Проектирование в условиях г. Владикавказа отделения обжига гранулированного молибденитового концентрата производительностью 6800 т/год - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Проектирование в условиях г. Владикавказа отделения обжига гранулированного молибденитового концентрата производительностью 6800 т/год

Обзор способов переработки молибденитового концентрата, все достоинства и недостатки каждого из них. Расчет рационального состава концентрата. Выбор и расчет основного оборудования и вспомогательного оборудования. Методы очистки отходящих газов из печи.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФБГОУ ВПО «СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
на тему: Проектирование в условиях г. Владикавказа отделени я обжига гранулированного молибденитового концентрата производительностью 6800 т/год
Студент гр. МЦз-09 Бабаев Казбек Геннадьевич
1 Выбор и обоснование технологической схемы
1.1. Основные способы вскрытия концентрата
1.1.3 Окисление кислородом в кислых средах
1.1.4 Окисление кислородом в щелочных средах
1.1.5 Окисление растворами гипохлорита натрия
1.2 Обоснование выбора способа разложения концентрата
1.2 Обоснование выбора окислительного обжига в качестве способа разложения концентрата
2.1 Расчет обжига гранулированного молибденитового концентрата
2.2 Расчет рационального состава концентрата
2.3 Расчет состава и выхода огарка и пыли из 100 кг концентрата
3. Выбор и расчет основного оборудования
3.1 Выбор и расчет основного оборудования
4 Расчет или подбор (по каталогам) вспомогательного оборудования
4.2 Расчет дробилки для размола некондиционных гранул (+2 мм)
4.5 Расчет воздухораспределительной решетки
4.13 Расчет насосов для орошения скруббера
5 Мероприятие по охране окружающей среды
5.1 Описание системы пылеулавливания
Молибден относится к тугоплавким металлам, ковкий и пластичный металл. Механические свойства, определяются чистотой металла и предшествующей механической и термической обработкой (чем чище металл, тем он мягче). Наличие примесей увеличивает твердость и хрупкость металла. Обладает крайне низким коэффициентом теплового расширения.
Молибден кристаллизуется в кубической объемноцентрированной решетке. На воздухе при обычной температуре молибден устойчив. Начало окисления (цвета побежалости) наблюдается при 400 °С. Начиная с 600 °С металл быстро окисляется с образованием МоО3. Пары воды при температурах выше 700 °С интенсивно окисляют молибден до МоО2. С водородом молибден химически не реагирует вплоть до плавления. Фтор действует на молибден при обычной температуре, хлор при 250 °С, образуя MoF6 и МоСl6. При действии паров серы и сероводорода соответственно выше 440 и 800 °С образуется дисульфид MoS2. С азотом молибден выше 1500 °С образует нитрид. Твердый углерод и углеводороды, а также оксид углерода (II) при 1100-1200 °С взаимодействуют с металлом с образованием карбида Мо2С (плавится с разложением при 2400 °С). Выше 1200 °С Молибден реагирует с кремнием, образуя силицид MoSi2, обладающий высокой устойчивостью на воздухе вплоть до 1500-1600 °С.
В соляной и серной кислотах молибден несколько растворим лишь при 80-100 °С. Азотная кислота, царская водка и пероксид водорода медленно растворяют металл на холоду, быстро - при нагревании. Хорошим растворителем молибдена служит смесь азотной и серной кислот.
Молибден образует два устойчивых оксида - МоО3 (белые кристаллы с зеленоватым оттенком) и МоО2 (темно-коричневого цвета). Кроме того, известны промежуточные оксиды, соответствующие по составу гомологическому ряду МоnO3n-1 (Мо9О26, Мо8О23, Мо4О11); все они термически неустойчивы и выше 700 °С разлагаются с образованием МоО3 и МоО2.
Достоверно установлено существование трех сульфидов молибдена - МоS3, MoS2 и Mo2S3. Практическое значение имеют первые два. Дисульфид MoS2 встречается в природе в виде минерала молибденита; может быть получен действием серы на молибден или при сплавлении МоО3 с содой и серой. Дисульфид практически нерастворим в воде, НCl, разбавленной H2SO4. Распадается выше 1200 °С с образованием Mo2S3. При пропускании сероводорода в нагретые подкисленные растворы молибдатов осаждается MoS3.
