысқа қауіпсіз, жану температурасы 873К. Ол жабық, дымқылдықтан
қорғалған, басқа матерялдармен әрекеттеспейтін тұрғынжайларда сақталады.
Электр пешіне тоқ өткізгіш ретінде диаметрі 710мм-лік графиттелген
электродтар қолданады, ТУ 48-12-20-70 сапа ЭГО және ЭГ1. Элетродттардың
ұзындықтары 1700мм. Ұзындығының қажетті шамадан ауытқуы оңға 500мм, солға
300мм, диаметрі – оңға 2,5, 2,5. Тоқ тығыздығы 120кА2 ЭГО сапалыға электр
қарсылығы 110м мм2м, ал ЭГ1 сапалығы 13ОМ м2м. Тығыздығы 2,22 Тм3,
аудан тығыздығы 1,58 – 1,60 Тм3. Электрод кеуектілігі 28-29 пайыз.
Өндірісте қолдану үшін алдын-ала электродтар мен нипельдердің механикалық
кедергілердің жоқ екеніне көз жеткізу керек. Электрод уытты емес, жарылысқа
қауіпсіз, өртке қауіпсіз. Олар жабық темір жол вагондарымен тасымалданады.
Олар дымқылдықтан қорғалған, жабық тұрғынжайларды, электродтармен
нипельдердің механикалық кедергілері болмаған жағдайда сақталады. Өндірісте
қолданудан бұрын оның диаметрі қажеттілігіне қарай жабдықталады. Электр
балқыту арқылы титан қожын алу үшін, барлық техникалық сұраныстарға жауап
беру керек. ТіО2 құрамы 86 пайыздан кем болмайды, темірдін шала тотығынын
құрамы 5,0 пайыз, металлдардың қосындысы 2,5 пайыз, ылғалдылық 8,0 пайыздан
аспауы керек, кесектіліктің үлкенділігі 5 мм-ден кем болмауы керек.
3. Негізгі техникалық және жобалық шешімдер
Бекітілген тапсырысқа қарай ильменитті концентратының Иршаң кен
орынынан шыққан өнімнің құрамын жобалау ВНИИ цветмет сынағымен қабылданды.
Дипломдық жобаның базалық технологиядан негізгі айырмашылығы, пеш табанының
конструкциясының өзгеруі. Электр балқыту бөлімшесінде жылына 45 мың тонна,
күніне 138,5 тонна концентрат өндіріледі. Электр балқыту бөлімшесінде
технологиялық сызбалар көмегімен жабдықтарды шоғырландыру жұмысы жүзеге
асып, бос аудандарды қолдануда қамтылып, бар жабдықтарға максималды
жақындау арқылы және технологиялық ұқсастығы жақын объектілерде іске асады.
№12 цех электр балқыту бөлімшесі болып табылады, ал оның қасынан
шикіқұрамды дайындау бөлімшесі орын тепкен.
2 НЕГІЗГІ ЖОСПАР, ЖЕР ҚЫРТЫСЫНЫҢ ҮСТІҢГІ ҚАБАТЫН ҚАЙТА ӨҢДЕУ ЖӘНЕ
ТРАНСПОРТ.
2.1 Негізгі жоспар
2.1.1 Құрылыс аумағының қысқаша сипаттамасы
Титан өңдірісі және де өте жиі титан қожы өндірісі және магний
өндірісі энергияны көп қажет ететіндер қатарына жатады, өңдірістер
құрылысын электр энергияснын арзан аумағында жүргізген тиімді. Осы
аумақтарда Өскемен, Бұқтырма, Шүлбі су электр станциялары және Согра жылу
электр орталығы орналасқан. Өскеменді Үлбі және Ертіс өзендері басып
өтіп, комбинаттарды су ресурстары мен жабдықтайды. Комбинатты инженрлермен
Шығыс Қазақстан Мемлекеттік Техникалық Университеті және Қазақ Ұлттық
Техникалық Университеті толықтырып отырады. Ал жұмыскерлерді техникалық
училищелер мен колледждер дайындайды. Құрылысты осы аумақта салуға
теміржол торабы, автомобиль жолдары, әуе және су жолдары әсерін тигізді.
2.1.2 Құрылыс аумағын таңдау
Титан – магний комбинатының өнеркәсіптік ауданы келесі инженерлік
геологиялық шарттармен байланыстырылады. Жер қыртысының 5-8 м тереңдігінде
құмнан саңылаулар құйылып, оларды екінші типті отырғызғыларға тенейді. Одан
кейін графикалық – галеечті құйма құйылады, ол құрылыс фундаментінің негізі
болып табылады. Галееч құймасын құммен толтырғандағы қысым есебі 5кгсм3.
Топырақты су 7-11м тереңдіктен шығады. Оларға сулфатты және көмірқышқылдық
қатынастар тән. Бұл өндірістер 7 баллдық жер сілкінісіне төтеп береді.
Өскеменнің ауа райы өте құбылмалы, ең төмеңгі температура -490С, ал өте
жоғары температура +410С. Жауын шашынның орташа жылдық көрсеткіші 334-507
мм. Желдердің солтүстік-батыс және оңтүстік-шығыс бағыттарыңда 5 мс
соғуынын арқасында қала улы газдармен аз ластанады. Техникалық және ішетін
суды комбинат Үлбі және Ертіс өзендерінен алады. Осы мақсатта суық су
жүйесі, айланба су жүйесі, таза су жүйелері жобаланған.
2.1.3 Жоба көрсеткіштері мен оның шешімдері
Титан қожын алу цехын орналастыруды техникалық жүеден қарап
таңдайды, бос аудандағы орындарды кәсіпорын қамти отырып пайдаланады.
Өндірістің негізгі мақсаты ильменит концентратын электр балқыту мен айыру.
