日处理150t反射炉熔渣的烟化炉设计

日处理150t反射炉熔渣的烟化炉设计课题：日处理150t反射炉熔渣的烟化炉设计学校：桂林理工大学高职学院专业：冶金技术指导教师：班级：姓名：学号：目录3锡及锡的冶炼41.1 锡的简介41.2 锡的冶炼1.3 锡的粗炼61.4 锡的精炼9锡渣的熔炼11主要技术条件、经济指标的选择与论证冶金计算417、夕 4刖百本次课程设计的设计题目是：日处理150t锡反射炉熔渣的烟化炉设计。本次课程设计主要是让学生们学以致用，充分利用已学习过的有关铝冶金的技术知识，熟悉有色冶金工艺过程与方法，初步学会如何选择、应用、分析技术经济指标及各种数据，初步培养设计计算及查阅文献资料、数据的能力。提高试图能力及绘图能力，初步锻炼编写课程设计说明书的能力，提高运用计算机进行查找资料及计算的能力，初步经受工程设计方法和独立工作能力的培训。设计说明书的时候要做到说明书语言通畅，符合语法以及工程语言规范，书写工整，如有条件能更好地利用计算机编写，适应现代化生产发展的需求。工艺流程图、表绘制、标注符合规范，绘图符合规范。如果设计过程过程中遇到问题，学生自己要实际动手，查阅相关文献资料，或者向指导教师请教。学生要认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤，并根据指导教师开出的参考资料和自己掌握的有关资料，查找设计依据，做好笔记等，为课程设计打下良好的基础。要严格按照设计任务书的要求，在指导教师的指导下每个学生必须要按时按质独立完成设计任务：编写课程设计任务书和绘制图纸。6本次课程设计进行的时间为四周，程序为：接受任务书、课程设计准备、课程设计和成绩考核评定四个阶段。一锡及锡的冶炼1.1 锡的简介锡元素符号Sn,原子量为118.69,在元素周期表原子序数为50,属于IVA位于同族错铅之间，故锡与铅有许多相似之处，且锡和铅形成合金。锡的主要物理性质密度(20C)-7.3g/cm3熔点-231.9C沸点-2625C平均比热（020C）-226J/(kgK)热导率(0100C)-73.2W/(mK)电阻率(20C)-12.6nQm锡是白色金属，锡锭表面，因氧化会生成一层珍珠色的氧化膜，薄膜锡表面光泽与杂质含量与浇铸温度有光，锡中所含的少量杂质如：铅、神、睇等能使锡表面结晶形状发生变化，并使表面颜色发暗，锡相对较软，具有良好的展性仅次于金、银、铜，容易压制0.04mm后的锡箔，但延性很差，不能拉护丝锡条，在被弯曲时，由于锡晶粒间发生摩擦并被破坏发生断裂般响声称“锡鸣”金属锡的化学成分性质锡常温下洗在空气中稳定，几乎不受空气的影响。这是因为锡表面生成一层致密的氧化膜，防止锡的继续的氧化，锡在常温下对多气体、弱酸、弱碱的腐蚀能力均较强。所以在通常环境和受污染腐蚀行环境中，锡均能保持器白色的外表。锡与NaOH、KOH等容易发生反应，尤其是当加热和有少量氧化剂存在时生成锡酸盐，与饱和的氨水不发生反应但与稀氨水和硫发生反应。并且起反应和PH值相近的碱液差不多，某些胺与其作用。锡的用途由于锡具有熔点低、无毒，耐腐蚀，能与许多金属形成合金，有良好的延展性以及外表美观等特性，因而锡的重要性和应用范围不断显现和扩大。锡主要用于马口铁的生产和制造合金。锡的主要化合物是，SnO、SnS、SnO2、SnO2、二卤化物、四卤化物等。工业上有实用意义的其他锡化合物有氟硼酸亚锡、澳化锡、碘化锡、硫酸亚锡、锡酸钠等无机盐，以及有机化合物。锡合金广泛用于工业、医疗、农业、国防的行业，常用于电子元件、焊料、保险丝等。锡的化合物在工业上也有广泛的用途，如二氧化锡在陶瓷工业中用作釉的颜料和遮光剂，工业催化剂；硫酸亚锡主要用于锡电镀工艺中，而锡的有机化合物主要用于杀虫剂和塑料工业中的稳定剂和催化剂。锡的分布及冶炼企业我国锡矿主要分布在云南和广西，云南主要是个旧，个旧是有名的“锡都”c广西锡矿主要分布在丹池地区。丹池地区的锡冶炼始于南宋前期至今已有850年了。除广西云南外，湖南、江西、广东等地也是锡矿的产地。目前我国最大的锡冶炼厂是云南锡业有限公司。我国炼锡厂大多采用“锡矿矿”还原熔炼一粗锡火法精炼一焊锡电解或真空蒸储一锡炉渣烟化处理的工艺流程。1.2 锡的冶炼目前，锡的提取方法有火法和湿法两种，其中火法占主导地位，它包括炼前处理、还原熔炼、炉渣熔炼（烟化挥发）和粗锡精炼四个过程。来宾冶炼厂提炼锡采用的是火法工艺。火法炼锡中又可分为反射炉熔炼、奥斯麦特炉熔炼和艾萨炉熔炼等。但由于锡的资源分布比较散，目前大多数管理生产企业采用反射炉熔炼为主，但反射炉炼锡也逐步被淘汰。锡的火法工艺流程如下图1-1:47-4珞.|一水触用就触力砂变翩史I反对井颈蹲排t11Tt融铸乙明用肉冷懿竭融W来宾冶炼厂锡生产工艺流程图为下图1-2（2011年）图1-1锡的火法工锡精矿还原煤溶剂收尘烟气反射炉熔炼布袋收尘烟尘粗锡官渣精炼iWj温锅烟化炉氧化锅*烟气（掉交）制粒尘粒结晶机布袋收尘合锡锅制粒锡锭锡精矿冶炼的工艺流程1.3锡的粗炼锡炼前处理锡炼前处理主要包括锡精矿的精选和锡精矿的焙烧。