Основным сырьем для производства молибдена, его сплавов и соединений служат стандартные молибденитовые концентраты, содержащие 47-50 % Мо, 28-32 % S, 1-9 % SiO2 и примеси других элементов. Концентрат подвергают окислительному обжигу при 570-600 °С в многоподовых печах или печах кипящего слоя. Продукт обжига - огарок содержит МоО3, загрязненную примесями. Чистую МоО3, необходимую для производства металлического молибдена, получают из огарка двумя путями: 1) возгонкой пpи 950-1100 °С; 2) химическим методом, который состоит в следующем: огарок выщелачивают аммиачной водой, переводя молибден в раствор; из раствора молибдата аммония (после очистки его от примесей Cu, Fe) выделяют полимолибдаты аммония (главным образом парамолибдат 3(NH4)2O·7МоО3·nН2О) методом нейтрализации или выпарки с последующей кристаллизацией; прокаливанием парамолибдата при 450-500 °С получают чистую МоО3, содержащую не более 0,05 % примесей.
Около 70-80 % добываемого молибдена идет на производство легированных сталей. Остальное количество применяется в форме чистого металла и сплавов на его основе, сплавов с цветными и редкими металлами. Металлический молибден - важнейший конструкционный материал в производстве электроосветительных ламп и электровакуумных приборов (радиолампы, генераторные лампы, рентгеновские трубки и других); из молибдена изготовляют аноды, сетки, катоды, держатели нити накала в электролампах.
После освоения производства крупных заготовок молибден стали применять (в чистом виде или с легирующими добавками других металлов) в тех случаях, когда необходимо сохранение прочности при высоких температурах, например, для изготовления деталей ракет и других летательных аппаратов. Для предохранения молибдена от окисления при высоких температурах используют покрытия деталей силицидом молибдена, жаростойкими эмалями и другие способы защиты. Важную роль молибден играет в составе жаропрочных и кислотоустойчивых сплавов, где он сочетается главным образом с Ni, Co и Cr.
Молибден и его сплавы характеризуются высоким модулем упругости, малым температурным коэффициентом расширения, хорошей термостойкостью, малым сечением захвата тепловых нейтронов. Электропроводность молибдена выше, чем у железа, но ниже, чем у меди. Молибден более пластичен, чем вольфрам.
Молибден - хороший проводник электричества, он в этом отношении уступает серебру всего в 3 раза. Электропроводность молибдена больше, чем у платины, никеля, ртути, железа и многих других металлов.
1 Выбор и обоснование технологической схемы
1.1 Основные способы вскрытия концентрата
Молибденитовые концентраты служат исходным сырьем для производства ферромолибдена и химических соединений различной степени чистоты: триоксида молибдена, парамолибдата аммония, молибдата натрия, молибдата кальция.
Основной, широко применяемый в промышленной практике способ разложения молибденитовых концентратов - окислительный обжиг. Продукт обжига - огарок, содержащий триоксид молибдена и примеси других соединений, поступает на выплавку ферромолибдена и служит исходным продуктом для производства химических соединений, важнейшее из которых триоксид молибдена. Для его получения применяют способ возгонки триоксида из огарков или гидрометаллургические схемы переработки огарка.
Разработаны гидрометаллургические способы окисления молибденита, исключающие окислительный обжиг. К ним относятся разложение азотной кислотой, окисление кислородом под давлением в щелочных и кислых средах, обработка концентрата растворами гипохлорита натрия. Представляют интерес хлорные способы переработки молибденовых огарков или непосредственно молибденитовых концентратов.
Перед химической переработкой молибденсодержащую руду нужно обогатить. Основным методом обогащения молибденитовых руд является флотация - способ разделения мелких частиц различных веществ, основанный на различной их смачиваемости и накоплении на поверхности раздела фаз. Сначала молибденитовая руда предварительно измельчается в дробилках, затем в шаровых мельницах, а потом поступает на коллективную сульфидную флотацию. С помощью этого процесса удается получить концентрат, содержащий до 10 % молибдена. Полученный молибденовый концентрат поступает далее на селективную флотацию с применением специальных реагентов, в процессе которой (при заданном значении рН) происходит селективное отделение MoS2 от других сульфидов (халькопирита и пр.). Повторяя этот процесс 5-6 раз (с промежуточным измельчением), получают, в зависимости от технологии и первоначального минералогического состава, качественный молибденовый концентрат с содержанием Mo 48-58,6 %, Сu 0,01-2,2 %. Следует отметить высокую степень извлечения молибденита в процессе флотации, составляющую 90-95 % и выше.