Дипломдық жобада бұл негізгі өндірістік аумақ болып көрсетілген. Кәсіпорын
аумағын көгалдандыру көзделген. Ағаштар, жасыл шөптер өзіне көмірқышқыл
газдарын сіңіре отырып ауаға оттегін бөледі.
2.1.4 Заводттың ішкі және сыртқы көлік тасымалы
Ішкі транспортты да жабдықтауға жатқызамыз, ол цех ішіндегі құрал-
жабдықтарды тасымалдайды. Ал цехаралық транспорттар жүктерді цехтар
арасында тасымалдайды. Ал сыртқы транспорт өндіріске жанар-жағар
май,жабдықтар мен дайын өнімді тасымалдайды. Автомобиль, теміржол, құбыр
арқылы тасымалдау электр балқыту бөлімшесінде пайдаланады. Жүк көтеру
құрылғылары және крандар жүк тиеу-түсіру жұмыстарын атқарады. Цех аумағында
автомобиль жолдары және жаяу адамдарға арналған жолдар бар, олардың бәрі
өндіріс аумағына кіретін жерге бағытталған. Автомобиль және жаяу адамдар
жолдары қатты қаптамамен қапталған. Осы жолдардағы көліктердің
жылдамдықтары админстрацияның қаулысымен бекітіліп, белгілермен
айқындалған. Адамдарды темірмен қапталған жүк көліктерімен тасымалдауға
болмайды. Жолдардың жалпы ұзындықтары 7 км қамтиды.
3. ЭНЕРГИЯЛЫҚ РЕСУРСТАРМЕН ҚАМТАМАСЫЗ ЕТУ ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ШЕШІМДЕР
1. Өнеркәсіп технологиясы
1. Титан қожын алу әдістері
Қазіргі уақытта титан өндірісіеде хлорды технология пайдалануда, одан
көп көлемде қалдықтар қалады. Шыққан өнімнің құрамынағы қоспаның хлормен
әрекеттесуі олардың пайда болуларының негізі болып табылады.Соңғы жылдарда
өнім сапасы төмендеді, бұл 1 көрсеткіште.Титанның жоғары әрекеттесу
қабілеті және оның құрамының төмендеуі, қоспаның аз көлемде көтерілуі оның
өндірісіндегі негізгі технологияны қолдану мен көрсетіледі.
Б.Ұ.Ұ және срт елдерде титан өндірісі бұл металлотермиялық, онда
титан хлориді магнимен немесе натримен қалыптастырады. Сондықтан да
өнеркәсіптегі кен өнімі құрамы, хлорлы әдісімен өңдеуге қанағаттандыра
алатын болуы керек. Қоспаның аз көлемде алынған өнімді хлорлауға түскені,
сол көлемде титан хлоридінен титанды айыруға болады, хлордың аз шығыны,
еңбек етудің жақсы жағдайы болады. Құрамында титан бар концентраттарды
үздіксіз хлорлау, хлорлау әдісін өте қиндатады және де титан хлоридін
қоспалардан тазартуда да кедергі келтіреді, хлорлаудан бұрын концентраттан
темір қоспасын бөліп алса жеңілірек болады. Басқа шет елдер зауыттарында
мысалы Жапон фирмасы “Осака титаниум” титан хлориды өндірісі құрамында 94-
96% титан қос тотығы бар бай рутил концентратын пайдалануда. Рутилдің
табиғатта сирек кездесуіне байланысты оны ильменит концентраттарына
технологиялық сызба көмегімен ала бастады. Өндірісте технологиялық
сызбалардың өте ауқымды пайдалануы, темірді ерітінділеп оның оксидін
қышқылдармен әрекеттестіріп, ильмениттен темір тотығы мен титанның қос
тотығын алдын-ала термиялық әдіспен өңдейді. Таңдамалы ерітінділеуді күкірт
және тұз қышқылдарында жүргізеді. Тұз қышқылы күкірт қышқылының жанында
құрамында темірі бар өнімдерді алуда өте қарапайым болып келеді. Осы
мақсатпен тұз қышқылы ерітіндісі құрамында темір хлориді бар, 800-9000С тен
жоғарғы пар гидролизіне ұшырап, соның нәтижиесінде үш валентті темір оксиді
түзіледі.
2FeCl2+2H2O+0,5O2=Fe2O3+4HCl
(1)
Темір тотығы бояу өндірісі мен темір ұнтағы өндірісінде қолданылуы
мүмкін. Тұз қышқылының буы адсорберге түседі, ол жерден қышқыл қалыптасқан
ильменитті ерітінділеуге бағытталады. Тұз қышқылы регенерациясы арқылы
жасанды жолмен алынған рутил бағасы, рутил концентраты бағасынан кем емес.
Аризонит концентратын (Fe2O33TiO2) өңдеген жағдайда,қалыптастыра күйдіру
жұмыстары 800-9000С қайнау қабатында жүреді, қалыптастырғыш ретінде
генератор ауасын қолданамыз. Қалыптасқан өнімді 20-25% тұз қышқылы
ерітіндісімен 103-1050С температурада, Т:Ж=1:2, 2-3 сағат аралығында
ерітінділейді. Сүзіліп, жуылып болғаннан соң бөлінген қалдықты 9000С
температурадағы магнит сеператоры арқылы өткіземіз. Магнитсіз, жасанды
жолмен алынған рутил құрамында 96% TiO2 бар. Шет елдер
өнеркәсіптерінде”Бенлайт корп оф Америка” фирмасы ойлап тапқан тұзқышқылы
әдісімен өңдеу кең етек жаюда. 53-54% TiO2 концентратын 875-9250С барабан
пешінде, 30 минут уақыт аралығында қалыптастырады. Осы кезде 80-95% темір
екі валентті күйге өтеді. Тоңазытқыш көмегімен суытылған материал 2-4 сағат
айланбалы барабан автоклабында 18-20% тұз қышқылымен 134-1450С
ерітінділенеді. Фильтрленген, жуылған, күйдірілген қалдықтың құрамында 95%
TiO2.Темір-титан кендерін ерітінділеу әдісі де бар. Кенді алғашында
қышқылдандырып,содан кейін су буымен қалыптандырады. Содан кейін 18-22% тұз
қышқылы ерітіндісімен ерітінділейді. Табиғи ильменитті өңдеудің тағы бір
әдісі алға тартылды, ол әдіс алғашында ильменитті ұсақтап, одан кейін тұз
қышқылы ерітіндісі мен ерітінділеу әдісі. Титан оксиді қатты тұнбаға өтеді,
оны жуып-шайып, кептіріп және алынған өнімді сульфатты пигментті титанның
қостотығы әдісті өндірісінде қолданады. Сульфатты пигментті титанның қос
тотығының негізгі санын ильменит концентратының күкірт қышқылы әдісі мен
алады. Ол келесі әдістер көмегі мен жүзеге асады:
- күкірт қышқылы концентраттарының жайылуы.
