年产10万吨锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉设计课程设计任务书.docx

《锌精矿硫酸化沸腾焙烧炉》设计说明书1070-1100°C,而硫酸化焙烧为900-930°C；硫铁矿的氧化焙烧温度为850〜 950 °C o•炉气成分硫铁矿氧化焙烧时，炉气中二氧化硫13%〜13. 5%,三氧化硫W0.硫酸化焙烧，空气过剩系数大，故炉气中二氧化硫浓度低而三氧化硫含量增加特点:①焙烧强度高；②矿渣残硫低；③可以焙烧低品位矿；④炉气中二氧化硫浓度高、 三氧化硫含量少；⑤可以较多地回收热能产生中压蒸汽，焙烧过程产生的蒸汽通常有 35%〜45%是通过沸腾层中的冷却管获得；⑥炉床温度均匀；⑦结构简单，无转动部 件，且投资省，维修费用少；⑧操作人员少，自动化程度高，操作费用低；⑨开车迅速 而方便，停车引起的空气污染少但沸腾炉炉气带矿尘较多，空气鼓风机动力消耗较 大气体分布板及风箱2. 3. 3.1气体分布板气体分布板一般由风帽、花板、耐火衬垫构成气体分布版的设计应考虑到下列条 件：使进入床层的气体分布均匀，创造良好的初始流态化条件，有一定的孔眼喷出速 度，使物料颗粒特别是大颗粒受到激发湍动起来；具有一定的阻力，以减少流态化层各 处的料层阻力的波动；此外还应不漏料、不堵塞、耐摩擦、耐腐蚀、不变形；结构简 单，便于制作、安装和检修。

2. 3. 3. 2 风帽风帽大致可分为直流式、测流式、密孔式和填充式四种锌精矿流态化焙烧炉广泛 应用测流式风帽从风帽的侧孔喷出的气体紧贴分布板进入床层，对床层搅动作用较 好，孔眼不易被堵塞，不易漏料风帽的材料现多为耐热铸铁风帽的排列密度一般为 35〜100个/〃广，风帽中心距100〜180mm,视风帽排列密度和排列方式而定风帽的排列方式有同心圆排列、等边三角形排列和正方形排列本设计也采用测流式同心圆排列风帽2. 3. 3. 3 风箱风箱的作用在于尽量使分布板下气流的动压转变为静压，使压力分布均匀，避免气 流直冲分布板因此风箱应有足够的容积风箱的结构形式由圆锥式、圆柱式、锥台式 及柱锥式对于大型的宜采用中心圆柱预分布器中心圆柱同时起着支撑气体分布板的 作用，所以本次设计采用中心圆柱式风箱流态化床层排热装置排热方式有直接排热和间接排热前者是向炉内喷水，优点是调节炉温灵敏，操作 方便，炉内生产能力大些；缺点是：废热未得到利用间接排热应用较为普遍，间接排热目的：使流态化床层内余热通过冷却介质达到降 温目的冷却方式：可采用汽化冷却及循环水冷却两种方式，汽化冷却是较为普遍采用 的本次设计也采用汽化冷却。

排料口2. 3. 5.1.外溢流排料口流态化焙烧炉一般采用外溢流排料口，物料经由溢流口直接排出炉外排料口溜矿 面可采用混凝土捣制而成，其坡度应大于6外溢流排料处设有清理口2. 3. 5. 2底流排料口当入炉物料存在粗颗粒，或在焙烧过程中生成粗颗粒，一般不能从溢流口排出，应 采用底流排料口排料所以本次设计采用的排料口为底流排料口烟气出口烟气出口的方式有侧面及炉顶中央两种本设计烟气出口设在炉膛侧面，炉顶不承 受负荷，不易损坏，检修方便烟气出口与锅炉之间目前多采用软连接第三章物料衡算及热平衡计算3.1锌精矿流态化焙烧物料平衡计算锌精矿硫态化焙烧冶金计算根据精矿的物相组成分析，计算时精矿中各元素呈下列化合物形态：Zn、Cd、Pb、Cu、Fe 分别呈 ZnS、CdS、PbS、CuFeS2. Fe?S« FeS2；脉石中的 Ca、Mg、Si 分别呈CaCO］、Mg" S/Q 形态存在以100炬锌精矿（干量）进行计算1. ZnS 量：47,67x974 = 70.99^65.42. CdS 量：018x144.4 = 0 229灼112.4其中Zn： 47.61*g其中 Cd； 0. 18*gS： 23. 32^S： 0.05炽3. PbS 量：=4207.2kg其中：Pb： 3.58kgS： 0. 554. CuFeS2 量：0.24x183.51 =()69^63.5其中：Cu： 0.24妃Fe： 0. 21炽 S：0. 24 处5. FeS?和 Feq量:除去 CuFeS2 中 Fe的含量，余下的Fe为6.95-0.21= 6.74kg,除去ZnS、 CdS、 PbS、 CuFeS2中 S 的含量，余下的 S 量为3 1.56-(23.32+0.05+0.55+0.24) = 7.4林。