锡精矿的精选是成本较为低廉而有效的方法。当冶炼厂处理的精矿来自较为分散且较小的矿山时，便会设有精选工序。精选一般可以选择一种或几种处理方法，如重选、浮选、磁选等。具体的处理方法由处理的矿的具体情况而锡精矿焙烧的主要目的是除去硫、神和睇。因为硫在冶炼时会使锡呈SnS挥发，降低了锡的直收率，神、睇则大部分进入粗锡，精炼除去种、睇产出含锡高的浮渣。为此，通常采用氧化焙烧及氧化还原焙烧方法，使硫、神和睇呈SO?、As?O年口Sb?O?气态物质挥发除去。锡精矿中各种硫化物受热时将发生热分解，其主要反应如下：2FeS7s)=2FeS(s)+S?4CuFeS?=2FeS(s)+AS(g)4FeAs?=4FeAs+Ag)锡精矿的焙烧方法包括氧化焙烧、氯化焙烧和氧化还原焙烧等。通常根据锡精矿的品位来选择焙烧方法。焙烧的设备按其主体设备可分为回转窑焙烧、多膛炉焙烧、流态化焙烧；按物料的运行状态又可分为固定床焙烧和流态化焙烧。目前多采用流态化焙烧，其炉内氧化或还原气氛的控制方法一般为：提高入炉风量、减少配入矿料中的煤量，便可提高出炉烟气中的。2、CO2、SO2锡精矿沸腾炉焙烧产物有锡焙砂、烟尘和烟气。由炉子排料口溢出的产物叫焙砂，各种收尘设备捕集的物料叫烟尘，焙砂和烟尘总称为锡焙烧矿。沸腾炉焙烧技术经济指标主要有下表1-1表1-1：沸腾炉焙烧技术经济指标炉床能力(按锡焙砂计)1118t/(nf.d)锡回收率99.5%焙砂产出率9094%烟尘产出率3.95.5%脱硫率9196%脱础举8392%脱睇率5660%二、还原熔炼化锡精矿还原熔炼的原理与铅锌还原相同，但是在还原熔炼时，由于FeO与SnO的标准生成始很接近，所以使锡和铁分离相当困难。还原熔炼的设备目前有反射炉、电炉、奥斯麦特炉等工艺设备，因为电炉不易处理高铁物料，熔炼是产生的烟气量较少，随烟气带走的粉尘不多，电炉熔炼温度高且还原气氛强，某些以还原的元素进入烟尘的量就多。由沸腾炉生产过来的锡焙砂，经过配料，按照渣型的需要，把焙砂、还原煤、石灰石及制粒烟尘按照一定的比例配料投入反射炉内进行还原熔炼。产出粗锡送往精炼进行进一步的除杂，烟尘输送到制粒，制料后返回配料，富渣送烟化炉吹炼，回收其中的锡。锡精矿还原熔炼一般采用固体碳质燃料作为还原剂，其还原过程是由下面两个连续的气-固反应所组成：Sn02+2CO=Sn+2CO2C+CO2=2COSn02是被CO还原成金属锡，CO的产生是通过C与CO2反应得到的。上述反应是在高温下才会发生的，研究表明：锡精矿的还原在850c开始，但还原速率在10001050c的温度范围下才变得明显，并且此后温度继续升高对还原过程的意义不大。三烟化炉处理富锡渣锡精矿还原熔炼发绕炉渣含锡较高，通常称为富渣。由于还原熔炼的富渣含锡较高，因而锡渣必须进一步处理，处理方法有两种，一种是还原熔炼法，另一种是硫化挥发法。还原熔炼法，使锡铁合金，及硬头的形式产出一般采用反射炉熔炼，国外也有个别的采用电炉熔炼。硫化挥发法一般在烟化炉内进行硫化挥发，个别厂也有在卡尔多炉内硫化挥发。烟化炉处理富渣工艺流程如图1-3烟化炉工艺参数及控制I、炉温：1150c1250C。H、冷却水出水温度：小于60c田、鼓风压力：0.7X1051.25X105PaIV、一次风量：1#烟化炉为25003000m3/h,2#烟化炉为30003500m3/h南油黄秋就压解空气_|_SL烟气麻海-I-淬|I%炉|儡驴.4A工制做|在即圜-楣生1仄惶|-生卜1制粒布费?二附-帼生I岫.瞑II匕抓空:图1-3烟化炉处理富渣工艺流程V、二次风量：1#烟化炉为65007000m3/h,2#烟化炉为55006500m3/h。汽化冷却技术条件I、工作压力：小于4.0X105Pa（表压）。H、汽包压力：基准水位线土50mm。m、给水压力：3.5X1058.5X105Pa（表压）IV、控制安全阀压力：4.0X105Pa（表压）四.锡的粗炼流程图1-4EMOl(阐II ft7W(W图1-4锡的粗炼1.4锡的精炼锡精矿还原熔炼产出的粗锡含有许多杂质，即使是从富锡精矿炼出来的锡其纯度通常也不能满足用户的要求。为了达到标准牌号的精锡质量要求，必须进行锡的精炼。在多数情况下，精炼时还能从粗锡中回收各种伴生金属，如钿、铅、钿、铜等，这样就可以提高原料的综合利用率及降低精锡的成本，并减轻环境的污染。粗锡中常见的杂质有Fe、As、Sb、Cu、Pb、Bi、Al和Zn,它们对锡的性质影响较大，具体表现如下：Fe：含Few0.005%对锡的腐蚀性和可塑性没有明显的影响；含Fe量1%后，锡中有Fe2Sn生成，锡的硬度增大。As：As有毒。包装食品的锡箔和镀锡板用的锡，含As量限定在0.015%以下。As会引起锡的外观和可塑性变差，增加锡的黏度。