- ерітіндіні темірден тазалау.
- метатитан қышқылының күкірт қышқылы ерітіндісінен
бөлінуі.
- тұнбаны балқыту арқылы титанның қос тотығын алу.
Титан қышқылының пирометаллургиялық әдісінің темір титан
концентрациясындағы мүмкіндігі зерттеушілерді бұрыннан ақ еліктеткен.
Алғашқы титаномагнетиттерді балқыту жұмыстары арқылы титан қожының бай
өнімін домен пештері көмегімен алуға болатыны дәлелденді.(1897 жыл В. Н.
Липин) Илменит концентратын электр пешінде балқыту 1949 жылы Кузнецк
металлургия комбинатында жүзеге асқан. Нәтижиесінде құрамнда 40% TiO2 бар
қож алынады және шойындағы ванадиидің мөлшері 0,6-0,8% құрайды.Балқыту
жұмыстары агломератта жүргізіледі. Темір оксидін қалыптастырушы, пеш
өнімділігін анықтайтын процесс болып табылады. 1951 жылы Гиредмет
тәжірибесінде құрамында 50% дан жоғары темірдің қос тотығы бар ильменит
концентратын балқыту ісі жүргізіледі. Алынған қождар құрамында 80% ға дейін
титанның қос тотығы түзілген.1955 жылы Зпорожьенің ферробалқыту зауытында
ең алғаш рет 50% титанның қос тотығы бар титан қождарын алу жолы
меңгерілді. Одан 88-90% титан қос тотығы алынды. Осындай қождар титан
хлориді өндірісінде таптырмайтын өнім болып табылады. Оларды алу жолында
электр энергиясының шығымы ұлғайып, пеш өнімділігі төмендеп, өнімнің шығымы
ұлғаяды. Балқыту процесінің даралығы шамалы бай титан қос тотығы қожын алу,
қалыптастыру мен қож түзу процестерінен тұрады. Бұл жұмысты алдын-ала
дайындалған шикі құрамды пеште ұстау арқылы игереміз.Титан қожын ильменит
концентратынан алу жолдарының негізгі шарттары:
- темір тотығының қалыптасуы.
- қождың байыптылығы, аздап электр өткізгіштік.
Ильменит концентратын қалыптастыра балқыту процесі өте қарапайым және
тұз қышқылы мен күкірт қышқылын ажырату әдістерінен тиімді, шойын мен қож
бұлар өнеркәсіпте толығы мен пайдаланылады. Титан қожы металлургиялық
өнеркәсіпте – титанды алатын негізгі өнім болып саналады, оның өсіне әсерін
тигізеді.
Мысалы 1993 жылы 3300 мың тж ильменит концентраты өңделсе, ал 1995
жылы 3700 тж өңделді. Титан концентратын кез – келген құрылғыдағы кен
термиялық пештерде балқытуға болды. Титан қожының балқымасын алу процесі
қайталана және үздіксіз түрде жүреді. Қайталану әдісі кезінде пешке толығы
мен шикі құрам тиеліп, балқытылған өнім алынған соң, жүйе қайталанады.
Үздіксіз балқыту әдісі кезінде пешке шикі құрамды жиі – жиі тиеп отырады,
қож бен металлдарды пештен жиылу мүмкіндігіне қарай шығарып отырады.
Концентраттарды балқыту ісін флюстердің қатысы мен немесе қатынасынсыз
жүргізуге болады, немесе ұнтақ және кесек шикіқұрам қосуға болады. Және де
концентраттарды балқытудан бұрын қтты құрамға қалыптасуына алдын – ала
дайындауға болады. Қалыптастырғышты дайындауға дейін ондағы көмір
қышқылының, күлдің, дымқылдың, ұшқыштардың құрамын анықтаған жөн. Жоғары
күлді қалыптастырғыштарды қолдануға тиім салынады, себебі кейбір
қышқылдардың күлден қожға өткенде титан қос тотығының құрамы төмендейді.
Қазіргі кезде титан қожын балқытуды ашық немесе жабық кен термиялық
пештерде жүргізеді. Бұл әдістің ерекшелігі титан қожын темір тотығынан
мөлшерін төмендете алу болып табылады. Сондықтан да балқыту кезеңінің
соңында пешке қалыптастырғыштар тиеледі. Ашық пеште қайталану процесі
жүргенде шыққан газдар мен бірге жылуды да жоғалтамыз және балқыманың
үстіңгі қабатының шағылысуы және пеш науасының қабырғалары арқылы жылуды
жоғалтамыз. Қож балқымасын алуда өнімнің техникалық және экономикалық
көрсеткіштерінің өсуін пештің үстіңгі аумағы жабық кезде ала – аламыз.