Первой и важнейшей стадией в процессе химической переработки молибденитового концентрата является обжиг, который позволяет избавиться от нежелательных примесей: серы, воды и остатков флотореагентов. В результате обжига происходит целевая реакция окисления дисульфида молибдена до триоксида и множество других побочных реакций, заметно влияющих на последующее извлечение молибдена:
MoS2 + 3 Ѕ O2 = MoO3 + 2 SO2, (1.1)
6CuFeS2 + 19O2 = 2Fe3O4 + 6CuO + 12SO2, (1.2)
Температурный режим и эффективность обжига зависят от многих факторов, прежде всего от степени измельчения концентрата.
Огарок, содержащий молибденовый ангидрид, переводят либо в парамолибдат аммония или чистый MoO3, либо в молибдат кальция. Из двух первых можно в дальнейшем получить любые соединения молибдена, в том числе высокочистые. Наибольшее распространение при извлечении молибдена из огарков высококачественных концентратов получил аммиачный метод, так как в 8-10 %-ном водном аммиаке растворяется молибденовый ангидрид и не растворяется большинство примесей, сопутствующих ему в огарке. В зависимости от состава концентрата и условий обжига удается извлечь 80-95 % молибдена. Не извлеченный MoO3 перерабатывается по дополнительной схеме. Из аммиачного раствора молибдата аммония молибден можно извлекать в виде парамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24·4H2O, молибденовой кислоты H2MoO4 или молибдата кальция CaMoO4.
В заводской практике обжиг молибденитовых концентратов проводят в многоподовых печах с механическим перегребанием и в печах кипящего слоя. Иногда обжиг ведут в барабанных печах, которые, однако, малопригодны для обжига молибденитовых концентратов. В печах этого типа трудно обеспечить необходимую температуру обжига. Перегревы ведут к спеканию материала и неполному его окислению.
Обжиг в многоподовых печах. Печи этого типа давно используются для обжига пиритных, а также медных и цинковых сульфидных концентратов. Хорошее перемешивание, осуществление противотока материала и газов и интенсивное окисление во взвешенном состоянии в моменты пересыпания материала с пода на под обеспечивают возможность ведения процесса за счет теплоты реакции.
Обжиг ведут в печах с 8; 10; 12 и 16 подами. Конструктивно многоподовые печи не отличаются от обычных, используемых в цветной металлургии. Некоторые изменения связаны с необходимостью строгого поддержания температуры вследствие особенностей обжига молибденитовых концентратов. Температуру регулируют подачей воздуха отдельно на каждый под. Газы отводятся с каждого пода в общий газоход. Это позволяет поддерживать необходимую температуру на каждом поду. Можно эффективно регулировать температуру впрыскиванием на каждый под вместе с воздухом некоторого количества воды. Это обеспечивает повышение содержания SO2 в отходящих газах с 1,5 до 3 %. Такие газы можно направлять на получение серной кислоты контактным способом.
Пылевынос при обжиге в многоподовых печах составляет примерно (10ч15) %. Система пылеулавливания обычно состоит из циклонов и электрофильтров. Пыль неполно окислена и возвращается на дообжиг. Производительность многоподовых печей по концентрату (60ч80) кг на 1 м2 пода в сутки в зависимости от принятого режима.
Обжиг молибденитовых концентратов в многоподовых печах проводят только на ферросплавных предприятиях, где необходимо обеспечить получение огарков с низким содержанием общей серы (< 0,2 %), что трудно достигнуть при обжиге в кипящем слое.
Обжиг в кипящем слое (КС). В химической и металлургической промышленности для обжига сульфидных концентратов широкое распространение получили процессы, в которых частицы материала находятся в восходящем потоке газа в кипящем или псевдожидком состоянии. В такое состояние зернистый материал переходит при определенных скоростях газового потока. При малой скорости газа слой частиц остается неподвижным.