含As量为0.055%的锡硬度会增加至布氏硬度8.7,锡的脆性也增大，锡的断面成粒状。Sb:含Sb量0.24%对锡的硬度和其他机械性能没有显著的影响；含Sb量升高到0.5%,锡的伸长率便降低，硬度和抗拉强度增加，但锡的延展性不变。Cu:用做镀层的锡含Cu越少越好，因为Cu不仅形成有毒的化合物，还会降低镀层的稳定性。如果含Cu约为0.05%,会增加锡的硬度、拉伸强度和屈服点。Pb:镀层用的锡含Pb不应大于0.04%,因为铅的化合物有毒性。用于马口铁镀锡的精锡近年要求铅含量更低，最好低于0.01%,以保证食品的质量。Bi:含0.057%Bi的锡，拉伸强度极限为13.72MPa（纯锡为18.220.58MPa）、布氏硬度为4.6（纯锡的为4.95.2）。Al和Zn:在镀锡中含Al或Zn不应大于0.002%。含Zn大于0.24%时，锡的硬度增加3倍，并降低锡的延长率。锡火法精炼的原则流程图如图1-5所示火法精炼锡的过程是由一系列的连续作业组成的，其中每一种作业都能够除去一种或多种杂质。火法精炼的优点是生产周期短，生产过程中积压的锡量少。止匕外，锡火法精炼使杂质能够依次的提取出来，并富集于各种渣中，为综合回收这些有价目金属提供了有利的条件。由于各冶炼厂粗锡所含杂质不同，生产规模不同，原料及设备有差别，因而火法精炼流程也有区别。辄勒赫铜一硫能（开路处理）-高格海氧确除藉铺解锚糊反珊碱一粒像一真空粗用真空粗锡图1-5来宾冶炼厂锡火法精炼原则流程图铸锭工艺精锡铸锭就是将颗粒状的结晶锡熔化后铸成质量符合要求的锡锭。锡锭的质量要求如下：i、每锭锭重：251.5kg,尺寸符合国家质量标准。ii、外观质量：无飞边毛刺，无明显斑点。锡渣的熔炼硫化挥发法是将锡炉渣或富中矿高温时，在液态或固态下使其中的锡变成硫化物挥发出来，再由烟尘中回收锡。使锡硫化的硫化剂，常用黄铁矿，试验中还用过硫、石膏、芒硝和硫化锌等。硫化挥发法的设备主要用烟化炉，其次是回转窑、转炉（短窑）和鼓风炉，试验过程中还用过：悬浮炉、沸腾炉和类似炼铜转炉的设备。生产作业中需使锡转变为硫化物并迅速挥发，这就要求适宜的温度、气氛和气流，以及有一定的作业时间。硫化挥发法在有硫化剂和还原剂的条件下，反应机理为：C + O2 = = = CO 2C + 1/2 O2 = = = COSnO+CO=SnO+CO22SnO+3/2S2=2SnS+SO2SnO+FeS=SnS+FeOSn+1/2S2=SnS在烟化炉或回转窑中，将复杂含锡物料与还原剂、硫化剂以及石灰石混合投入炉内，力口热至1200C,由于硫化铁的分解产生的硫与还原的SnO或Sn化合，产生硫化锡，其易挥发进入烟气中，烟气冷却后被布袋或泡沫收尘器收集下来，此时，锡及其他金属元素在烟尘中都得到富集，锡可达20%-30%。在硫化过程中，由于还原剂和硫化剂在炉料中产生大量气泡，其表面积非常大，足可使得炉料、还原剂、硫化剂在炉中充分接触作用，加速锡的硫化反应，由于SnSFeS易生成锡冰铜，为避免锡冰铜生成，除控制黄铁矿过量外，在炉内要造成氧化气氛，使过量FeS氧化成FeO造渣。烟化炉开始处理锡炉渣时，该渣是多年堆积的贫渣，入炉以前先经反射炉熔化再流入烟化炉中，经过用空气和粉煤吹炼，吹炼时还要加入黄铁矿。锡和一些伴生金属挥发到烟尘里，由于硫化锡在烟道中氧化，烟尘中的锡成氧化物，烟尘含锡达到50%左右，渣台锡降到0.1%以下。1火法硫化挥发技术条件：1、 硫化剂的加入量按一下公式计算：WKsx0.269Gxw(Sn)+WS)式中G-处理的炉料量，KgWSn)-炉料中Sn的质量分数，w(S)炉料中S的质量分数，Ks-过量系数，实践中一般为1.522、 还原剂使用粉煤，也可以使用重油和天然气。3、 渣型：FeO为35%-45%SiO2为25%-35%Cag6%-11%Al2Q在10%U下。4、 供热与供风：利用粉煤供热，温度控制在1200Co供风，要区分熔化期和挥发期来控制空气过剩系数，熔化期系数要大于1,挥发期应小于1.5、 炉内压力：一般为微负压操作，以保证挥发的硫化亚锡迅速离开炉内并吸入空气氧化。6、 排渣：炉渣内含锡0.1%-0.2%以下即可排渣。产物:烟尘：含Sn30%-35%,Pb5%-7%,As2%-3%,Sb1%-15%渣：Sn0.07%-0.2%,Pb0.02%-0.39%,Sb0.01%-0.2%经过烟化处理的炉渣含氧化铁较多，有色金属很少，可堆存待以后处理。2.烟化炉的结构当前，锡冶金工厂所用的一种烟化炉，其尺寸和作业参数为：风口区:宽2.15来，长L21米,面积2.6米6凤嘴：8个，直径35亳米，断面12.5厘米,/个；风嘴中心距：110毫米；全水套，水套内壁销打：016*50毫米5渣口r1个；炉气出口的水套烟道:断面0.88米、长7.26米，倾斜度103液渣静置高度：0.83米，一般范闱0.7L1米；处理量：56吨/炉；压缩空气消耗;约50标米V分；一次空气压力：071公斤/厘米，一次风量占30%；二次空气压力：0.60.7公斤/厘米,二次风量占70%；炉子长度，在炉宽一定之后，视需要处理的物料量而定，有的烟化炉,长度为15入7.3米,锡冶炼用的烟化炉口前-既是L21.4米，这与炼锡厂需要处理的物料量有关口烟化炉配用风压较商的风机，工厂选用的风机有:透平风机，空气压能机、三级离心式风机和二级离心式风机等匕操作时炉旁风压约1公斤/同米风量按单位风门区面积计为1747标米V米口分，一般为1925标米朱*分。