此 S 量全部分布在 FeS?和 Fe7Ss n|n o设FeS?中Fc为x*g, S量为y*g,则可列如下方程式:FeS2zx液 5 32x26.74-x _ 7.4-y 55.85x7 一 32x8 解得：=6- 02二6. 90即 FeS?中:Fe=6.02炬、S=6.90奴、FeS2=12. 92处7、8 中：Fe： 6. 74-6.01=0. 72^ S： 7. 40-6. 90=0. 50^40.3Fe7S«: 0.53+0. 30=0. 83 处6. 6C0 量：1.21x100.1 =216^56.1其中 CaO： 1.21*gCO2： 0.95^7.峋CO,量：丝些= o.8处其中 MgO： 0.543*gCO2： 0.46^表3-1混合锌精矿物相组成，炫注：在其他成分中，3. 36- (0.95+0.46) =1.95炬°2气体进入烟气中组成ZnCdPbCuFeSCaOMgOCO2SiOi其他共计ZnS47.6723.3270.99CdS0.180.050.23PbS3.580.554.13CuFeSi0.240.210.240.69FeSz6.016.9012.91FevSs0.720.501.22CaCO31.210.952.16MgCO30.430.460.90SiO24.824.82其他1.941.94共计47.670.183.580.246.9531.561.210.431.424.821.94100烟尘产出率及其化学和物相组成计算焙烧矿产出率一般为锌精矿的88%,而烟尘产出率占烧结矿的45〜50%,取50%,则 烟尘量为：88x0.50 = 44Z:g。

根据生产实践，镉60%进入烟尘，锌48%进入烟尘其他组分在烟尘中的分配率假 定为50%各组分进入烟尘的数量为：Zn 47.67x0.48=22.8%Cd 0.18x0.60=0.1 1kgPb 3.58x0.50= 1.7淑Cu 0.24x0.50 = 0.1^Fc 6.95x0.50=3.4%CaO 1.21x0.50 = 0.61^MgO 0.43x0.50= 0.2&Si°2 4.82x0.50=2.4 \kg其他 1.95x0.50 = 0.97勒按生产实践，烟尘中残硫以硫酸盐形态S为2. 14%,以硫化物形态Ss为1. 73%PbO与Si02结合成PbO・SiO2,余下Si02为游离形态，其他金属为氧化物形态存在各组分化合物进入烟尘中的数量如下:Ss量:1000. 440. 0173=0. 761 公斤S量:1000. 440. 0214=0. 942 公斤1. ZnS 量:°・76»97.4=236公斤32其中：Zn 1.555公斤 S 0.761公斤2. ZnSO.| 量: — 751 公斤32' 其中：Zn 1.925 公斤 S 0.942 公斤 0 1.884公斤3. ZnO - FeA量：烟尘中Fe先生成.其量为： 圣竺里里= 4.98公斤111.7Fe0有 1/3 与 ZnO 结合成 ZnO - Fe203,其量为：4.98x1 = 1.66公斤3Zn。

•阻晶 1^* = 2.506公斤其中：Zn 0. 680公斤 Fe 1. 158公斤 0 0. 67公斤余下的 F&03量：4. 98-1.66=3. 32 公斤其中：Fe 2. 32公斤 0 1. 00公斤4. ZnO 量：Zn=22. 88- (1. 555+1. 925+0. 68) =18. 722 公斤Zno」8.722x81.4 = 23.3公斤65.40=23. 3-18. 722=4. 578 公斤业些=126公斤112.45. CdO 量:其中：Cd 0. 11公斤 0 0.016公斤6. CuO 量：012x79,5 =0.15公斤63.5其中：Cu 0.12公斤 0 0.03公斤7. PbO • Si02量： "9x223.2 = ］928公斤207.2其中：Pb 1.79公斤 0 0.138公斤 与PbO结合的Si量：1 928x60 =0.518公斤223.2余留之Si量：2.41-0.51=1. 9公斤计算结果如下表所示：表3-2烟尘产出率及其化学和物相组成，胞组成ZnCdCuPbFeSsSSO4CaOMgOSiO20其他共计ZnS1.5560.7612.317♦SO1.9250.9421.8844.751ZnO18.7234.57823301DFe20.6781.1580.6642.500Fe2O:2.3170.9953.312CdO0.1080.0150.123CuO0.1200.0300.150OSil1.7900.5180.1381.928CaO0.6050.605MgO0.2150.215SiO21.8921.892其他0.9700.970共计22.8820.1080.1201.7903.4750.7610.9420.6050.2152.4108.3050.97042.583分比（53.74%0.25%0.28%4.20%8.16%1.79%2.21%1.42%0.50%5.66%19.50%2.28%100.00%焙砂产出率及其化学与物相组成计算沸腾焙烧时，锌精矿中各组。