Для запуска печи первоначально создают в ней кипящий слой из огарка, который разогревают горелками или подогретым воздухом до температуры зажигания концентрата 500ч510 °С. Затем включают систему питания печи концентратом. Попадая в слой, концентрат возгорается, температура в слое начинает повышаться и за 15ч30 минут достигает оптимальной температуры обжига 560ч570 °С.
Вследствие близости температур возгорания молибденитового концентрата в КС (500ч510) °С и начала спекания огарков (580ч590) °С обжиг концентрата можно проводить лишь при относительно низкой температуре в слое, поддерживаемой в пределах (560ч570) ° С. При более высокой температуре обжига на стенках печи в надслоевой зоне образуются плотные наросты (результат окисления уносимых тонких частиц концентрата, приводящего к повышению температуры в этой зоне до (650ч700) °С). Куски наростов падают в слой, постепенно накапливаются на подине, что приводит к нарушению процесса [1].
Обжиг в кипящем слое имеет следующие преимущества:
1. Благодаря хорошему контакту частиц с газом химические реакции в кипящем слое протекают быстро.
2. Подвижность слоя, подобная подвижности жидкости, позволяет легко осуществить непрерывную самопроизвольную выгрузку, «вытекание» материала из печи через разгрузочную трубу.
3. Кипящий слой частиц обладает высокими теплопроводностью и коэффициентами теплопередачи. Это дает возможность поддерживать во всей массе слоя нужную температуру даже при реакциях со значительным тепловым эффектом. Избыточное тепло из слоя легко отнимается с помощью холодильников. ( труб вмонтированных в слой и охлаждаемых водой).
Недостаток обжига в КС - высокое содержание серы в огарках ((2ч2,5) %, из которых (1,5ч2) % сульфатная сера). Это объясняется тем, что при обжиге в КС подавляющая часть примеси кальцита (СаСO3) реагирует с SO3, образуя CaSO4, тогда как при обжиге в подовых печах кальцит, находящийся в контакте с МоO3, переходит в СаМоO4. Вследствие высокого содержания серы огарки после обжига в КС непригодны для выплавки ферромолибдена. Поэтому на ферросплавных заводах обжиг ведут в многоподовых печах.
До настоящего времени серосодержащие газы обжиговых печей выбрасывали через трубу в атмосферу. Вследствие относительно малых масштабов экономически невыгодно строить сернокислотные цеха для утилизации газов. Однако на крупных предприятиях, где обжигают (6ч8) тыс.тонн концентрата в год, необходимо строительство сернокислотных цехов. Для предприятий меньшего масштаба разрабатывают другие варианты обезвреживания газов (ионообменную сорбцию SO2 и другие способы улавливания) [5].
Азотная кислота (20ч50) %-ой концентрации при нагревании активно окисляет молибденит. Взаимодействие в основном описывается реакцией:
MoS2 + 6HNO3 = H2MoO4 + 2H2SO4 + 6NO. (1.6)
При температуре разложения (80ч90) °С и концентрации кислоты выше 20 % в начальный период весь окислившийся молибден находится в растворе, однако затем быстро выделяется молибденовая кислота и резко снижается концентрация молибдена в растворе. С увеличением концентрации азотной кислоты и температуры скорость окисления молибденита возрастает. После разложения (27ч30) %-ной азотной кислоты при 90 °С кислые маточные растворы содержат (12ч15) г/л молибдена, а после разложения 54 %-ной кислотой (2,5ч3) г/л молибдена.
При проведении процесса в системе, включающей регенерацию азотной кислоты из выделяющихся оксидов азота, общий расход кислоты близок к стехиометрическому.
Регенерация азотной кислоты включает следующие стадии:
HNO2 = 1/3HNO3 + 2/3NO + 1/3H2O; (1.9)
- результирующая реакция абсорбции NO2:
Разложение проводят в аппаратуре из нержавеющей стали. При периодическом режиме целесообразно проводить двустадийное разложение по принципу противотока.