三、在其他设仔中进行磁化挥发工亚上除烟化炉之外还他用了回转窑、m（短窑）和鼓风炉作为铜疏化挥发的设备。此外.实验巾还用过沸髓母和悬浮炉，这两种殳备的半工业试验都取得一定的效果，但尚未用于生产口1 .回转窑挥发有一个工厂用回转窑处理低品位锡精矿和富锡炉渣，银月产1。您吨锡，低品位锡精矿的化学成分列于表2 1所用的回转窑直径1.8米，长20米，倾斜度23、窑转速1转/分，窑的卸料端占全长一1的一段先衬7厘米厚的粘土陡,里面5再衬25厘米的铁砖，其余一|砌25厘米粘土传。炉衬磨损和腐蚀严重的部位在恸料端.可用46个月，温度较低的部分可用9个月。*2-低寸的化学成曳2品名SnPb1】beSAsBiCaO飙5AItUaWOj低品位锡精矿11130.建0.0421辅心一0*18。170.2Q.1C.3比鼾植29-浮选相靖矿1172C.06140.10.16口*190,21Q.62W22L7Z4-施质锡精玻靠4。11.5Q.3口0.14-0,10.3口白2.D9fl.71需炉子烧粉煤供热，消耗为150200公斤/小时：燃烧时用阴个大气压的压缩空气将粉煤吹入炉中自扮煤要求含灰分少，以臧轻煤灰污染烟尘的程度回拉富每耳处理含锡物料40。500吨，其中包括低品位锡精矿约300吨，反射炉富渣(38%Sn,610%Fjl215%C&Og3056%Si。工和872%A】Qs)80120%渣壳(520%Sn)1015吨口通常的配料比为：物料精犷反射炉富港殂中返料粒度10亳米焦炭粒度30毫米石膏硫酸钠公斤MO1001QQ150030炉作正常时，45分钟处理这样一批料.配卅前先将决料破碎至20富米，料中的含硫物质是石膏和芒硝(硫酸钠),焦炭粒为还原礼料在窑内被还原和硫化，于1050120(TC时锡挥发在这样的条件下，料中的铁被还原和硫化，一部分成为铳，铳溶解一部分硫化锡，故认为料中含铁不宜过多处理含铁多的物料时加入石英石，使铁成氧化物造造&若料中石英石较多则加石灰石。示意图如医21所示在此炉中处理下列成分的矿石（卜1;U.5啊-一眄B12.37口作业中锡和锡的挥发很完全，产出的渣中或2vBi和0.12%Sn也近几年,近利:鲁罗有两个小型冶煤厂用转炉处理低品位锡精矿和富矿4褊宜径2.8米，长1,95米烧油供热,并燃烧成还原信由原料加黄铁矿在炉内作挥发熔炼.锡成硫化物挥发广随之在g气中氧化成氧化锡口由原料到烟上，含银量提制7倍，原料含锡3%则得到的烟尘卸锡20%,原料含锡7%,烟尘含锡50%由于加黄铁矿较多（理诒需要量的400%）,炉料馆化后与炉气接触面小，不易氧化,生成一些铳.故熔炼产品为：烟尘、炉液和疑由炉渣含锡约1%,毓含锡的15%。这两个冶炼厂使该矿区的低品位锡精矿和富矿得到处理，官集成为适于还原熔炼的原料。与间转窑相比，转炉对炉料的化学成分要求放宽广炉料熔化后挥发条件仍然较好，料在炉内可以延K挥发时向，锡的挥发比较完全，但与回转窑一样，炉气与炉料仅限干料堆表面接触，挥发速度较小.三主要技术条件、经济指标的选择与论证在选择主要技术条件和主要技术经济指标时，可批判的参考引用同类型工厂企业的实验数据，对于未来在工业条件下获得实践证实的科学研究资料，应给以充分的估计。锡反射炉熔炼炉渣烟化炉硫化挥发冶炼过程主要选择和论证的主要技术条件和主要技术经济指标有：1烟化炉主要工艺参数：（1）炉温：烟化炉的作业温度对烟化效果影响很大，较适宜的作业温度在1150c-1280C.烟化炉的实际操作温度如下：云锡一冶柳州冶炼厂平桂冶炼厂衡阳冶炼厂1150-1280C1200-1250C1250-1300C12001300C2炉内压力：烟化炉一般为微负压操作，以保证挥发的硫化亚锡迅速离开烟化炉并被吸入的空气氧化3次风量3035二次风量65704一次风压Kpa4969二次风压kPa88108烟化炉主要技术经济指标:1床能率：床能力一般为2530t/m2.d一些工厂实例：厂名云锡一冶柳州冶炼厂平桂冶炼厂衡阳冶炼厂床能力16.6730.3924.6837.779.99717.257813(t/m2.d)2锡的挥发率：烟化炉锡地挥发率是指挥发的锡量与入炉锡金属之比的百分数。入炉锡金属量-弃渣含锡金属量-锡金属损失量锡的挥发率=入炉锡金属量柳州冶炼厂衡阳冶炼厂87.70 96.6897.95X100%一些工厂实例云锡一冶平桂冶炼厂94.9299.3996.9198.29作业周期：h/炉云锡一冶柳州冶炼厂2.53.0平桂冶炼厂1.52.52.04装料量：t/炉.