冶金工程专业设计_年处理5万吨锌精矿冶炼沸腾焙烧炉设计.doc

江西理工大学江西理工大学 冶金与化学工程学院冶金与化学工程学院 志存高远 责任危险 江西理工大学 江西理工大学 冶金工程 有色金属方向 专业设计冶金工程 有色金属方向 专业设计 冶金冶金 1034510345 班班 国蔚为国蔚为 2013 12 212013 12 21 江西理工大学江西理工大学 i 目录 第一章沸腾焙烧设计概述 1 1 1原始资料 1 1 2设计原则和指导思想 1 1 3课程设计说明书内容 1 1 4绘制图纸 1 第二章沸腾焙烧 2 2 1沸腾焙烧工艺 2 2 2沸腾焙烧设备 2 2 3沸腾焙烧特点 3 第三章沸腾焙烧冶金计算 4 3 1 沸腾焙烧冶金计算内容 4 3 2 锌精矿物相组成计算 4 3 3烟尘产出率及其化学和物相组成计算 5 3 4焙砂产出率及其化学与物相组成计算 7 3 5焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算 8 3 6焙烧炉排出烟量和组成 9 3 7热平衡计算 11 3 7 1热收入 11 3 7 2热支出 13 第四章沸腾焙烧主要设备选择计算 15 4 1床面积 15 4 2前室面积 15 4 3流态化床断面尺寸 15 4 4沸腾层高度 16 4 5炉膛面积和直径 16 4 6炉膛高度 16 4 7炉膛空间体积 V 的确定 17 4 8气体分布板及风帽 17 4 8 1 气体分布板孔眼率 17 4 8 2 确定炉底上风帽孔眼的总数目 17 4 9风帽 17 4 10沸腾冷却层面积 17 4 11水套中循环水的消耗量 17 4 12风箱容积 18 4 13加料管面积 18 4 14排烟口面积 18 第五章沸腾炉经济技术指标 19 参考资料 20 江西理工大学江西理工大学 1 第一章沸腾焙烧设计概述 1 1 原始资料 锌精矿的化学成分 质量百分数 化学成分 ZnFeCdCuPbSSiO2CaoMgo 其他 wB 44 5710 920 190 321 8032 004 961 840 123 78 1 2 设计原则和指导思想 对设计的总要求是技术先进 工艺上可行 经济上合理 所以 设计应遵循的原则和指导思想为 1 遵守国家法律 法规 执行行业设计有关标准 规范和规定 严格把关 精心设计 2 设计中对主要工艺流程进行多方案比较 以确定最佳方案 3 设计中应充分采用各项国内外成熟技术 因某种原因暂时不上的新技术要预留充分的可能性 所 采用的新工艺 新设备 新材料必须遵循经过工业性试验或通过技术鉴定的原则 4 要按照国家有关劳动安全工业卫生及消防的标准及行业设计规定进行设计 5 在学习 总结国内外有关厂家的生产经验的基础上 移动试用可行的先进技术 6 设计中应充分考虑节约能源 节约用地 实行自愿的综合利用 改善劳动条件以及保护生态环境 1 3 课程设计说明书内容 a 沸腾焙烧炉专题概述 b 沸腾焙烧 c 沸腾焙烧热平衡计算 d 主要设备 沸腾炉和鼓风炉 设计计算 e 沸腾炉主要经济技术指标 1 4 绘制图纸 1 沸腾焙烧结构总图 要求纵剖面和至少一个横剖面 2 气体分布板部分图 江西理工大学江西理工大学 2 第二章沸腾焙烧 2 1 沸腾焙烧工艺 金属锌的生产 无论是用火法还是湿法 90 以上都是以硫化锌精矿为原料 硫化锌不能被廉价的 最容易获得的碳质还原剂还原 也不容易被廉价的 并且在浸出 电积湿法炼锌生产流程中可以再生的 硫酸稀溶液 废电解液 所浸出 因此对硫化锌精矿氧化焙烧使之转变成氧化锌是很有必要的 焙烧就 是通常采用的完成化合物形态转变的化学过程 是冶炼前对矿石或精矿进行预处理的一种高温作业 硫化物的焙烧过程是一个发生气固反应的过程 将大量的空气 或富氧空气 通入硫化矿物料层 在高温下发生反应 氧与硫化物中的硫化合产生气体 SO2 有价金属则变成为氧化物或硫酸盐 同时去掉 砷 锑等杂质 硫生成二氧化硫进入烟气 作为制硫酸的原料 焙烧过程得到的固体产物就被称为焙砂 或焙烧矿 焙烧过程是复杂的 生成的产物不尽一致 可能有多种化合物并存 一般来说 硫化物的氧化反应 主要有 1 硫化物氧化生成硫酸盐 MeS 2 O2 MeSO4 2 硫化物氧化生成氧化物 MeS 1 5 O2 MeO SO2 3 金属硫化物直接氧化生成金属 MeS 2 O2 MeO SO2 4 硫酸盐离解 MeSO4 MeO SO3 SO3 SO2 0 