Пульпа, состоящая из смеси концентрата и (30ч35) %-ной азотной кислоты, проходит последовательно через батарею цилиндрических аппаратов. В каждый аппарат подаются острый пар и воздух. Циркуляция пульпы внутри аппарата обеспечивает участие кислорода в регенерации азотной кислоты. Процесс проводят при температуре (90ч100) °С.
Примерно 80 % молибдена (от исходного в пульпе) находится в осадках в составе молибденовой кислоты. Осадки выщелачивают аммиачной водой, растворы молибдата аммония перерабатывают по обычной схеме.
Недостатком этого способа является трудность полной утилизации оксидов азота из разбавленных газов.
Достоинства этого способа является то, что расход азотной кислоты можно существенно снизить, используя циркуляцию газов с одновременным введением в систему кислорода. В этом случая NO2 , образующаяся в результате окисления NO кислородом, поступает в раствор и вступает в реакцию с молибденитом. Участие кислорода в процессе позволяет полностью разлагать концентрат при затрате кислоты меньше теоретически необходимого количества.
1.1.3 Окисление кислородом в кислых средах
Среди различных описанных в литературе вариантов автоклавного окисления кислородом в кислых средах наиболее перспективен Симоли-процесс, при котором в качестве катализатора в водную пульпу вводят некоторое количество азотной кислоты. Окисление протекает за счет кислорода, однако непосредственно реагирует с молибденитом азотная кислота, которая постоянно возобновляется вследствие взаимодействия кислорода с монооксидом азота.
Разложение молибденитового концентрата проводят в автоклаве. В автоклав загружается водная пульпа концентрата Ж:Т = 4:1, которая после добавления воды и азотной кислоты разбавляется до Ж:Т = 5:1. Процесс ведут при 150ч160 °С и давлении кислорода 0,65 МПа в течение 1,5 ч. Степень разложения концентрата достигает 97ч99 %.
Примерно 75ч80 % молибдена от исходного количества содержится в твердой фазе в составе молибденовой кислоты. Кек с фильтра обрабатывают аммиачной водой, из аммиачного раствора путем выпаривания досуха и прокалки осадка получают технический триоксид молибдена.
В кислых растворах содержится 20ч25 % молибдена от исходного количества, практически весь рений, сульфаты меди и железа.
Основным недостатком Симоли-процесса является низкое прямое извлечение молибдена в технический триоксид.
Среди различных описанных в литературе вариантов автоклавного окисления кислородом в кислых средах наиболее перспективен («симоли-процесс»- Норанда), при котором в качестве катализатора в водную пульпу вводят некоторое количество азотной кислоты [2,3]. Окисление протекает за счет кислорода, однако непосредственно реагирует с молибденитом азотная кислота, которая постоянно возобновляется вследствие взаимодействия кислорода с монооксидом азота. Таким образом, в процессе протекают реакции (6)-(8).
Разложение молибденитового концентрата проводят в автоклаве. В автоклав загружается водная пульпа концентрата (Т:Ж = 1:4), которая после добавления воды и азотной кислоты разбавляется до (Т:Ж = 1:5). Процесс ведут при 150-160 °С и давлении кислорода 0,65 МПа (6,5 ат) в течение 1,5 ч. Степень разложения концентрата достигает 97-99 %.
Поскольку все протекающие реакции экзотермические, предусмотрено охлаждение нижней зоны автоклава (где происходит окисление молибденита), и верхней зоны (где протекают процессы окисления NO кислородом). Газы засасываются в пульпу турбинкой через отверстия в диффузоре.
Выпускаемая из автоклава пульпа, содержащая продукты разложения, плохо отстаивается и трудно фильтруется. После добавления флокулянта ее фильтруют и промывают на фильтр-прессе.
Примерно 75-80 % молибдена от исходного количества содержится в твердой фазе в составе молибденовой кислоты. Кек с фильтра обрабатывают аммиачной водой, из аммиачного раствора путем выпаривания досуха и прокалки осадка получают технический триоксид молибдена. Аммиачная вода, получаемая в результате улавливания аммиака, возвращается на выщелачивание.
В кислых растворах содержатся 20-25 % молибдена от исходного количества, практически весь рений, сульфаты меди и железа.