Бұндай пеште пештің өнімділігі жоғарылап, электр энергиясының шығымы
төмендеп, концентраттардың шаң мен және де шыққан газдар мен кету дәрежесі
төмендеп, жылуды жоғалту да төмендейді. Жабық пештер технико – экономикалық
көрсеткіштерді көтеріп қана қоймай, белгілі бір әлеуметтік түрткіге жол
ашты, немесе жұмыскерлерді толық дерлік жылу сәулесінен қорғауға мүмкіндік
береді, пеш аумағындағы шаңның көлемін азайтты, және де ауаға зиянды
газдарды шығару көлемін азайтуға жол береді.
Тағы да пештердегі тиеу жұмыстарын автоматтандыру, технологиялық
процестерді қодағалап, басқаруға мүмкіншіліктер болады.
Қалыптастырғышты дұрыс пайдалану үшін, шаңнын көлемінің азаюы және
электр энергиясының аз қолданылуы кесекшеленген шикі құраммен жұмыс істеуде
тиімді. Қайнау қабатында цементтеп кесекшелерді пісіруде қиыншылықтар
кездеседі, ол шикі құрамның газ өткізуін бұзады. Қалыптастырғыштың үш
фазалы процесін айланбалы пеште немесе қайнау қабаты пешінде жүргізуге
болады, онда ильменит концентраты көміртегі тектес күйде түседі.
Температура 1250 0С – тан жоғары болса, темір тотығы темірге айланады.
Процесстің қатты аумағында Ti2O5 пайда болуынан, Ti2O3 ильменитінің
еруі басталады, содан Fe2O3 қатты қоспасының түзілуі қиындайды, ол қосымша
қалыптастырғыштарды керек етеді, балқыту ұзақтығы көтеріледі, бұл электр
энергиясының көп мөлшерде пайдалануына әкеліп соғады, пеш өнімділігі
төмендейді. Электр балқытуда аз дәнді материалдарды пайдалану титан қожын
өңдеуде жоғарыда айтылған әдістерден өз артықшылығын көрсетті, үлкен бір
күшпен оны агрегатта өңдеп, өнімді алуда екі өнім алу жолы пайда болады,
олар жоғары титан қожы және металл. Күрделі комплексті титан концентратының
кейбір түріне бұндай балқыту титан мен темір оксидтерін ажыратудағы ең
тиімді әдіс болып қалды. Өнеркәсіпте бұл әдіс неғұрлым бейімделген:неғұрлым
қарапайым;үнемі жаңаланып отырады. Қоршаған ортаға неғұрлым таза, ластанған
ағынды сулар шығармайды, тағы да бір ауа бассейініне шығарылған улы
газдарды тазалап отыру әдісі ойланып, істе тексерілмекші. Ильменит
концентратын өңдеудің бір стадиялы әдісіне барлық физико – химиялық
процесстер кен термиялық пештің науасында жүреді. Ильменит концентратын кен
термиялық пештерде балқыту технологиялық көрсеткіштердің өсуіне түрткі
болды.
2. Істеп тұрған өндіріс жұмысына талдау
Қазіргі кезде АҚ УКТМК да титан қожы өндірісі тұрғызылып, құрал –
жабдықтар мен қамтамасыз етілген. Егер бұрын Запорождегі титан – магни
комбинатынан жеткізілетін титан қожы өнім көзі болса, экономикалық
қатынастың күрделенуіне байланысты, титан қожын Қазақстанда өндіру жолы
көзделген. Өскемен қаласының аумағында Сатпаев ильменит – циркон кен орыны
145 шақырымда орналасқан және Бектемір ильменит кен орыны 150 шақырымда
орын тепкен, сонымен қатар құрамында титанның қос тотығына (55-65%) бай
Иршан және Вольногорск кен орындарының концентраттары пайдаланылуда.
Алғашында титан өндірісінде канадалық қож пайдаланылған. АҚ УКТМК да
титан қожын осы үш сызбаның бірімен алу жолы көзделген.
- ұнтақты шикі құрамда перодты процеспен қожды балқытып
алу;
- шекемделген шикі құрамда қожды периодты балқытып алу;
- қалыптасқан шекемдермен үздіксіз екі стадиялы процесте
қожды балқытып алу.
Титан қожын алуда қолданылған сызбаға жүргізілген анализі цехте
келесі технологиялық кемшіліктерді көрсетті:
- ыстыққа төзімді материал титан қожын балқыту процесіндегі
температураға төзімсіз;
- камера қабырғаларының жиі күйіп кетуі;
- пеш еденіндегі температураның көтерілуі әсерінен жұмыстың
тоқтап қалуы.
3. Технологиялық көрсеткіштер мен өнімді өңдеудегі технологиялық
сызбаны таңдау
1. және 3.1.2 бөлімдері анализі көрсеткендей титан қожын алудағы
тиімді сызба ретінде ұнтақты шикі құрамда периодты процеспен
қожды балқытып алу жолы көрсетілген.
АҚ УКТМК қожды алуда жабық типті, күштілігі 16,5 МВА, графиттелген
электродтар саны үшеу болып келетін кен термиялық пеші пайдаланылады. Одан
қож және шойын өнімдері шығарылады. Және де қосалқы пеш те қарастырылған.
Титан мен темір оксидтері қоспаларынажыратуда электр пешінің атқарар жұмысы
орасаң зор, пеште олар титан концентраттары құрамынан ажыратылады.
Технологиялық көрсеткіштері 3.1 кестеде көрсетілген.
Кесте 3.1 - Технологиялық көрсеткіштер.
Күндік тоқтаулардыңӨнімділік. тжыл 1 тонна титан қожының
саны. 1жылдағы құны.