一些工厂实例：云锡一冶柳州冶炼厂平桂冶炼厂61522.52.22.85硫化剂率是指硫化剂量占炉料量的百分数。在此时指黄铁矿的消耗量.云锡一冶柳州冶炼厂衡阳冶炼厂6127.21219.96烟化炉的燃料率：一般为2030%.云锡一冶柳州冶炼厂衡阳冶炼厂243027.1732.5745.9175.447弃渣含锡-%云锡一冶柳州冶炼厂平桂冶炼厂0.0740.086小于10.10.2四冶金计算1）详细计算过程中所需要的物料数量及产物、中间产物和产品的产量和成分。在计算过程中所采用的数据，都应该根据参考文献或是工厂实践，经过生产实践、试验与半工业性试验规模以上的科学研究证实的资料加以论证及选用并说明来源。2）锡反射炉熔渣烟化炉挥发熔炼的冶金计算包括：A物料平衡计算配料计算空气消耗量、烟气成分和数量计算根据计算结果列出物料平衡表计算原始条件1、锡反射炉熔渣的主要化学成分表1成分SnPbZnCuAsSbSBiFeO含10.80.21.10.00.10.00.80.046.且里365261156823164512成分SiO2CaOMgO其它合计含量21.022.0250.62616.893100.002、硫化剂的主要成分（见表2成卜SnPbZnCuAsSbSBiFeO含且里0.580.0751.5220.8530.5360.00831.420.21661.22成分CaOMgO其它合计含量2.4120.6350.52310().003、粉煤的主要成分（见表3成卜CHN2QSWA%64.312.580.424.3553.762.0522.525灰分成分%成分FeOSiO2CaOMgO其它合计%9.2146.693.101.1139.87100.00008660（一）物料平衡计算:配料计算：A加入物料1、硫化剂加入量计算：锡在锡炉渣中一般以Sn,SnO,SnO形态存在。SnO虽不能直接与硫化剂反应，但因在硫化过程中保持一定的还原气氛，SnO将被还原成易于的SnO及Sn,故硫化可按下式进行：FeS2=FeS+1/2S2SnO+FeS=SnS+FeO2Sn+S2=2SnS2SnO+1.5S2=2SnS+SO硫化剂的成分如下表2根据上述反应，应加入的硫化剂量可按下式计算：0.269X锡炉渣量X炉渣含锡硫精矿加入量=K-硫化剂中硫的百分含量其中K为过量系数取1.6131.613x0.269x100x0.10836贝4硫精矿力口入量=14.96kg0.3142硫精矿各成分数量如下：Sn=14.96X0.0058=0.087kgPb=14.96X0.00075=0.011kgZn=14.96X0.01522=0.23kgCu=14.96X0.00853=0.128kgAs=14.96X0.00536=0.080kgSb=14.96X0.00008=0.0012kgS=14.96X0.3142=4.70kgBi=14.96X0.00216=0.032kgFeO=14.96X0.6122=9.159kgCaO=14.96X0.02412=0.361kgMgO=14.960.00635=0.0950kg其它=0.0758kg合计14.78kg2、粉煤加入量，取粉煤对锡炉渣的消耗量为34.56%.则取粉煤量34.56%X100=34.56kg粉煤成分表如下：成CHN2O2SWA分%64.312.580.424.3553.762.0522.525进入熔体的粉煤灰数量为：100X0.3456X0.22525=7.785kg粉煤灰中各成分数量如下：FeO=7.785X0.0921=0.7170kgSiO2=7.785X0.4669=3.6348kgCaO=7.785X0.03108=0.2420kgMgO=7.7850.01116=0.0869kg其它7.785X0.39876=3.1043kg合计7.785kg以上计算结果包括锡炉渣，硫精矿及粉煤灰成分数量分布在下表，用于计算返回品名称SnPbZnCuAsSbSBiFeOSiO2CaOMgO其它合计锡炉渣10.8360.2521.1610.0150.1680.0230.8160.04546.1221.022.0250.62616.893100.00硫精矿0.075814.960.0870.0110.230.1280.0800.00124.700.0329.1590.3610.0950粉煤灰0.71703.63480.24200.08693.10437.785合计10.9230.2631.3910.1430.2480.02425.5160.07755.99624.56482.6280.807920.1631122.7453、返回品一烟道尘根据生产实践入炉物料在硫化挥发过程中，进入烟道尘的分配率如下：%SnPbZnCuAsSbSBiFeO8.006.716.962.727.586.712.744.562.60SiO2CaOMgO其它3.232.032.038.00可按入炉物料和进入烟道尘的分配率计算出入炉物料经烟化炉硫化挥发后，应产出的返回烟道尘的数量和成分.