Недостатки («симоли-процесса»- Норанда) - низкое прямое извлечение молибдена в технический триоксид (75-80 %) и трудность утилизации серной кислоты из-за низкой ее концентрации. Кроме того, происходит значительная коррозия нержавеющих сталей в условиях симоли-процесса (более 5ґ10-4 мм/год). Меньше скорость коррозии титана (5-7)ґ10-5 мм/год. Усовершенствованный вариант технологии разработан в Канаде фирмой «Норанда». Исходная пульпа (Т:Ж = 1:10) содержит 25-40 кг/м3 азотной кислоты и 400 г/л серной кислоты. Процесс ведут в автоклаве при 120-160 °С и давлении кислорода 0,1-0,14 МПа (10-14 ат). Отличительная особенность способа - циркуляция раствора в системе. Это позволяет увеличить концентрацию серной кислоты до 75 %, довести прямое извлечение молибдена в триоксид до 90 %, а также повысить концентрацию рения в циркулирующем растворе. Выводимые из процесса сернокислые растворы (после каждой операции разложения концентрата выводится примерно 10 % от общего объема циркулирующего раствора) направляются на экстракционное извлечение молибдена и рения.
Основные преимущества азотнокислотного автоклавного разложения заключаются в следующем:
- вместе с молибденом более полно извлекается рений;
- можно перерабатывать некондиционные концентраты с повышенным содержанием меди;
- более низкий расход азотной кислоты и практически исключаются выбросы оксидов азота в атмосферу;
- исключается образование вредных сбросов, поскольку из азотно-сернокислых маточных растворов можно получать удобрения.
1.1.4 Окисление кислородом в щелочных средах
Окисление молибденита кислородом в щелочных растворах изучали советские и зарубежные исследователи [14,15].
Процесс описывается следующей суммарной реакцией (10):
Реакция протекает через стадию образования тиосульфата, обнаруживаемого в растворе при неполном окислении минерала. Концентрация тиосульфата выше в начальной стадии процесса и снижается во времени.
В работе [14] были сопоставлены скорости окисления кислородом молибденита в растворах аммиака, соды и щелочи. При прочих равных условиях скорость процесса возрастает в ряду аммиак-сода-каустическая щелочь, что связано с соответствующим повышением концентрации ионов ОН- .
Рекомендовано проводить окислительное выщелачивание концентрата в растворах едкого натра. Опыты показали, что при выщелачивании в растворах аммиака или соды для достижения приемлемой скорости процесса его необходимо проводить при температуре не ниже 200 єС и парциальном давлении кислорода 10-15 ат, тогда как при выщелачивании в растворах едкого натра можно снизить температуру до 130-140 єС и давление кислорода до 1-2 ат. Это позволяет при работе с растворами едкого натра заменить кислород сжатым воздухом, поскольку общее давление в автоклаве будет не выше 8-10 ат. Кроме того, при применении растворов едкого натра происходит хорошее разделение меди и молибдена уже в процессе выщелачивания, тогда как применение аммиака для выщелачивания приведет к переходу меди вместе с молибденом в раствор. Помимо указанного, существенный недостаток растворов аммиака - взрывоопасность смесей в системе аммиак-кислород-водяной пар при высоких температурах и давлениях кислорода.
Для окислительного выщелачивания молибденового промпродукта могут быть использованы автоклавы с механическим перемешиванием. Перемешивающее устройство должно обеспечивать хорошее диспергирование кислорода (воздуха) и засасывание его из газовой фазы в раствор.
В результате окислительного выщелачивания в автоклаве в раствор полностью переходят молибден, рений, сера в форме натриевых солей, молибденовой, рениевой и серной кислот, растворы также содержат примеси соединений меди, вольфрама, кремния, мышьяка, сурьмы и фосфора. Из маточного раствора после очистки и осаждения двуокиси молибдена извлекают рений ионито-адсорбционным методом.
Достоинства этого процесса, технологическая схема обеспечивает извлечение в готовый продукт молибдена и рения 96 % и 89-90 % соответственно.