5 O2 此外 在硫化锌精矿中 通常还有多种化合价的金属硫化物 其高价硫化物的离解压一般都比较高 故极不稳定 焙烧时高价态硫化物离解成低价态的硫化物 然后再继续进行其焙烧氧化反应过程 在焙烧过程中 精矿中某种金属硫化物和它的硫酸盐在焙烧条件下都是不稳定的化合物时 也可能 相互反应 如 FeS 3FeSO4 4FeO 4SO2 由上述各种反应可知 锌精矿中各种金属硫化物焙烧的主要产物是 MeO MeSO4以及 SO2 SO3 和 O2 此外还可能有 MeO Fe2O3 MeO SiO2等 2 2 沸腾焙烧设备 沸腾焙烧炉炉体 下图 为钢壳内衬保温砖再衬耐火砖构成 为防止冷凝酸腐蚀 钢壳外面有保温 层 炉子的最下部是风室 设有空气进口管 其上是空气分布板 空气分布板上是耐火混凝土炉床 埋 设有许多侧面开小孔的风帽 炉膛中部为向上扩大的圆锥体 上部焙烧空间的截面积比沸腾层的截面积 大 以减少固体粒子吹出 沸腾层中装有的冷却管 炉体还设有加料口 矿渣溢流口 炉气出口 二次 空气进口 点火口等接管 炉顶有防爆孔 江西理工大学江西理工大学 3 操作指标和条件主要有焙烧强度 沸腾层高度 沸腾层温度 炉气成分等 焙烧强度 习惯上以单位沸腾层截面积一日处理含硫 35 矿石的吨数计算 焙烧强度与沸腾层 操作气速成正比 气速是沸腾层中固体粒子大小的函数 一般在 1 3m s 范围内 一般浮选矿 的焙烧强度为 15 20t 对于通过 3 3mm 的筛孔的破碎块矿 焙烧强度为 30t dm dm 沸腾层高度 即炉内排渣溢流堰离风帽的高度 一般为 0 9 1 5m 沸腾层温度 随硫化矿物 焙烧方法等不同而异 例如 锌精矿氧化焙烧为 1070 1100 而硫 酸化焙烧为 900 930 硫铁矿的氧化焙烧温度为 850 950 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 0 1 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 2 3 沸腾焙烧特点 焙烧强度高 矿渣残硫低 可以焙烧低品位矿 炉气中二氧化硫浓度高 三氧化硫含量少 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 炉床温度均匀 结构简单 无转动部件 且投资省 维修费用少 操作人员少 自动化程度高 操作费用低 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 江西理工大学江西理工大学 4 第三章沸腾焙烧冶金计算 3 1 沸腾焙烧冶金计算内容 锌精矿沸腾焙烧 烟尘和焙沙产出率计算 焙烧需要空气量和烟气量计算 物料平衡和热平衡计算 3 2 锌精矿物相组成计算 原始数据 锌精矿的化学成分 质量百分数 化学成分 ZnFeCdCuPbSSiO2CaoMgo 其他 wB 44 5710 920 190 321 8032 004 961 840 123 78 根据精矿的物相组成分析 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 脉石中的 Ca Mg Si 分别呈 形态 2 CuFeS 87S Fe 2 FeS 3 CaCO 3 MgCO 2 SiO 存在 以 100锌精矿 干量 进行计算 kg 1 ZnS 量 其中 Zn 44 57 S 21 81kg38 66 4 65 4 9757 44 kgkg 2 CdS 量 其中 Cd 0 19 S 0 05kg24 0 4 112 4 14419 0 kgkg 3 PbS 量 其中 Pb 1 8 S 0 28kg08 2 2 207 2 2398 1 kgkg 4 量 其中 Cu 0 32 Fe 0 28 S 0 32 2 CuFeSkg92 0 5 63 35 18332 0 kgkgkg 5 和量 除去中 Fe 的含量 余下的 Fe 为 除去 2 FeS 87S Fe 2 CuFeS10 64kg0 28 10 92 ZnS CdS PbS 中 S 的含量 余下的 S 量为 2 CuFeSKg54 9 32 0 28 0 05 0 81 21 00 32 此 S 量全部分布在和中 设中 Fe 为 x S 量为 y 则 2 FeS 87S Fe 2 FeSkgkg 解得 5 24 6 87 2 SFe FeS 832 54 9 