40 45000 81945
4. Негізгі технологиялық процестерді сипаттау
Кен термиялық пеште титан қожын алудың негізгі мақсаты - темір
тотығын металлға дейін қалыптастыру, соңғысын балқытып,байытылған титан
қожынан айыру. Пешке түскен материалдар, төменге қарай түсу жолында ыстық
өтпелі газдар мен әрекеттесіп, біртіндеп қыздырылады. Температура 900 0С
тан жоғарылағанда темір тотығының оттегі мен металлға дейін қалыптастыру
байқалды. Бірінші кезекте гематит пен магнетит тотықтары қалыптасады. Титан
қожы құрамындағы темір тотығының қалыптасуы өте жоғары температурада
жүреді, ол магнетит пен гематитке қарағанда күрделірек болып келеді. 1050
0С тағы темір тотығының төменгі оксидтеріне дейін қалыптасуы жүреді. Олар
(Ti3O5 , Ti2O3 TiO) темір тотығының қалыптасу процесінің аяқталуынан бұрын
қалыптасуларын бастайды.
Шамалы қалыптастырылу процесі теңдеуін жазайық:
2(FeO*TiO2 )+4C=3Fe+ Ti3O5 +4CO
(2)
Температура көтерілген сайын процесс қарқымды түрде жүреді, қож түзу
басталған кезде қалыптасу жылдамдығы температурасы көтерілсе де төмендейді.
Реакция нәтижиесінде алынған металлды темір көмірсіздендіріп, 1150 0С
температурадан жоғарыда балқиды,тотық ортасына қақ түзіп, пеш еденіне қарай
ағады. Қождың балқу температурасынан жоғары температурада металл мен қождың
екі қабатқа бөлінуін көреміз. Қалыптастырылу реакциясы кезінде титан
қожына, титан тотығы мен қатар басқа да металлдар тотықтары өтеді, олардың
концентраттарының құрамында (CaO, MgO, V2O5, Al2O3, Cr2O3, P2O5) болады.
Соңғы қожды балқытудағы температура қалыптастыра электр балқытуының ең қиын
жері болып табылады. Айырмашылық 300 0С тен асып жығылады. Қалыпты фазада
қалыптасуда жылдамдықтың шамадан тыс төмен болуы жағдайында темір закисінің
көп мөлшері балқымаға өтеді, одан қайта қалыптастыру қиынға соғады.
Қалыптасу процесін қамтамасыз ету және жоғарғы температурадағы сұйық
балқыманы ұстап тұру үшін жылу энергиясының кен көлеміндегі тығыздығы
қажет. Бұл жағдайда титан тотығының кедей түсімі түзіледі. Олардың
балқымада жиналғанының арқасында балқу температурасы және созылмалығы мен
тоқ өткізгіштік қасиеттері артады.
Балқыманың тоқ өткізгіштік қасиеті артқан сайын, пеш доғалы жұмыс
кестесі мен жұмыс істейді. Технологиялық режимнен ауытқыған жағдайда
науаның үстіңгі жағында клошниктің аспалы болып тұруы бақыланып, келесі
кезекте шикі құрамның балқымаға құлауы қауіпі болады. Колошниктің үстіңгі
аумағынан шикі құрамның құлауы тәркіленсе, қож созылмалы күйге өтіп, қайнау
процессі басталады. Аз қалыптасқан шикі құрам жоғары температурадағы қождың
балқымасына қосылып, жылдам қызып, қалыптасады, осы кезде бөлінген мол
мөлшердегі қатынастық газдар қож балқымасын дәнекерлейді. Электр балқытуда
кішкене дәнді материалдарды қолдану материалдардың көп мөлшерде жоғалтуымен
қатар жүреді және қалыпты газ бөлінуге кедергі жасайды. Сонымен қатар
ұнтақты шикі құрамды қолдануды балқу процесі қалыптастыру процесінен әлде
қайда алда жүреді, темір закисінің негізгі бөлімі балқымада қалыптасады.
Бұл жағдайда балқыту ісі қождың үздіксіз қайнаған кезінде жүреді, және
энергияны көп мөлшерде жоғалуына себебін тигізіп, уақыт үнемдеуден де
желінеді.
Бір стадиалы титан концетратын жабық кен термиялық пештерде өңдеудің
негізгі кемшілігі;
ол оның периодтылығы, онда қолдануға дайын емес шикі құрам
пайдаланылады. Суытуға қолданылатын су мен жылудың негізгі бөлігі жоғалып,
пеш қауіптастыру процесіне толығымен дайын болады. Химиялық құрамы келесі
тотықтардан тұрады: CaO, MgO, V2O5, Al2O3, Cr2O3, P2O5 және тағы басқалар.
Минералды құрамы: титан қожының негізін титан тотығы құрайды, олар өз
ара қатты қоспа түзе алады.
Олардың негізгілері:
тагировид – қатты қоспа негізінде Ti2O5;
анософит – қатты қоспа негізінде Ti3O5.
бөгде металлдар тотықтары осы қоспалардың изоморфты торларынын еніп,
үш және үш валентті титанды алмастырады да өте күрделі қосылыстар түзеді:
n[(Ti, Fe, Mn, Mg)O*2Ti O2]*m[(Ti,Fe,Al,Cr)2O3* TiO2]*p TiO2
Балқыту температурасы, 0С 1650
Тығыздығы, тм3 4,3
Себу салмағы, тм3 2,6-2,8
Мооса шкаласымен есептегендегі қождың қаттылығы 4-5
Балқыту температурасы 1600-1800 0С
Титан қожы төрт хлорлы титан өндірісінде және титанның қос тотығында,
электродттарды пісіре жалату қоспларыңда, және өнеркәсіптің басқа да
бөлігінде пайдаланылады.
3.1.5 Технологиялық процестің есептеулері
3.1.5.1 Электр пешіндегі ильменит концентратын балқытудың
материалдық баланстарының есептеулері
Бастапқы шикізат химиялық құрылымы %-дық есептеуде төмендегідей
болатын: 59,98 TiO2; 34,3 FeO; 1,54 SiO2; 0,75 Al2O3; 0,21 CaO; 0,49 MgO;
0,55 MnO; 0,17 Cr2O3; 0,26 V2O5; 0,082 P2O5; 0,44 S; 0,19 ZrO2; 0,16 H2O;
0,017 Sc2O3; 0,005 Ta2O5; 0,035 Nb2O5; 0,821 ильменит концентраты болып
табылады.