1.1.5 Окисление растворами гипохлорита натрия
Гипохлорит натрия в щелочном растворе окисляет все сульфидные минералы, в частности молибденит:
MoS2 + 9ClO- + 6OH- = MoO42- + 3H2O + 9Cl- + 2SO42-. (1.12)
Окисление растворами гипохлорита натрия представляет интерес преимущественно для бедных молибденовых руд и концентратов, хвостов обогащения, содержащих сульфиды железа и меди. Концентраты обрабатывают растворами гипохлорита натрия при температурах не выше 40 °С. Скорость реакции линейно возрастает с увеличением концентрации гипохлорита и мало зависит от концентрации щелочи.
Высокое извлечение молибдена при окислительном выщелачивании растворами гипохлорита натрия достигается даже при обработке бедных руд, содержащих 0,015 % молибдена (~ 93 %), если процесс ведут методом перколяции.
Преимущества применения гипохлорита натрия для извлечения молибдена из руд и бедных концентратов состоят в избирательной способности реагента к окислению молибденита и высоком извлечении молибдена в раствор при низких температурах обработки. Недостаток способа - большой расход гипохлорита. Практический расход в (1,5ч2) раза выше. Между тем стоимость гипохлорита относительно высокая.
1.2 Обоснование выбора способа разложения концентрата
Анализируя достоинства и недостатки способов переработки молибденитового концентрата выбираем окислительный обжиг в печах КС. Основным достоинством этого способа является высокое качество получаемого огарка.
Окислительный обжиг применительно к стандартным концентратам характеризуется высокими технико-экономическими показателями. Получаемые огарки непосредственно направляют на получение чистых соединений.
Обжиг в печах КС имеет ряд преимуществ:
1) производительность печи в 15-20 раз выше, чем у многоподовой;
2) процесс легко поддается автоматизации;
3) наличие псевдоожиженного слоя позволяет создать аппарат непрерывного действия, обеспечивающий непрерывный вывод материала из него;
4) улучшенный массо- и теплообмен, что ведет к увеличению скорости реакции, постоянству температуры в реакционной зоне и позволяет проще отводить избыточное тепло.
Для получения огарков с высоким содержанием выщелачиваемого молибдена (т.е. в виде МоO3) необходимо проводить обжиг при фиксированной температуре, не допуская спекания материала, и при минимальном контакте частиц между собой для предотвращения образования молибдатов. Данные условия лучше всего достигаются при обжиге в печах КС. Извлечение молибдена в раствор аммиака после обжига молибденита в печах КС составляет (90ч93) % [ ].
Молибденитовый концентрат вместе с оборотной пылью, бетонитом и водой поступает на грануляцию. Полученные гранулы отправляют на окислительный обжиг в печах КС.
В печи создают кипящий слой из огарка, который разогревают горелками, затем включают систему питания печи.
Более целесообразно проводить предварительную грануляцию концентрата, позволяющую возвращать неполно окисленную пыль в шихту грануляции, а также обжигать в кипящем, слое высокодисперсные концентраты, при обжиге которых пылевынос достигает 60-70 %. Обжиг гранулированных концентратов успешно осуществляется на Скопинском заводе, где печи питают гранулированным материалом с размерами гранул от 0,2 до 3 мм.
Практика показала, что при обжиге гранул рабочая температура в слое может быть повышена до 580-590 °С; соответственно этому возрастает также производительность печи. Учитывая сказанное, можно считать, что при обжиге гранул производительность печей КС можно увеличить в 2-2,5 раза по сравнению с обжигом негранулированного концентрата.
Состав молибденитового концентрата марки КМФ-2,%: 52,8 Мо; 0,06 Rе; 0,3 W; 1,5 Fe; 0,65 Cu; 0,05 As; 0,02 Р; 0,03 Sn; 0,8 СаО; 3,20 SiO2; 0,25 флотореагенты; 2,00 влаги; остальное - прочие.
§ остальное- концентрат и оборотная пыль, т.е. 80,5 %.
Состав бентонита, %: 46,0,Si02; 0,5 СаО; 37,5 А12О3; 0,3 MgO; 15,5 Н2О, прочие - 0,2.
Пылевынос 38 % от суммы масс огарка и пыли.
Степени окисления, продуктов обжига:
§ пыли (и шламов) электрофильтров и скруббера 99 %.