785 55 64 10 23285 55 yx yx xkgykg 即中 Fe 5 24 S 6 11 24 2 FeSkgkg 2 FeSkg 中 Fe 10 64 5 24 5 4 S 9 54 6 3 54 8 94 87S Fekgkg 87S Fekg 6 量 其中 CaO 1 84 1 45 3 CaCOkg29 3 1 56 1 10084 1 kg 2 COkg 7 量 其中 MgO 0 12 0 13 3 MgCOkg25 0 3 40 3 8412 0 kg 2 COkg 表 3 1 混合精矿物相组成 kg 组成ZnCdPbCuFeSCaOMgOSiO2其他共计 ZnS44 57 21 81 66 38 CdS 0 19 0 05 0 24 PbS 1 8 0 28 2 08 江西理工大学江西理工大学 5 CuFeS2 0 320 280 32 0 92 FeS2 5 246 11 24 Fe7S8 5 43 54 8 94 CaCO3 1 84 1 45 3 29 MgCO3 0 120 13 0 25 SiO2 4 96 4 96 其他 1 71 7 共计44 570 191 80 3210 92321 840 121 584 961 7100 3 3 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 烟尘产出率取 50 则烟尘量为 44 公斤 镉 60 进入烟尘 锌 48 进入烟尘 其它组分在烟尘中的分配率假定为 50 空气过剩系数 1 25 烟尘产出率及烟尘物相组成计算 Zn kg39 2148 0 57 44 Cd kg114 0 60 0 19 0 Pb kg9 050 0 8 1 Cu kg16 0 50 0 32 0 Fe kg46 5 50 0 92 10 CaO kg92 0 50 0 84 1 MgO kg06 0 50 0 12 0 2 SiOkg48 2 50 0 96 4 其他 kg85 0 50 0 7 1 按生产实践 烟尘中残硫以硫酸盐形态 Sso4为 2 14 以硫化物形态 Ss 为 1 73 PbO 与 SiO2结合成 PbO SiO2 余下 SiO2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的数量为 Ss 量 100 0 44 0 0173 0 761 Sso4 量 100 0 44 0 0214 0 942 1 ZnS 量 其中 Zn 1 555 S 0 761kg316 2 32 4 97761 0 kgkg 2 量 其中 Zn 1 925 S 0 942 O 1 884 4 ZnSOkg751 4 32 4 161942 0 kgkgkg 3 量 烟尘中 Fe 先生成 其量为 有与 ZnO 32O FeZnO 32O Fekg806 7 7 111 7 15946 5 32O Fe 3 1 结合成 其量为 32O FeZnO kg602 2 3 1 806 7 量为 其中 Zn 1 07 Fe 1 82 O 1 04 32O FeZnO kg928 3 7 159 1 241602 2 kgkgkg 余下的的量 7 806 2 602 5 204 其中 Fe 3 64 O 1 56 32O Fekgkgkg 4 ZnO 量 Zn 21 3936 1 555 1 925 0 82 16 844kg ZnO O 20 964 16 844 4 121kgkg964 20 4 65 4 818436 16 5 CdO 量 其中 Cd 0 114 O 0 130 0 114 0 0162kg130 0 4 112 4 128114 0 kgkg 6 CuO 量 其中 Cu 0 16 O 0 040kg200 0 5 63 5 7916 0 kgkg 江西理工大学江西理工大学 6 7 量 PbO 其中 Pb 0 969 O 0 069 2 SiOPbO kg969 0 2 207 2 22390 0 kgkg 与 PbO 结合的量 2 SiOkg261 0 2 223 60969 0 剩余的量 2 48 0 261 2 219 2 SiOkg 表 3 2 烟尘产出率及其化学和物相组成 kg 组成ZnCdCuPbFeSSSSO4CaOMgOSiO2O其他 共计 ZnS1 555 0 76 1 2 316 ZnSO41 