Способ загрузки зернистой руды в обжиговую печь

1 Настоящее изобретение относится к способу загрузки зернистой руды в обжиговую печь, в которой эту руду подвергают обжигу при температуре от 400 до 1050 С и в которой эта руда образует стационарный псевдоожиженный слой. Под рудой в контексте настоящего изобретения подразумеваются также рудные концентраты. Обжиг руды является экзотермическим процессом. По этой причине в стационарном псевдоожиженном слое для его охлаждения и поддержания его температуры на необходимом уровне обычно предусматривают теплообменник в виде пучка охлаждающих труб. Поперечное перемешивание твердого вещества в стационарном псевдоожиженном слое происходит сравнительно слабо, а пучки охлаждающих труб дополнительно препятствуют такому перемешиванию. В результате псевдоожиженный слой нагревается со стороны загрузки руды до более высоких температур по сравнению с температурой, до которой нагреваются те его места, куда руда не подается. Помимо этого со стороны загрузки руды в результате реакции сульфидной серы с кислородом воздуха образуется большое количество диоксида серы, тогда как в тех местах, куда руда поступает в малых количествах или вообще не поступает, диоксид серы может образовываться лишь в небольших количествах,и поэтому в этих местах на обжиг также расходуется лишь небольшое количество кислорода воздуха от всего его доступного количества. В рабочем пространстве печи над стационарным псевдоожиженным слоем в основном преобладают температуры, превышающие 900 С, а газы движутся со скоростью, составляющей менее 1 м/с. Отдельные потоки газов с высоким и низким содержанием диоксида серы практически не перемешиваются между собой из-за их высокой вязкости. Поэтому в рабочем пространстве печи преобладает явно выраженное неоднородное распределение температуры, концентрации диоксида серы и концентрации кислорода. В потоках газов с малым содержанием диоксида серы, но с высоким содержанием кислорода преимущественно происходит нежелательное сульфатизирование твердого вещества. В результате ухудшается качество конечного продукта, а сульфатизированная пыль проявляет тенденцию к образованию трудно удаляемых отложений на трубах котлов-утилизаторов, установленных после обжиговой печи. Наличие подобных отложений в свою очередь ухудшает теплообмен между газом, отходящим из обжиговой печи, и котельной трубой, а также приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание котла и к снижению коэффициента его использования. В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ, который позволял бы практически равномерно распреде 004898 2 лять подвергаемую обжигу и подаваемую в печь снаружи руду по стационарному псевдоожиженному слою. При этом такой способ загрузки руды в обжиговую печь должен быть максимально рентабельным и надежным в осуществлении. Указанная задача решается согласно изобретению благодаря тому, что руду под действием центробежных сил подают на псевдоожиженный слой через расположенное над ним отверстие в корпусе печи, для чего руде придают ускорение с помощью лопастей вращающегося лопастного рабочего колеса, которое расположено вне печи рядом с указанным отверстием в ее корпусе. Такое отверстие в корпусе печи расположено обычно в его боковой стенке. При использовании для обжига печи большого диаметра в ее корпусе можно предусмотреть несколько отверстий и установить напротив каждого из них по лопастному рабочему колесу. Предлагаемый в изобретении способ позволяет существенно улучшить однородность распределения температур в псевдоожиженном слое, а также в рабочем пространстве печи над псевдоожиженным слоем. Одновременно с этим достигается и более однородное распределение концентрации диоксида серы и концентрации кислорода по объему рабочего пространства печи. Помимо этого предотвращается нежелательное сульфатизирование пыли, благодаря чему повышается качество конечного продукта,а также эффективность работы последующего котла-утилизатора. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения целесообразно предусмотреть возможность изменять частоту вращения лопастного рабочего колеса, что в процессе загрузки руды в обжиговую печь позволяет регулировать дальность ее выброса лопастным рабочим колесом. Целесообразно далее выполнять лопастное рабочее колесо перемещаемым или поворотным относительно печи, что позволяет изменять направление выброса руды. Выполнение лопастного рабочего колеса перемещаемым предпочтительно также для проведения работ по его техническому обслуживанию. Обеспечить возможность поворота лопастного рабочего колеса можно, например, за счет его установки на вертикальной поворотной оси. Вместо такой оси можно также предусмотреть горизонтальную направляющую, смонтировав при этом лопастное рабочее колесо на подвижной опорной конструкции, опирающейся на эту направляющую. Зернистой рудой, загружаемой для ее обжига в печь, может быть, например, цинковая обманка (сфалерит), золотоносная руда или пирит либо концентраты этих руд. Такая руда может быть представлена также в гранулированном виде, в который ее переводят, например,перед обжигом. Ниже предлагаемый в изобретении способ более подробно рассмотрен на примере некото 3 рых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано: на фиг. 1 - схематичное изображение обжиговой печи с соответствующим лопастным рабочим колесом в разрезе вертикальной плоскостью и на фиг. 2 - выполненное по одному из вариантов лопастное рабочее колесо, показанное с выходной стороны. Обжиговая печь (1) имеет корпус с нижней частью (2 а) примерно цилиндрической формы и верхней расширенной частью (2b). Подвергаемая обжигу руда образует на пористой подине(4), сквозь которую восходящим потоком из распределительной камеры (5) проходит ожижающий воздух, стационарный псевдоожиженный слой (3). Ожижающий воздух, предпочтительно подогретый, подводится по трубопроводу (6). При необходимости в псевдоожиженный слой (3) вводится подаваемое по трубопроводу(7) или же по нескольким трубопроводам дополнительное топливо, которое может быть твердым, жидким или газообразным. Отходящий газ отводится по каналу (8) и подвергается обеспыливанию, охлаждению и очистке в соответствующих аппаратах, которые на чертеже не показаны. Одну часть продукта обжига, которая уносится вместе с отходящим газом, отбирают из канала (8), а другую его часть отбирают через выпускной трубопровод (8 а). Подвергаемая обжигу руда, которая может быть влажной, подается на обработку ленточным транспортером (10), в конце которого предусмотрен зубчатый или игольчатый валок (11),предназначенный для дробления крупных комков или кусков руды. С ленточного транспортера руда ссыпается через шахту (12) в лоток (13),из которого она захватывается вращающимся лопастным рабочим колесом (14). Направление вращения колеса (14) обозначено стрелкой (15). Зернистая руда захватывается лопастями (14 а) лопастного рабочего колеса и под действием центробежной силы выбрасывается ими через отверстие (16) в нижней части (2 а) корпуса на псевдоожиженный слой (3). На фиг. 2 в виде спереди показаны лопасти(14 а) лопастного рабочего колеса, относящийся к нему горизонтальный вал (15), на котором закреплены лопасти, и двигатель (18) для приведения вала (15) во вращение, при этом между двигателем и валом предусмотрена муфта (19). Как показано на фиг. 2, лоток (13) выполняет также функцию опорной конструкции для двигателя (18). Лопастное рабочее колесо частично закрыто кожухом (20). Вся конструкция, состоящая из лопастного рабочего колеса (14), лотка (13), двигателя (18),шахты (12), вала (15) и муфты (19), выполнена подвижной, соответственно поворотной, что позволяет изменять направление выброса зернистого материала (руды) лопастным рабочим колесом (14). С этой целью состоящая из ука 004898 4 занных элементов конструкция смонтирована на вертикальной опоре (22), которая может поворачиваться вокруг ее вертикальной продольной оси стационарным приводом (23). Согласно еще одному варианту предусмотрена возможность варьирования частоты вращения лопастного рабочего колеса, что позволят изменять дальность выброса руды, подаваемой на псевдоожиженный слой (3) через отверстие (16) под действием центробежных сил. Таким путем можно регулировать подачу загружаемой в обжиговую печь руды на псевдоожиженный слой и достаточно равномерно распределять подвергаемую обжигу руду практически по всей поверхности псевдоожиженного слоя. Между отверстием (16) в корпусе печи и расположенным со стороны лопастного рабочего колеса (14) выходным отверстием, образованным между лотком (13) и верхней частью закрывающего лопастное рабочее колесо кожуха (20), можно установить, например, трубчатый гибкий сильфон, предотвращающий попадание пыли в окружающее пространство. Такой сильфон на чертежах для упрощения не показан. Пример. Процесс проводят на установке, схема которой соответствует показанной на чертежах,следующим образом. В крупную промышленную обжиговую печь, которая предназначена для обжига сульфидного цинкового концентрата (содержание частиц крупностью менее 50 мкм составляет 98 мас.