返回品是循环的，故应按下式计算：N$Ni=1- 族式子中Ni进入烟道尘各元素的数量，kg;N1各元素在烟化炉料(不包括烟道尘)的数量，kg炉一各元素进入烟道尘的分配率%各元素进入烟道尘的数量计算如下：Sn=(10.923X0.08)+(1-0.08)=0.95kg17.64%Pb=(0.263X0.0671)+(1-0.0671)=0.0190.35%Zn=(1.391X0.0696)+(1-0.0696)=0.10kg1.96%Cu=(0.143X0.0272)0.07%:(1-0.0272)0.0040As=(0.248X0.0758)0.37%士(1-0.0758)=0.0200.0671)0.03%0.0456)0.07%Sb=(0.0242(1-0.0671)=0.0017Bi=(0.077(1-0.0456)=0.0037FeO=(55.996X0.026):(1-0.026)=1.49kg27.67%X 0.0323)15.23%SiO2=(24.5648(1-0.0323)=0.82kgCaO=2.628X0.0203)+(1-0.0203)=0.050.0203)0.32%0.93%MgO=(0.8079(1-0.0203)=0.017kgS=(5.516X0.0274)+(1-0.0274)=0.16kg2.97%其它=(20.1631X0.08)+(1-0.08)=1.7532.5%5.3854 kg100%计算结果表明, 炉渣的5.3553%, 故本例在计算中， 不加硫化剂。应返回的烟道尘很少，仅为但其含硫较高，约为2.8%。已取过量1.613倍，故不必全部入炉物料的数量与成分，现投入量总表如下:物料名称SnPbZnCuAsSbBiFeOSiO2锡炉渣10.7360.2321.2610.0150.1580.0230.04546.3221.07烟道尘0.940.0170.110.00390.0190.00170.00371.500.82硫精矿0.0710.0110.210.1260.0790.000890.0329.063粉煤0.71063.6026合计11.7470.261.5810.14490.2560.025590.080757.593625.4926物料名称SCaOMgOCHONHO其它合计锡炉渣0.8162.0150.62616.683100.00烟道尘0.150.050.021.725.3553硫精矿4.660.3560.09390.077314.78粉煤1.300.23980.086122.290.891.4950.130.663.135934.566.9262.66080.82622.290.891.4950.130.6621.6162154.69532、产出物.锡炉渣的烟化产出物主要有烟尘，烟道尘及弃渣。1烟尘：入炉物料中各组分进入烟尘的分配如下：组分SnPbZnCuAsSbSBi分配率90.2390.9969.528.8271.9770.115.9180.58组分FeOSiO2CaO其它MgO2.8955.38%5.75%0.07%0.94%0.1%2.14%0.34%5.69%分配率1.93.982.6720各组分进入烟尘数量如下：Sn11.747X0.9023=10.6kgPb0.26X0.9099=0.237kg1.24%Zn1.581X0.6952=1.1kgCu0.1449X0.0882=0.013kgAs0.256X0.7197=0.18kgSb0.02559X0.7011=0.02kgS6.926X0.0591=0.41kgBi0.0807X0.8058=0.065kgFeO57.5936X0.019=1.09kgSiO225.4326X0.0398=1.01kg5.28%MgO0.826X0.0289=0.024kg0.13%CaO2.6608X0.0267=0.071kg0.37%其它21.6162X0.2=4.32kg22.57%合计19.14k,100%2、返回品（烟道尘），返回品烟道尘，除用公式计算外，在全部加入物（炉渣、硫化剂、粉煤、返回品等）的数量和成分已知时，即有了投入物料混总，烟道尘的数量和成分，也可用加入物与各成分在烟尘中分配率的乘积算出，计算从略.3损失、入炉物料中各组分的损失按加入物的1%+算：Sn11.747X0.01=0.117kgPb0.26X0.01=0.0026kgZn1.581X0.01=0.02kgCu0.1449X0.01=0.001kgAs0.256X0.01=0.003kgSb0.02559X0.01=0.0003kgS6.926X0.01=0.07kgBi0.0807X0.01=0.0008kgFeO57.5936X0.01=0.58kgSiO225.4926X0.01=0.25kgMgO0.826X0.01=0.008kgCaO2.6608X0.01=0.03kg其它21.6162X0.01=0.22kg合计1.3027kg4炉渣在上述计算的基础上，用差额法可以初步算出炉渣的数量和成分。