Концентрат и циклонная пыль гранулируется в чашевом грануляторе, после чего гранулированная шихта обжигается в печах КС.
Степень возгонки рения более 90 % (примем 95 %), в том числе 50 % осаждается в сухом электрофильтре, 40 % - в скруббере и мокром электрофильтре, остальное (т.е. 95-50-40=5 %) - теряется со сбросными газами. Невозогнанный рений (т.е. 100-95=5 %) находится в огарке в виде перрената кальция, образующегося по реакции:
Rе2O7 + СаСО3 = Са(RеO4)2 + СО2. (2.1)
На 100 кг концентрата масса невозогнанного рения составит:
Масса Re2O7 в составе перрената кальция:
а масса кальцита, реагирующего с Re2О7:
масса образующегося при этом углекислого газа:
При точности расчета до тысячных долей килограмма масса реагирующего с Re2O7 кальцита и масса образующегося при этом углекислого газа обращаются в нуль.
Выполним расчет на 100 кг влажного концентрата. По данным минералогического исследования, в состав концентрата входят следующие минералы: молибденит (MoS2), пирит (FeS2). ковеллин (CuS), шеелит (СaW04), кварц (SiO2), кальцит (СаСО3), апатит (Ca3(P04)2), аурипигмент (As2S3), сульфид рения (ReS2), касситерит (Sn02).
что соответствует анализу (в дальнейших расчетах используем уточненное значение, полученное расчетом).
Остаток СаО = 0,8 - = 0,654 кг связан в кальцит:
Рациональный состав концентрата (на 100 кг влажного)
Всего связанного кислорода в сухом концентрате:
+ 0,041 + + 0,008 + 1,704 = 2,417 кг.
Составляем таблицу рационального состава концентрата (табл. 2.1).
Образованием MоO2 при обжиге в кипящим слое пренебрегаем. Принимаем, что весь мышьяк (в виде Аs2S3) окисляется до нелетучего As2O5 (хотя на практике часть мышьяка отгоняется в виде As2O3, мы этим пренебрежем ввиду малого содержания мышьяка в концентрате).
"Прочие" компоненты при обжиге не изменяются.
Вода испаряется и переходит в газы.
Основные реакции при обжиге молибденитового концентрата:
2As2S3 + 11O2 = As2O3 + 2S02; (2.6)
Припишем,
Проектирование в условиях г. Владикавказа отделения обжига гранулированного молибденитового концентрата производительностью 6800 т/год курсовая работа. Производство и технологии.
Гдз По Лабораторной Работе По Биологии
Дипломная работа по теме Исследование эффективности маневрирования
Реферат по теме Приборы и методы замера вредных веществ в отработавших газах автомобиля
Реферат по теме Учет товарных операций в оптовой торговле
Рецензия На Курсовой Проект Пример
Клише Для Написания Сочинения 9.3
Дневник Практики Травматологического Отделения
Реферат Участие России В Первой Мировой Войне
Топик: Основные лексические и грамматические различия между британским и американским вариантом английского языка
Курсовая работа по теме Планирование и прогнозирование развития отрасли растениеводства на примере колхоза 'Россия' Илекского района Оренбургской области
Реферат: Воображение как психический процесс
Сочинение по теме Проблематика и художественные особенности драмы М.Ю.Лермонтова «Маскарад»
Курсовая работа по теме Экологически обоснованная система удобрения в полевом и овощном севооборотах
Реферат Оформлением Скачать
Курсовая работа по теме Музыкальная терапия: проблемы и перспективы
Реферат по теме Проблеми і перспективи розвитку медичного страхування в Україні
Эссе Педагога Дошкольного
Контрольная работа по теме Гравитация и электродинамика. Организация живой материи. Каталитические реакции
Реферат 7 Чудес Світу
Дипломная работа по теме Контроль за ефективністю методів фізичної реабілітації в лікуванні захворювань опорно-рухового апарату у дітей молодшого шкільного віку
Вступление стран Центральной и Восточной Европы в Европейский Союз - Международные отношения и мировая экономика дипломная работа
Информационные системы управления предприятием - Менеджмент и трудовые отношения лабораторная работа
История шоколада и его изготовление - Кулинария и продукты питания презентация