Концентраттың балқыту өнімдеріне қарай құрылымының келесі н пайыздық
көрсеткіште қабылдаймыз (3.2 кесте)
3.2 кесте – Концентраттың балқыту өнімдеріне қарай құрылымының
үлестірілуі
Өнім ТiO2 FeO Cr2O3
кг %
Ti3O5 520,61 86,78 514,36 6,25
SiO2 15,4*0,93 = 14,32 2,39 14,15 0,17
А12О3 7,5*0,99 = 7,43 1,24 7,34 0,09
V2O5 2,6*0,49 = 1,27 0,21 1,25 0,02
MnO 5,5*0,94 = 5,17 0,86 5,11 0,06
MgO 4,9*0,99 = 4,85 0,81 4,79 0,06
CaO 2,1*0,99 = 2,08 0,35 2,05 0,03
FeO 343*0,08 = 25 4,57 27,11 0,33
Cr2O3 1,7*0,98 = 1,67 0,28 1,65 0,02
P2O5 0,82*0,05 = 0,04 0,01 0,039 0,001
S 4,4*0,99 = 4,36 0,73 4,31 0,05
ZrO2 1,9*0,99 = 1,88 0,31 1,86 0,02
Ta2O5 0,05*0,99 = 0,0495 0,01 0,0485 0,001
Nb2O5 0,35*0,99 = 0,347 0,06 0,343 0,004
Sc2O3 0,17*0,99 = 0,168 0,03 0,166 0,002
Басқалары 8,21*1 = 8,21 1,37 8,11 0,1
Барлығы 599,8945 100,00 592,6865 7,108
3.4 кесте – Товарлық шойын және оның шығынының мөлшері мен құрылымы
Элемент Шойынның магниттік фракцияменТоварлық Шойын мен
бірге жалпы мөлшері шойын және магниттік
магниттік фракцияның
фракция, кг шығындары,
кг
кг %
Fe 242,62 + 2,03 = 91,04 242,2 2,45
= 244,65
Мn 0,21 0,08 0,208 0,002
Ti 16,19 6,02 16,028 0,162
Si 0,47+1,31 = 1,78 0,66 1,762 0,018
V 0,71 0,26 0,703 0,007
С 4,85 1,81 4,801 0,049
P 0,34 0,13 0,337 0,003
Барлығы 268,73 100,00 266,039 2,691
Шаңға металлдардың барлық оксидтеріөзгеріссіз ауысады. Шаңның жалпы
мөлшері 19,796 кг болады.
1 т қожға 0,022 т электрод жұмсалған жағдайда 599,6845 кг қожға
электрод шығыны төмендегідей:
Еріту кезінде шихтаны құрайтындар төмендегі реакцияыдағыдай тотығады:
13,2 кг
С + 0,5 О2 = СО
12 16 28
Электродтағы көміртектің тотығуы үшін қажетті оттегінің мөлшері
17,6кг, жасалушы көміртегі оксидінің мөлшері 30,8 кг.
2,59 кг
СН4 + 1,5 О2 = СО + 2 Н2О
16 48 28 36
Антрацит ұшқыштарының тотығуына қажетті оттегі мөлшері 7,77 кг,
4,53 кг көміртегі оксиді және 5,83 кг су пайда болады.
Оттегінің жалпы шығыны 25,37 кг болады. Оттегінің осы мөлшерімен
түсетін азот:
Тотығуға қажетті ауаның шығыны:
25,37+84,93=110,3 кг
Металл оксидтерінің қалпына келу жағдайындағы пайда болатын көміртегі
оксидінің жалпы мөлшері 248,15 кг болады. Газдардың жалпы мөлшері мен
құрамы 3.5 кестесінде берілген:
3.5 кесте – Газдардың мөлшері мен құрамы
Мөлшері Газды құраушылар Барлығы
СО Н2О N2
кг 248,15 8,98 84,93 342,06
м3 174,75 11,67 67,14 253,56
% (көлемді) 68,85 4,59 26,56 100,00
Ильменит концентратын балқытудың балансын құраймыз (3.6 кесте)
3.6 кесте – Ильменит концентратын балқытудың материалдық балансы
Тиелгені Алынғаны
атауы мөлшері атауы мөлшері
кг
Бап Мөлшер Бап Мөлшер
кДжч % кДжч %
Электр қуатының Қождың физикалық
енгізетін жылуы.32754023,4 96,11 жылуы. 11931323,9 27,58
Шойынның физ.
Шихтаның 128014,83 0,38 жылуы 2881379,5 8,67
физикалық жылуы. Шығатын газдар
Ауаның физикалық18919,2 0,06 жылуы. 1775288,34 5,97
жылуы эндотермикалық
Электорд 1177416,4 3,45 реакциялар жылуы
жануының жылуы. салқындатқыш су 9132617,57 34,66
жылуы.
Пеш бетінің жылу1080 0,01
шығыны.
Трансформатор
мен 4417002 11,50
токжеткізгіштегі
жылу шығыны.
Есепке алынбаған
шығындар. 2316902 6,85
1622779,7 4,76
Барлығы: 34078373,83 100,00 Барлығы: 34078373,83 100
3.8 кесте – Процесс пен пештің техникалық көрсеткіштері
Көрсеткіш атаулары Шама
Пеш өнімділігі, тжыл 45 000
Қож бойынша электр қуатының үлестік шығыны, кВт 2245
сағт.