Sn11.747-10.6-0.94-0.117=0.09kg0.09%Pb0.26-0.237-0.017-0.0026=0.00340.0035%Zn1.581-1.1-0.11-0.02=0.3510.36%Cu0.1449-0.013-0.0039-0.001=0.1270.13%Sb0.02559-0.02-0.0017-0.0003=0.000360.004%Bi0.0807-0.065-0.0037-0.0008=0.01120.01%FeO57.5936-1.09-1.50-0.58=54.423656.1%SiO225.4936-1.01-0.82-0.25=23.413624.12%CaO2.6608-0.071-0.05-0.03=2.50982.59%MgO0.826-0.024-0.02-0.008=0.774kg0.80%其它21.6162-4.32-1.72-0.22=15.3562kg15.82%合计97.0602kg100.00%碑入渣量的计算：根据实践物料中约2%勺碑进入烟气，故进入渣的碑量为0.256-0.18-0.019-0.003-0.256X0.02=0.049kg0.05%硫入渣量计算按实践物料中5%勺硫进入烟气，故硫入渣量计算如下：6.926-0.41-0.15-0.07-6.926X0.5=2.833kg2.92%5溶剂加入量：锡炉渣烟化适宜的渣型K=11.1 ,其主要成分：FeO5A55%SiO22628%CaO6H8%从初算的炉渣成分看，与较适宜的炉渣相比，渣中SiO2偏低，而CaO则明显不足，需配入石灰石和石英溶剂，取CaOFeO=8:55SiO2FeO=28:55,则选用的溶剂成分表如下：%溶剂名称FeOSiO2CaOMgO其它合计石英2.8389.1810.267.73100.00石灰石53.00:3.2043.80溶剂加入量计算如下：(1) 石灰石加入量：设加入为Xkg石灰石，280.53X+2.5098贝u=5554.4236X=10.2kg即加入石灰石10.2kg.(2) 石英加入量设石英溶剂加入量为Y,280.8918Y+23.41365554.4236+0.0283YY=4.89kg28X2.838X0.26石英的溶剂率为=89.18%-X100%-X100%=87.7%55556弃渣成分及数量：加入溶剂后的炉渣即为本计算的弃渣，弃渣成分及数量如下表所示：弃渣硅酸度K=1.05名称单位SnPbZnCuAsSbS炉渣kg0.09().00340.3510.1270.0490.000362.8333石灰kg石石英kg弃渣kg0.09().00340.3510.1270.0490.000362.8333%0.08().000.310.11(0.00.002.463403名称单位BiFeOSiO2CaOMgC其它合计炉渣kg0.011254.423623.41362.50980.77415.356299.9422石灰石kg5.40(0.330.2210.2石英kg0.144.360.010.384.89弃渣kg0.011254.56427.7747.92，1.10420.206115.033%0.009747.4324.146.88(0.9617.57100.00空气消耗量，烟气成分和数量.A空气消耗量：根据配料的计算：100千克锡炉渣硫化挥发消耗的粉煤数量和成分见表：1粉煤在烟化炉内燃烧需要的氧量.(1)碳燃烧需氧量碳燃烧需氧量可按下式反应需氧量的90%十算；C+O2=CO32需氧量34.56X64.51%X0.9=53.51kg12(2)氢燃烧需氧：按下式计算2H+Q=2HO36需氧量34.56X2.58%X0.9-=6.42kg4(3) 硫燃烧需要的氧，按下式.S+O=SO需氧量34.56X0.0376X0.9=1.17kg(4) 粉煤燃烧需要的氧53.51+6.42+1.17=61.1kg粉煤含氧1.505kg粉煤实际需要的氧61.1-1.505=59.595kg体积为41.70m22粉煤燃烧空气需要量.77X59.595(1)干空气需要量59.595kgO2带入的N2=199.51kg体积为159.61m2.23鼓入的干空气量为59.595+199.51=259.11kg体积为41.70+159.61=201.31m3.(2)湿空气需要量假定工厂所在地年平均气温19C,相对湿度77%L湿=Ln干(1+0.00124g干H2O成)查表t=19C时，g干H2O=17.8g/m3.Ln湿=201.31X(1+0.00124X17.8X0.77)3=204.73m3即鼓入的空气量应为204.73m3.