Реактор за разграждане по метода на кипящ слой, на отпадък от флотация на медни шлаки в аурубис българия
Изтегляне 88.96 Kb.
|
- Навигация на страницата:
- РЕАКТОР ЗА РАЗГРАЖДАНЕ ПО МЕТОДА НА КИПЯЩ СЛОЙ, НА ОТПАДЪК ОТ ФЛОТАЦИЯ НА МЕДНИ ШЛАКИ В АУРУБИС БЪЛГАРИЯ
- DECOMPOSITION OF FLOTATION TAIL FROM AURUBIS BULGARIA FLOTATION PLANT BY FLUIDIZED BED REACTOR
- ABSTRACT
- Key words
- Фиг. 1. Технологична схема на работния процес в Обогатителна фабрика на „Аурубис” България Класификация на фаялита
- Фиг. 2. Фаялит: а –в сухо състояние , b – SEM аналоз
- Елемент Съдържание, % Граници, %
- Показател Стойност
- Фиг. 3. Работна камера на система за разграждане на фаялит
- Фиг. 4. Горелка едностепенна за работа с LPG - WEISHAUPT - WG 5 F /1- A LN 1/2"
| ГОДИШНИК НА МИННО-ГЕОЛОЖКИЯ УНИВЕРСИТЕТ “СВ. ИВАН РИЛСКИ”, Том 58, Св. II, Добив и преработка на минерални суровини, 2015
ANNUAL OF THE UNIVERSITY OF MINING AND GEOLOGY “ST. IVAN RILSKI”, Vol. 58, Part ІI, Mining and Mineral processing, 2015 РЕАКТОР ЗА РАЗГРАЖДАНЕ ПО МЕТОДА НА КИПЯЩ СЛОЙ, НА ОТПАДЪК ОТ ФЛОТАЦИЯ НА МЕДНИ ШЛАКИ В АУРУБИС БЪЛГАРИЯ Иван Градинаров1, Виктор Стоилов2, Димитър Георгиев3 1 Аурубис България АД, i.gradinarov@aurubis.com 2 Аурубис България АД, v.stoilov@aurubis.com 3 Университет “Проф. д-р Ас. Златаров” Бургас, dgeorgiev@btu.bg РЕЗЮМЕ. В настоящият доклад са разгледани въпроси, отнасящи се до разработване на технология за оползотворяване на железо-силикатен прах – фаялит, получен в Обогатителна фабрика в Аурубис България АД след флотация на медни шлаки. Основен етап от технологията е да се осъществи разграждане на фаялита, като това се постига при температура 900-1100оС в режим на „кипящ слой”. За тази цел се разработва пилотен реактор, при който в специално пригодена огнеопорна камера се генерира флуиден „кипящ слой”, осигуряващ динамичен режим, необходим за разграждане на фаялита и разделяне на свързващите го компоненти. В качеството на флуид се използва предварително загрята смес (с температура около 800 оС) от въздух и газ, която се вдухва в работната камера и при постигане на стабилен „кипящ слой” се дава възможност при сравнително по-ниска температура да се постигне необходимия термичен ефект на разграждане. Подобни реактори и инсталации в България не се ползват, като идеята на научната задача в този случай, е да се регенерира отпадния фаялит, който е достатъчно богат на ценни метали (достигащи до 40%), като по този начин ще се повиши ефективността на производството и става възможно да се намали количеството на депонираните отпадни продукти. Ключови думи: кипящ слой, фаялит, железо-силикатен прах, Oбогатителна фабрика DECOMPOSITION OF FLOTATION TAIL FROM AURUBIS BULGARIA FLOTATION PLANT BY FLUIDIZED BED REACTOR Ivan Gradinarov1, Victor Stoilov2, Dimitar Georgiev3 1 Aurubis Bulgaria AD, i.gradinarov@aurubis.com 2 Aurubis Bulgaria AD, v.stoilov@aurubis.com 3 University “Prof. D- r Assen Zlatarov” Burgas, dgeorgiev@btu.bg ABSTRACT. The present report deals with issues relating to the development of technology for utilization of iron silicate powder (fayalite) obtained in the flotation plant in Aurubis Bulgaria AD. The main stage of the technology is to make chemical decomposition of fayalite, it will be achieved at a temperature of 900-11000C by "fluidized bed" technology. For this purpose, a pilot reactor is developed with special refractory chamber to generate fluid "fluidized bed". It will provide dynamic mode required for decomposition of fayalite and separation of the binding component. As a fluid will be using a preheated mixture (having a temperature of about 800 °C) of air and gas which will be blown into the working chamber. Attainment of sustainable "fluidized bed" will allows to be achieve the required thermal effects of decomposition at relatively lower temperature. The idea of construction of such reactor and installation is to regenerate the waste fayalite, increase production efficiency and reduce the amount of disposed waste. Key words: “fluidized bed” technology, iron-silicate powder, Flotation plant Въведение При технологията на металургичния процес в Обогатителна фабрика на Аурубис България, шлаките от флаш пещта, както и от конверторите съдържат остатъчна мед която се извлича чрез смилане и флотация. От металургично