Шлакқа титанды табу, % 93,0
Титанды қождың құрамы, %
Ti3O5 86,78
MnO 0,86
FeO 7,57
SiO2 2,39
Al2O3 1,24
CaO 0,35
MgO 0,81
Cr2O3 0,28
V2O5 0,21
P2O5 0,01
S 0,73
ZrO2 0,31
Sc2O3 0,03
Ta2O5 0,01
Nb2O5 0,06
т.б. 8,21
Шығатын газдар құрамы, % (көлемді)
СО 68,85
H2О 4,59
N2 26,56
Пеш өлшемдері, м:
Балқыту аймағының диаметрі 8,8
Газды аймағының диаметрі 9,22
Балқыту аймағының биіктігі 2,73
Газды аймағының биіктігі 1,56
жалпы диаметрі 11,9
жалпы биіктігі
Пештің бастапқы қуаты, МВА 16,5
3.1.6 Көмекші қондарғыларды таңдау және есептеу.
3.1.6.1 Табиғи газ бен ауаның шығынын күйдіру камерасында есептеу.
Кенді термапештерден шығатын газдардың құрамында негізінен СО2
түзілгенге дейін күйдіруді қажет ететін көміртегі оксиді бар. Күйдіру
камерасы болаттан жасалған, сумен салқындатылады. Пеш газдарының
температурасы камераға кіру кезінде 800-900 0С болады.
Газ текті отынның жануын есептеу үшін құрғақ газдың құраымн аламыз,
%: 94,0 СН4; С2Н4 – 28; С3Н8 – 0,4; С4Н10 – 0,3; С5Н12 – 0,1; N2 –2,0; СО2
– 0,4. Құрғақ газдағы ылғалдың мөлшері 15,55 гм3.
Ылғалды газдың құрамын мына формуламен анықтаймыз:
(3.15)
мұндағы ХС – құрғақ газдағы компонент құрамы;
- құрғақ газдағы ылғалдың мөлшері, гм3.
СН4=;
С2Н4=;
С3Н8=
С4Н10=;
С5Н12=;
N2 =;
СO2=;
Н2O=100-98,09=1,91%.
Жануға кететін оттегінің шығыны:
Ауаның теоретиялық шығынын мына формуламен табамыз:
,
(3.16)
Жану өнімдерінің жекеленген құраушыларының көлемін былай табамыз:
(3.17)
(3.18)
(3.19)
(3.20)
Жану өнімінің жалпы мөлшері:
V= 1,01+1,95+8,17+0,197=11,33 м3м3
Жану өнімінің құрамы төмендегідей:
Газдың жану жылуын мына формуламен табамыз:
(3.21)
Жану өнімінің энтальпиясы төмендегідей бағаланады:
(3.22)
20 0С-тағы ауа энтальпиясы 25,8 кДжм3, табиғи газ энтальпиясы 31,4
кДжм3.
Берілген көрсеткіштер бойынша отынның жану температурасы 1900 0С
екендігін анықтаймыз.
Титан қожын еріту процесінде түзілетін көміртек оксидінің мөлшері
1360 кгсағ. болады.
1360
СО + 0,5О2 = СО2
28 16 44
Оттегінің қажетті шығыны 477 кг немесе 543,9 м3, түзілетін көміртек
диоксидінің мөлшері 2137 кг немесе 1088 м3.
СО2 түзілу үшін мына мөлшерде ауа қосу қажет:
Пеш газының мөлшерін мына формуламен анықтаймыз:
(3.24)
мұндағы V1 – табиғи газдың жану өнімінің көлемі, м3;
х – пеш газының мөлшері, м3;
t1 - табиғи газдың жану температурасы, 0С;
t2 – күйдіру камерасынан шығу кезіндегі газдардың
температурасы, 0С.
Табиғи газдың жану өнімінің көлемі 1 м3 болады, күйдіру камерасынан
шығу кезіндегі газдардың температурасы 900 0С тең деп аламыз.
теңдеуді шеше отырып пеш газының көлемі 7 м3 екендігін табамыз.
Егер 1 м3 табиғи газға 11,33 м3 м3 жану өнімі түзілетін болса, онда
1м3 жану өніміне 0,1 м3 табиғи газ берілуі керек. Яғни, 7 м3 пеш газын
күйдіру үшін 0,1 м3 табиғи газ берілуі керек, 1088,37 м3сағ пеш газына
(титан қожын еріту кезіндегі түзілетін газдар көлемі) 15,5 м3 табиғи газ
жұмсау қажет.
1 м3 табиғи газдың жануына 9,38 м3 ауа қажет, 1088,37 м3 пеш
газының жануына қажетті ауа мөлшері 2590 м3сағ. Ауаның жалпы мөлшері:
Ауаның шығынын ескере отырып оынң тәжірибелі шығыны (50% артық
болғанда):
болады.
Күйдіру камерасынан кейінгі газдың жалпы мөлшерін анықтайық (қалыпты
жағдай кезінде):
Газдың нақты көлемі:
Күйдіру камерасын салқындату үшін су шығынын мына формуламен
анықтаймыз:
(3.25)
мұндағы - Күйдіру камерасындағы 1300 0С температурасындағы газ мөлшері,
м3;
τ - 1300 0С температурасы кезіндегі газдың жылу сыйымдылығы,
кДжм3∙град;
СВ – судың жылу сыйымдылығы, кДжм3∙град;
tH - камерадағы газдың температурасы, 0С;
tK - газдың шығу кездегі температурасы, 0С;
t1 - судың бастапқы температурасы, 0С;
t2 – шығатын судың температурасы, 0С.
Күйдіру камерасына электр пешінен ильменит концентратын балқыту
кезінде СО-ны күйдіру үшін газдар келіп түседі.
3.1.6.2 Газ жүру жүйесінің есебі
Газдар температурасын шаң камерасына кіруінде 700 0С деп қабылдаймыз.
Шаң камерасының есебін төмендегідей жүргіземіз. Шаң бөлшектері
камераның ішінде төмен қарай айналу жылдамдығымен қозғалады, оны
төмендегідей формуламен табамыз:
(3.26)
мұндағы γ П – шаңның үлестік салмағы, кгм3;
d П – шаң бөлшектерінің диаметрі, м.
Шаң бөлшектерінің диаметрін 40∙10 – 6 м деп қабыладймыз, шаңның
үлестік салмағы 1600 кгм3.