925 0 942 1 884 4 751 ZnO16 844 4 121 20 965 ZnO Fe2O31 070 1 82 1 040 2 110 Fe2O3 3 640 1 560 5 200 CdO 0 114 0 016 0 130 CuO 0 16 0 0 040 0 200 PbO SiO2 0 900 0 261 0 069 1 230 CaO 0 920 0 920 MgO 0 060 0 060 SiO2 2 480 2 480 其他 0 850 0 850 共计21 394 0 114 0 16 0 0 900 5 460 0 76 1 0 942 0 920 0 060 2 741 8 730 0 850 43 032 49 716 0 26 5 0 37 2 2 091 12 68 8 1 76 8 2 189 2 138 0 139 6 370 20 28 8 1 975 100 00 0 3 4 焙砂产出率及其化学与物相组成计算 沸腾焙烧时 锌精矿中各组分转入焙砂的量为 某物质转入焙烧的量 精矿中的该物质的量 烟尘中该物质的量 组成ZnCdCuPbFeCaOMgOSiO2其他 重量 kg 23 1760 0760 160 95 460 920 062 2190 85 焙砂中 SSO4取 1 10 SS取 0 4 SSO4和 SS全部与 Zn 结合 PbO 与 SiO2结合成 PbO SiO2 其他金属以氧化物形态存在 预定焙砂重量为 88 0 5 44kg 各组分化合物进入焙砂中的数量为 量 0 484 4 SO Skg 量 0 176 S Skg 1 量 4 ZnSOkg441 2 32 4 161484 0 其中 Zn 0 989Kg O 0 968Kg 2 ZnS 量 kg536 0 32 4 97176 0 其中 Zn 0 36 S 0 176kgkg 3 量 焙砂中 Fe 先生成 其量为 有 40 与 ZnO 结 32O FeZnO 32O Fekg806 7 7 111 7 15946 5 32O Fe 合成 其量为 32O FeZnO kg123 3 4 0806 7 量 32O FeZnO kg714 4 7 159 1 241123 3 其中 Zn 1 279 Fe 2 184 O 1 251kgkgkg 余下的量 32O Fekg683 4 123 3 806 7 江西理工大学江西理工大学 7 其中 Fe 3 275 O 1 408kgkg 4 ZnO 量 Zn kg608 20 279 1 36 0 989 0 176 23 ZnO kg650 25 4 65 4 81608 20 O 5 042kg 5 CdO 量 kg0868 0 4 112 4 128076 0 其中 Cd 0 076 O 0 0108kgkg 以上计算结果列于下表 表 3 3 焙砂的物相组成 kg 组成ZnCdCuPbFeSSSSO4CaOMgO SiO2O其他共计 ZnS0 360 0 176 0 536 0 989 0 484 0 968 2 441 ZnO25 600 5 042 30 642 ZnO Fe2 O31 279 2 184 1 251 4 714 Fe2O3 3 275 1 408 4 683 CdO 0 076 0 011 0 087 CuO 0 160 0 040 0 200 PbO SiO 2 0 900 0 261 0 069 1 230 CaO 0 920 0 920 MgO 0 060 0 060 SiO2 2 480 2 480 其他 0 850 0 850 共计28 228 0 076 0 160 0 900 5 459 0 176 0 484 0 920 0 060 2 741 8 789 0 850 48 843 57 794 0 156 0 328 1 843 11 17 7 0 360 0 991 1 884 0 123 5 612 17 99 4 1 740 100 3 5 焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算 焙烧矿脱硫率计算 精矿中 S 量为 32 00 焙砂和烟尘中的 S 量为 0 176 0 761 0 484 0 942 2 363kg 焙烧脱硫量kg 为 32 2 363 29 637kg 脱硫率为 29 637 32 92 