%) и внутренний диаметр которой составляет 12,5 м, загружают сульфидный цинковый концентрат, который переводят в псевдоожиженное состояние с образованием стационарного псевдоожиженного слоя и который подвергают обжигу при температуре, равной примерно 950 С. Толщина стенки печи с учетом огнеупорной футеровки составляет 450 мм. Концентрат, среднее содержание влаги в котором составляет 8 мас.%, непрерывно подают в обжиговую печь с расходом 40 т/ч. Этот материал подается в печь лопастным рабочим колесом (14), имеющим ступицу диаметром 400 мм и 6 лопастей (14 а) шириной 250 мм и высотой 80 мм. Расстояние между осью поворотной опоры (22) и центром печи составляет 7,2 м. Рудный концентрат при его подаче в печь вращающимся лопастным рабочим колесом рассеивается одновременно в направлении его выброса и в боковых направлениях. В результате в печи образуется своего рода холм из руды, наивысшая точка, соответственно вершина которого используется в последующем описании для пояснения особенностей процесса выброса зернистого материала и обозначается как точка падения выбрасываемого материала. Расстояние между точкой падения выбрасываемого материала и осью поворотной опоры обозначается как дальность выброса зернистого материала. Частоту вращения привода (18) варьируют таким образом, чтобы наименьшая дальность выброса зернистого материала составляла 3,2 м, а наибольшая дальность выброса зернистого материала составляла 11,2 м. Угол при вершине горизонтального сектора, в пределах которого рассеивается выбрасываемый лопастным рабочим колесом зернистый материал,составляет примерно 25; при дальности выброса, равной 7,2 м, ширина образующегося из руды холма составляет 3,2 м. При повороте лопастного рабочего колеса из его среднего положения на угол, равный 28, и при дальности выброса зернистого материала, равной примерно 8,2 м, зернистый материал, т.е. руда, достигает и боковых зон печи. При последующем изменении частоты вращения лопастного рабочего колеса с одновременным поворотом поворотной опоры вокруг ее оси точка падения выбрасываемого материала перемещается в печи примерно по круговой траектории, описываемой вокруг центра печи, при этом диаметр такой круговой траектории составляет 8,0 м. Продолжительность одного полного цикла (оборота) перемещения точки падения выбрасываемого материала по круговой траектории составляет 10 мин. Рассмотренный выше подход позволяет достаточно равномерно распределять рудный концентрат по поперечному сечению печи. 6 жигу при температуре от 400 до 1050 С и в которой эта руда образует стационарный псевдоожиженный слой, отличающийся тем, что руду под действием центробежных сил подают на псевдоожиженный слой через расположенное над ним отверстие в корпусе печи, для чего руде придают ускорение с помощью лопастей вращающегося лопастного рабочего колеса, которое расположено вне печи рядом с указанным отверстием в ее корпусе. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусмотрена возможность изменять частоту вращения лопастного рабочего колеса. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем,что лопастное рабочее колесо выполнено перемещаемым и/или поворотным относительно печи. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что лопастное рабочее колесо смонтировано на подвижной опорной конструкции. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в печь загружают цинковую обманку, золотоносную руду или пирит либо концентраты этих руд. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что руду загружают в печь с помощью по меньшей мере двух лопастных рабочих колес через соответствующие отверстия. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ загрузки зернистой руды в обжиговую печь, в которой эту руду подвергают об Фиг. 2