湿空气带入的水分204.73-201.31=3.42m32.75kg3烟化炉从三次风口吸入的风量，三次风口吸入的空气量一般约为鼓入空气量的30%,三次风口吸入的空气量及其成分计算如下：L干吸=201.31X0.3=60.39m3.77.71kg其中Q17.87kg12.52rm.N259.84kg47.87rm.78.5412.52 mL湿吸=204.73X0.3=61.42m47.87其中：O17.87kg1.03N259.84kg3m.H20=0.83kg3m.进入烟化炉的总4进入烟化炉的总空气量空气量为鼓入空气量及三次风口吸入空气量之和.进入烟化炉的总湿空气列表如下名称Q02NH2OH2O湿空气湿空气kg3mkg3mkg3mkg3m鼓入湿59.59541.70199.51159.612.753.42261.85204.73空气且里吸卜湿空气且里17.8712.5259.8447.870.831.0378.5461.42入炉湿空气且里77.46554.22259.35207.483.584.45340.59266.152炉气量.(1)炉气中的CQ炉气中的CO主要来自粉煤的燃烧，其次是溶剂石灰石的分解，粉煤进入烟化炉后，先与鼓入的一次风和二次风反应，因鼓入的空气量不足。反应后除生成CO外，还产生CO,但这些气体在进入三次风时，将被吸入的三次空气所氧化，由于吸入的空气量很大，氧化反应很完全，故烟气中的CO可全部氧化为CO计算44X22.29生成CO量=81.73kg12(2)石灰石的分解.2.溶剂石灰石的分解，释放出4.488kgCO合计2.276m3.3炉气中的水.炉气中水来自三部分：即粉煤H2燃烧，粉煤含水，入炉湿空气含水.(1)氢气燃烧生成的水，按反应可知，0.89kgH2燃烧生成H2O为34.56X2.58%X0.5X18=8.02kg9.98 m3.(2)粉煤含水0.66 kg0.82 m 3(3)湿空气带入的水分3.91kg4.86m3.所以总水量为8.02+0.66+3.91=12.59kg15.66m3.4炉气中的SO按实践，入炉物料的硫约50%4人烟尘，根据S+O=SO64炉气中SO量为；6.926X50%-=6.9kg324炉气中的AszQ.炉料中As有2犍入烟气,成为A&Q.其量为198X0.256X0.02=0.00675kg0.000675m3.150O2量为0.00675-0.256X0.02=0.00163kg5炉气的剩余Q量.挥发陈烟道尘的元素有：Sn=10.6+0.94=11.54kgPb=0.237+0.017=0.254kgZn=1.1+0.11=1.21kgAs=0.0048kg44假设前三种元素分别氧化成为SnO,PbO,ZnO,消耗的氧气量为16X11.5416X0.25416X1.21+=1.9kg1.33m3.11920765炉气中的余氧量为(77.465+1.505)-59.251-7.1-3.55-0.00163-1.9=7.167kg6炉气中的N2空气带入的N2259.35kg207.48m3.粉煤中的N20.14kg0.11m3.炉气中的N2259.35+0.14=259.49kg207.59m3.将上式计算列入下表，炉气的组成如下：组成来自粉煤燃烧来自粉煤燃烧来自炉料来自炉料来自石灰石溶剂来自石灰石溶剂来自空气来自空气共计共计1/C31/C31/C31/C31/C3CO81.7341.614.4882.27686.21843.886HLO8.6810.83.964.8612.6415.66SO2.600.904.301.506.902.40As?。0.006750.0006750.006750.000675Q7.1675.027.1675.02N2259.49207.59259.49207.59共计93.0153.314.306751.5006754.4882.276270.617217.47372.42276.56烟气含尘及烟尘成分进入烟气的尘包括烟尘及烟道尘，其量为X10003=88.33g/ m 319.14+5.3553=24.495依24.495烟气含尘=277.3307烟尘成分表名称SnPbZnCuAsSbSBiFeOSiO2CaOMgO其它总计烟尘10.60.2371.10.0130.180.020.410.0651.091.010.0710.0244.3219.14烟道尘0.940.0170.110.00390.0190.00170.150.00371.500.820.050.021.725.3553混合kg11.540.2541.210.01690.1990.02170.560.06872.591.830.1210.0446.0424.495烟尘47.111.044.940.070.81