производство посредством релсов път шлаката се транспортира и изсипва в кристализационни ямки. След наи-малко 24 часов процес на въздушно и воднo oхлаждане, кристализиралата шлака се транспортира до трошачна кула където се раздробява. За финно смилане и сепариране след трошачна кула, шлакта минава през още два етапа на обработка, първо през автогенна мелница, и след това през топкова мелница. На фиг. 1 е показана работната схема на основния технологичен процес на Обогатителна фабрика. Крайният продукт след хидроциклоните е обект на класически флотационнен процес. След флотационните клетки пулпа се изпомпва към сгъстител. След сгъстителя концентрата от шлаките минава през филтър преса от където получения меден концентрат се изпраща отново във флаш пеща. От работния процес в Обогатителна фабрика се образуват два продукта: флотационен меден концентрат и железо-силикатен прах или наричан още фаялит /1/. 
Фиг. 1. Технологична схема на работния процес в Обогатителна фабрика на „Аурубис” България Класификация на фаялита Фаялитът е прахообразен материал с високо съдържание на Fe (45 -50 %) и SiO2 ( 26 -32 %) под формата на минерали, основните от които са: фаялит (Fe2SiO4), магнетит (Fe3O4), пироксен, кварц (SIO2) и други с незначително количество. На фиг. 2 са показани снимки на фаялита в сухо състояние и при проведен микроскопски анализ. 
Фиг. 2. Фаялит: а –в сухо състояние , b – SEM аналоз В табл. 1 е представен химическия състав на материала за разграждане. Таблица 1. Химичен състав
Поради високото съдържание на желязо и технологията на получаване, фаялите се характеризират със следните физико-механични показатели, представени в таблица 2. Таблица 2. Показатели
Приложения Фаялита се използва в циментовата индустрия като добавка, съдържаща желязо, без необходимост от предварителна химическа или механична обработка. Водещи производители в циментовата индустрия са установили че финните зърна на фаялита, перфектно субсидират в производствените разтвори. Може да бъде използван и в други области на строителството, както и като изходна суровина за добиване на желязо. Тъй като основната състав на фаялита е железни силикати, има относително ниска точка на топене (~ 1200 ° C) и може да се намали температурата на калциниране на циментовия клинкер. Фаялита се използван и при получаване на геополимери, които предизвикаха в последните години голям интерес с екологични приложения. Геополимерите са едно реалистично решение за управление на специфични отпадъчни материали и по този начин се насърчава устойчивото развитие на специфични индустриални сектори. Те са сравними с циментови строителни материали но с много по ниски емисии на парникови газове при получаване и използване. Фаялит е тестван и като компонент за производство на тухли и резултатите показват, че до 15% от материала може да се използва без промяна на свойствата на тухлите, като дори интензивността на цвета се подобрява. Поради високото съдържание на желязо е възможно широко приложение на фаялита да се търси в черната металургия. Ето защо основната цел на авторите е да разработят пилотна инсталация при която да се тества разграждането на фаялита и отделянето на желязото и силиция. Разграждане на фаялита Авторите на настоящия доклад предвиждат конструиране и изработване на пилотна система за разграждане на фаялита и отделяне на основните компоненти от състава му. Основната идея на технологията е да се осъществи разграждане на фаялита, като това да се осъществи при температура 900-1100оС в режим на „кипящ слой”. За тази цел се конструира и разработва пилотен реактор, при който в специално пригодена огнеопорна камера се генерира „кипящ слой”, осигуряващ динамичен режим, необходим за разграждане на фаялита и разделяне на свързващите го компоненти. 2FeO . SiO2 + 1/2 O2 →Fe2O3 + SiO2 (1) 2FeO . SiO2 + 1/3 O2 → 2/3Fe3O4 + SiO2 (2) Материала е в прахово състояние с големина на зърната по малки от 200 μм, което би позволило интензивно изпълнение на процеса. В качеството на работен флуид ще се използва предварително загрята смес (с температура около 900 оС) от въздух и газ, която се вдухва в работната камера и при постигане на стабилен „кипящ слой” се дава възможност при сравнително по-ниска температура да се постигне необходимия термичен ефект на разграждане. 