出炉烟气计算 假定 95 的 S 生成 5 的 S 生成 则 2 SO 3 SO 生成需要的量为 2 SO 2 O 22 SOOS kg155 28 32 32 95 0 637 29 生成需要的量为 3 SO 2 O 32 2 3 SOOS kg223 2 32 48 05 0637 29 烟尘和焙砂中 氧化物和硫酸盐的含氧量为 8 730 8 789 17 519 则 100锌精矿 干量 焙kgkg 烧需理论氧量为 kg897 47519 17223 2 155 28 空气中氧的质量百分比为 23 则需理论空气量为 4 ZnSO 江西理工大学江西理工大学 8 kg248 208 23 100897 47 过剩空气系数可取 1 25 1 30 本文取 1 25 则实际需要空气量为 kg260 3101 25208 248 空气中各组分的质量百分比为77 23 鼓入 267 419空气 其中 2 N 2 Okg 2 Nkg439 200 77310 260 2 Okg871 59 23310 260 标准状况下 空气密度为 1 293 实际需要空气之体积为 3 mkg kg322 201 293 1 31 260 空气中 和的体积百分比为 79 21 则 2 N 2 O 2 Nkg045 159 79322 201 2 Okg278 42 21322 201 3 6 焙烧炉排出烟量和组成 1 焙烧过程中产出 2 SOkg310 56 32 64 95637 29 3 SOkg705 3 32 80 5637 29 2 过剩的量 2 Okg974 11897 47871 59 3 鼓入空气带入的量 2 Nkg439 200 4 和分解产量 1 45 0 13 1 58 3 CaCO 3 MgCO 2 COkg 5 锌精矿及空气带入水分产生的水蒸汽量 进入焙烧矿的锌精矿含水取 8 100Kg 干精矿带入水分为 kg696 8 100 8100 8 空气带入水分量计算 假设该地区气象资料 大气压力 754 8mmHg 相对湿度 77 年平均气温 17 5 换算成此条件下C 空气需要量为 3 703 215 15 273 5 1715 273 8 754 760 322 201m 空气的饱和含水量为 0 0162 带入水分量为 3 mkg kg691 2 77 0 0162 0 703 215 带入水分总量为 或kg387 11691 2 696 8 3 170 14 18 4 22387 11 m 以上计算结果列于下表 表 3 5 烟气量和组成 组成 质量 体积 体积比 56 3119 707989 639336 3 7051 0369830 507197 1 580 8047470 393608 200 439160 350878 42891 11 9748 3822074 099807 11 38714 170986 931144 kg 3 m 2 SO 3 SO 2 CO 2 N 2 O OH2 江西理工大学江西理工大学 9 共计 285 395204 454100 按以上计算结果编制的物料平衡表如下 未计机械损失 沸腾焙烧物料平衡表 加入产出 名称 质量 百分比 名称 质量 百分比 干锌精矿100 000 26 904 烟尘43 032 11 406 精矿中水分8 696 2 340 焙砂48 843 12 946 干空气260 310 70 033 烟气285 395 75 647 空气中水分2 691 0 724 共计371 697 100 000 共计377 270 100 000 3 7 热平衡计算 3 7 1热收入 进入流态化焙烧炉热量包括反应热及精矿 空气和水分带入热量等 1 硫化锌按下式反应氧化放出热量 Q1 ZnS 1O ZnO SO 105930 千卡 2 1 22 生成 ZnO 的 ZnS 量 279 1 602 2007 1 8436 16 kg275 59 4 65 4 97 Q 1 千卡018 64466 4 97 275 59105930 2 硫化锌按下式反应硫酸氧化放出热量 O2 ZnS 2O ZnSO 185050 千卡 24 生成 ZnSO 的 ZnS 量 4 kg34 4 4 65 4 97 989 0 925 1 Q 2 千卡8246 4 97 34 4 185050 3 ZnO 和 Fe O 按下式反应生成 ZnO Fe O 放出的热量 Q 23233 ZnO Fe O ZnO Fe O 27300 千卡 2323 生成 ZnO Fe O 的 ZnO 量 23 kg924 2 4 65 4 81 279 1 07 1 Q 3 千卡546 980 4 81 924 2 27300 4 FeS 按下式反应氧化放出热量 Q 24 4FeS 11O 2 Fe O 8 SO 790600 千卡 22232 Q 4 千卡387 18536 4 479 24 11790600 5 FeS 按下式反应氧化放出热量 Q5 2FeS 3O Fe O 2 SO 293010 千卡 2 1 2232 kgkg 江西理工大学江西理工大学 10 Fe S 分解得到 FeS 量 78 kg498 8 8 7 54 3 4 5 CuFeS 分解得到 FeS 量 2 kg44 0 2 1 32 0 28 0 得到 FeS 总量为 8 498 0 44 8 938kg Q 5 千卡820 14904 85 872 938 8 293010 6 CuFeS和 Fe S 分解得到硫燃烧放出热量 Q 2786 CuFeS Cu S FeS S 22 2 1 2 分解出 S 量 千卡08 0 8 366 3292 0 Fe S 7FeS S 78 2 1 2 分解出 S 量 千卡442 0 95 646 3294 8 1硫燃烧放出的热量为 2222 千卡则 kg Q 6 千卡906 11602222442 0 08 0 7 PbS 按下式反应放出热量 Q7 PbS 1O PbO SO 100690 千卡 2 1 22 PbS SiO PbO SiO 2030 千卡 22 生成 PbS 放出热量 千卡565 875 2 239 08 2 100690 生成 PbO SiO量 2 kg460 2 230 1 230 1 生成 PbO SiO放出热量 2 千卡627 17 3 283 460 2 2030 Q 875 565 17 627 893 192 千卡 7 8 CdS 按下式反应放出热量 Q8 CdS O CdO SO 98800 千卡 2 1 22 生成 CdO 的 CdS 量 kg244 0 4 112 4 144 19 0 Q 8 千卡011 167 4 144 244 0 98800 9 Cu S 按下式反应氧化放出热量 Q 29 Cu S 2 O 2CuO SO 127470 千卡 222 生成 CuO 的 Cu S 量 2 kg401 0 1 127 1 159 32 0 Q 9 千卡932 320 1 159 401 0 127470 10 锌精矿带入热量 Q10 进入流态化焙烧炉的精矿温度为 40 精矿比热取 0 2C Ckg 千卡 Q10 千卡8002 040100 11 空气带入热量为 Q11 江西理工大学江西理工大学 11 空气比热取 0 316 空气温度为 20 Cm 3 千卡 C Q11 千卡243 1363316 0 20703 215 12 入炉精矿含水分 8 696 水分比热取 1 0 100精矿中的水分带入热量 Q12kg Ckg 千卡 kg Q12 千卡3500 140696 8 热量总收入 Q Q O Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q 总收入12345678910111213 64466 018 8246 980 546 18536 387 14904 82 1160 906 893 192 167 011 320 932 800 1363 243 35 0 112189 055 千卡 3 7 2热支出 1 烟气带走量为 Q烟 炉顶烟气 900 C 各比分比热为 0 Cm 3 千卡 SO SO C O N O HO 232222 0 529 0 55 0 521 0 333 0 350 0 403 千卡 烟 095 66111900 403 0 171 14350 0 382 8 333 0 351 160521 0 805 0 55 0 037 1 529 0 70792 19 Q 2 烟尘带走的热量为 Q烟尘 由炉中出来的烟尘温度为 900 其比热为 0 20C Ckg 千卡 Q 43 032 900 0 2 7745 760 千卡 烟尘 3 焙砂带走的热量为 Q焙 由炉中出来的焙沙温度为 850 其比热为 0 20C Ckg 千卡 Q 48 843 900 0 2 8303 310 千卡 焙 4 锌精矿中水分蒸发带走热量为 Q蒸 Q GtC GV 蒸水水水水 Q 蒸 千卡5350575696 8 140696 8 5 精矿中碳酸盐分解吸收的热量为 Q分 CaCO分解吸热 378 Mg CO分解吸热 314 3 kg 千卡 3 kg 千卡 Q分 千卡120 132225 0 31429 3 378 6 Cu FeS 和 Fe S 分解吸收的热量为 Q分 278 Q分 千卡960 12602224 528 0 7 通过炉顶和炉壁的散失热量为 Q散 为简化计算 按生产实践 散热损失均为热收入的 2 3 5 5 取 5 0 Q Q5 0 112189 0550 05 5609 453 千卡 散总吸收 8 剩余热量为 Q剩 Q Q Q Q Q Q Q分 Q分 Q 剩总吸收烟烟尘焙蒸散 112189 055 66111 095 7745 76 8303 31 5350 1322 12 1260 96 5609 453 16486 357 计算结果列于下表 表 3 6 锌精矿流态化焙烧热平衡 江西理工大学江西理工大学 12 热收入热支出 项目千卡 项目千卡 焙烧反应热烟气带走热 66111 095 58 928 ZnS 氧化成 ZnO 64466 018 57 462 烟尘带走热 7745 760 6 904 ZnS 氧化成 ZnSO4 8246 000 7 350 焙沙带走热 8303 310 7 401 ZnO 和 Fe2O3反应 生成 ZnO Fe2O3 980 546 0 874 水分蒸发带 走热 5350 000 4 769 FeS2氧化成 Fe2O3 18536 387 16 522 碳酸盐分解 1322 120 1 178 FeS 氧化成 Fe2O3 14904 820 13 285 CuFeS2和 Fe7S8分解 1260 960 1 124 分解硫燃烧 1160 906 1 035 炉顶及炉壁 散热 5609 453 5 000 PbS 生成 PbO SiO2893 192 0 796 剩余热 16486 354 14 695 CdS 氧化成 CdO 167 011 0 149 Cu2O 氧化成 CuO 320 932 0 286 精矿带入热 800 000 0 713 空气带入热 1363 240 1 215 水分带入热 350 000 0 312 共计 112189 052 100 000 共计 112189 052 100 000 第四章沸腾焙烧主要设备选择计算 4 1 床面积 床面积按每日需要焙烧的干精矿量依据同类工厂先进的床能率选取 计算式为 空气的密度为 1 276kg m3 V 10 253 5 2 620 1 276 2007 21 m3 t a A F 其中 A 每日需要焙烧的干精矿量 t d F 需要的床面积 a 炉子床能率 锌精矿硫酸化焙烧 5 6 吨 日 平方米 a W操作 0 5 米 秒日 米 吨 层 操作 2 1 86400 tV W a 5 009 则取为 5 5 273 900 156 1960 5 086400 日 米 吨 2 日 米 吨 2 取锌回收率为 94 锌精矿含锌 44 57 A 吨 日 则取 A 为 370 吨 日 648 361 4457 0 94 0 330 50000 则 2 27 67 5 5 370 m a A F 4 2 前室面积 江西理工大学江西理工大学 13 一般为 1 5 2 这里取 1 5 2 m 2 m 4 3 流态化床断面尺寸 米 本床前室床床 13 9 227 6713 1 13 1 13 1 FFFD 4 4 沸腾层高度 据生产经验为 H层 1 米 4 5 炉膛面积和直径 膛 床膛烟 膛 W Ft F 86400 1V W膛 k W带 k 一般取 0 3 0 55 这里取 0 3 W带一般为 1 35m s 则 W腰 0 3 1 35 0 405 2 1 91 405 0 86400 27 67273900121 20075 5 mF 膛 炉腹角 取 mFD79 1013 1 膛膛 20 4 6 炉膛高度 炉腹角 取 20 1 未扩大直筒部分 根据操作和安装方便而定 一般取 1 46 1 Hm 2 炉腹角 取 20 3 扩大部分高度 2 H mctgDDH28 2 20 2 1 2 床膛 4 炉膛高度 膛 H 膛 床膛烟 F tFtV H 86400 1