冶金工程专业设计_年产5万吨锌冶炼沸腾焙烧炉设计

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1、《锌精矿硫酸化沸腾炉焙烧》设计说明书指导老师：姓名：班级学号：11冶金07号专业：冶金技术完成日期：自2013年12月27日至2014年01月03日江西理工大学冶金与化工工程学院二0一三年十二月19目录第一章沸腾焙烧设计概述11.1原始资料11.2设计原则和指导思想11.3课程设计说明书内容11.4绘制图纸1第二章沸腾焙烧22.1沸腾焙烧工艺22.2沸腾焙烧设备22.3沸腾焙烧特点3第三章沸腾焙烧冶金计算43.1沸腾焙烧冶金计算内容43.2锌精矿物相组成计算43.3烟尘产出率及其化学和物相组成计算53.4焙砂产出率及其化学与物相组成计算73

2、.5焙烧要求的空气量及产出烟气量与组成的计算83.6焙烧炉排出烟量和组成93.7热平衡计算113.7.1热收入113.7.2热支出13第四章沸腾焙烧主要设备选择计算154.1床面积154.2前室面积154.3流态化床断面尺寸154.4沸腾层高度164.5炉膛面积和直径164.6炉膛高度164.7炉膛空间体积V的确定174.8气体分布板及风帽174.8.1气体分布板孔眼率174.8.2确定炉底上风帽孔眼的总数目：174.9风帽174.10沸腾冷却层面积174.11水套中循环水的消耗量174.12风箱容积184.13加料管面积184.14排烟口

3、面积18第五章沸腾炉经济技术指标19参考资料2019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(%)44.5710.920.190.321.8032.004.961.840.123.781.2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

4、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

5、构总图（要求纵剖面和至少一个横剖面）；2)气体分布板部分图第二章19第一章沸腾焙烧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

6、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+2O2=MeSO42）硫化物氧化生成氧化物MeS+1.5O2=MeO+SO23）金属硫化物直接氧化生成金属MeS+2O2=MeO+SO24）硫酸盐离解MeSO4=MeO+SO3SO3=SO2+0.5O2此外，在硫化锌精矿中，通常

7、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

8、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