Фиг. 3. Работна камера на система за разграждане на фаялит На фиг. 3 е показана работната камера (1) на системата за разграждане на фаялит. Тя е изработена от високотемпературен цимент и облицована с корундови плочи (2), с възможност за сменяне. Работния флуид се вдухва през високотемпературен вентил (3), като неговата температура се регулира и регистрира чрез датчици (5) на вход и на изход. Материала за разграждане се подава и се извежда в камерата чрез системата (4). Така в работната камера става възможно да се формира своеобразно кръгово движение на «кипящия слой» на системата фаялит – флуид, при температура 900 – 1100оС. Работния флуид се генерира от Горелка едностепенна за работа с LPG - WEISHAUPT- WG 5 F/1-A LN 1/2", която осигурява необходимата температура на сместа въздух – газ от 900 до 1100 оС. На фиг.4 е показана посочената горелка. 
Фиг. 4. Горелка едностепенна за работа с LPG - WEISHAUPT- WG 5 F/1-A LN 1/2" Работната смес се подава от горелката в преварителна горивна камера, където се осъществява изгаряне на сместта. Горещият флуид, посредством система от високотемпературни вентили се подава в работната камера. Едновремено с това в камерата се въвежда и определено количество фаялит, като в случая е необходимо да се установи стабилен хидродинамичен режим чрез дозирано подаване на флуида. Процеса на разграждане е цикличен и се осъществява за определено време, което варира от 2 до 4 min, след което разградената смес се отвежда от камерата и се подава следващата доза от материала. Това се осъществява от система от винтили при което се постига режим на всмукване или издухване на прахообразния материал /2-4/. Подобни реактори и инсталации в България не се ползват, като идеята на научната задача в този случай, е да се регенерира отпадния фаялит, който е достатъчно богат на ценни метали (достигащи до 40%), като по този начин ще се повиши ефективността на производството и става възможно да се намали количеството на депонираните отпадни продукти.
2. D. Georgiev, B. Bogdanov, Y. Hristov, I. Markovska, NaA zeolite synthesized in fluidized bed reactor, 15th International Metallurgy & Materials Congress (IMMC 2010), Istambul, November 11th -13th, 2010. 3. B. Bogdanov, D Rusev, Y. Hristov, I. Markovska, D. Georgiev, Design of a Grid for Preparation of high Density Granules from Dispersed Materials, World Academy of Science Enginering and Technology, Issue 59 November 2011, Venice, Itali, 2650-2653, pISSN 2010- 376X, eISSN, 1042 - 1045. 4. Bogdanov B. I, D. R. Rusev, Y. H. Hristov, I. G. Markovska, D. P. Georgiev, Installation Design for the Process of Supercritical Drying of Aerogels, Int. Conf. on Chemical and Environmental Engineering ICCEE\'12, Paris, J. of the World Academy of Science, Engineering and Technology, v. 64, 2012, p. 1318 - 1321. Статията е препоръчана за публикуване от Редакционен съвет. Каталог: sessions sessions -> Изследване чистотата на слънчогледово масло за производство на експлозиви anfo sessions -> Laser “Raman” spectroscopy of anglesite and cubanite from deposit “Chelopech” Dimitar Petrov sessions -> Св иван рилски sessions -> Modeling of sessions -> Управление на риска от природни бедствия sessions -> Oценка на риска от наводнениe в елховското структурно понижение в района на гр. Елхово красимира Кършева sessions -> Гравиметрични системи използвани в република българия и оценка точността на системи igsn-71 и unigrace при точки от гравиметричните и мрежи sessions -> Toxicological assessment of photocatalytically destroyed mixed azo dyes by chlorella vulgaris sessions -> Field spectroscopy measurements of rocks in Earth observations Изтегляне 88.96 Kb. Сподели с приятели:
|