Шаң камерасының ауданын төменгі формуламен анықтаймыз:
(3.27)
мұндағы V – Шаң камерасына түскен газдардың көлемі, м3ч.
Камераның диаметрі 3 м. Камераның биіктігі мына формуламен
анықталады:
(3.28)
Желдеткішті таңдап алу үшін газ жүру жүйесінің кедергісін анықтау
қажет (арын шығынының қосындысы).
Күйдіру камерасынан шаң камерасына дейінгі аралықтағы участоктағы
үйкелістен болған арын шығыны мына формуламен анықталады:
(3.29)
мұндағы μ – үйкелістен пайда болған шығынның коэффициенті;
L- газ жүру жүйесінің ұзындығы, м;
d - газ жүру жүйесінің диаметрі, м;
wt – газ жылдамдығы, мс;
γ t – газдың үлестік салмағы, кгм3.
Кірпішпен қапталған газ жүру жүйесі үшін коэффициентті 0,05-ке тең
деп аламыз. Газ жүру жүйесінің диаметрі 1,12 м, газ жүру жүйесінің ұзындығы
11,9 м.
Газдың үлестік салмағын төменгі формуламен анықтаймыз:
(3.30)
мұндағы γ 0 – берілген газдың үлестік салмағы, кгнм3.
Газдың жылдамдығы газдың нақты көлемінің газ жүру жүйесінің көлденең
қимасының ауданына қатынасы ретінде анықталады (S):
,
үйкелістен болған арын төмендегідей:
Жергілікті кедергілерінің әсерінен болған арынның шығыны (газ
қозғалысының өзгерісінен пайда болған келергі) мына формуламен анықталады:
(3.31)
мұндағы ξ – жергілікті кедергі коэффициенті.
Газ қозғалысының 170 0-қа өзгерісі кезінде коэффициент 0,15-ке тең,
Газ қозғалысы бағытының 90 0-қа өзгерісі кезінде коэффициент 1,1 тең.
Шаң камерасының ішіндегі арын шығынын 196 Па (20 мм вод. ст.) деп
қабылдаймыз.
Шаң камерасы-циклон учаскесіндегі арын шығынын анықтаймыз. Циклонға
кіру кезіндегі газдар температурасы 500 0С, шаң камерасынан шығу кезінде
650 0С. газ жүру жүйесіндегі осы учаскедегі газдардың орташа температурасы:
болады.
Осы учаскедегі газдардың нақты көлемін біле отырып, үйкелістен пайда
болған арынды табамыз:
Газдың жылдамдығы:
тең,
Жергілікті кедергілерінің арыны (газ қозғалысының өзгерісі 900
болғанда) төмендегідей болады:
Циклондағы арын шығыны 793,4 Па (80 мм вод. ст.) болады, біз үш
циклон орнатып отырғандықтан арын 2380,3 Па (240 мм вод. ст.) болады.
Циклон желдеткіш учаскесіндегі кедергілерден болған шығынды табамыз.
Циклондағы температураның төмендеуі 80 0С, газ жүру жүйесінде температураны
230 0С деп аламыз. Осы учаскедегі газдың нақты көлемі төмендегідей:
Газдың жылдамдығы:
болады
Үйкелістен пайда болған арын шығыны:
болады.
Газ қозғалысы бағытының 140 0-қа өзгерісі кезінде коэффициент равен
0,3-ке тең. Жергілікті кедергілердің арын шығыны:
Жалпы арын шығыны:
Есепке алынған шығындалған арынды ескере отырып 300 мм су. ағыны
(2940 Па) кезінде 11000 м3сағ газдарды жіберуді қамтамасыз ететін жоғарғы
қысымды ВВД-11 желдеткішін орнатамыз.
Техникалық мінездемесі төмендегідей болатын циклондар тобын қондырғы
арқыл қабылдаймыз:
- циклон кенді термапештерден келіп түсетін газдарды тазалауға
арналған;
- циклон диаметрі 2,2 м;
- шаңды газ қоспасының көлемді жіберілуі 6400 м3ч;
- шаңды газ қоспасын тазалаудың 80%-дан төмен емес дәреееежесі;
- шаңды газ қоспасының енгізудегі температурасы 535 0С, шығуда
470 0С;
- циклонның гидравликалық кедергісі 793,4 Па аспайды;
- циклон сумен салқындатылады;
- судың шығыны 18 м3ч;
- судың енгізудегі температурасы 20 0С, шығуда 45 0С;
- циклонның ұзындығы 3,03 м, ені 2,8 м, биіктігі 10,335 м.
3.1.7 Сыннан өткізу және бақылау
Кенді термопештегі талап етілетін балқытудың технологиялық режимін
қамтамасыз ету үшін бастапқы шикізаттың және алынатын өнімдердің сапасын
бақылауды жүйелі түрде жүзеге асыру қажет.
3.9-кестеде бастапқы шикізат пен балқыту өнімдерінің сапасын тексеру
сызбасы берілген.
Сынаманы сұрыптауды техникалық бақылау бөлімі (ОТК) жүргізеді,
анықталатын компоненттердің құрамына анализді орталық зауыт зертханасы
(ЦЗЛ) жүргізеді.
3.9-кесте – Шикізат пен балқыту өнімдерінің сапасын бақылау сызбасы.
Материал СынаманыСұрыптаСынама Бір Бір АнықталаЕскерту
атаулары сұрып-тау орны салмағысөткедегі айдағы тын (анықтау
у , кг анализ анализ элементтәдісі)
жиілігі саны саны ер
атаулары
1 2 3 4 5 6 7 8
Ильменит Әр Вагон 1,0 - Әр TiO2, TiO2, FeO,
концентратысынамада партия-даFeO, Cr2O3 –
н н Fe2O3, фотометрлі;
SiO2, SiO2, CaO,
Al2O3, MgO, MnO –
CaO, салмағы
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz