CHARAKTERYSTYKI ENERGETYCZNE PROCESU WYTOPU OŁOWIU W PIECACH OBROTOWO-WAHADŁOWYCH
Stworzono algorytm określania bilansu cieplnego pieca obrotowo-wahadłowego w dowolnej chwili wytopu oparty na cią-głej analizie gazów technologicznych, bilansie węgla, tlenu, wodoru oraz stałych równowagi reakcji zachodzących w ga-zach. Opracowano metodę wprowadzania poprawek w schematach opalania tych pieców opartą na digitalizacji tworzo-nych charakterystyk. Słowa kluczowe: piec obrotowo-wahadło[...]
ZASTOSOWANIE MODELOWANIA NUMERYCZNEGO DO POPRAWY EFEKTYWNOŚCI OPALANIA PIECA ANODOWEGO OBROTOWEGO
W artykule przedstawiono wyniki analizy wariantów opalania pieca anodowego obrotowego pod kątem minimalizacji zużycia
paliwa z zastosowaniem palnika i dysz. Opracowano model matematyczny wymiany ciepła w piecu anodowym obrotowym.
Opierając się na tym modelu wyznaczono średnie temperatury wsadu miedziowego oraz równomierność pola
temperatur w piecu anodowym opalanym tradycyjnie i z zastosowaniem dysz. Na podstawie wykonanych obliczeń i analiz
stwierdzono, że piec anodowy obrotowy opalany z użyciem wyłącznie palnika gazowego wymaga dostarczania większej
ilości paliwa dla zapewnienia odpowiedniej temperatury kąpieli. Wykorzystanie do opalania pieca anodowego oprócz palnika
gazowego zanurzonych dysz pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa oraz poprawia równomierność pola temperatur
w kąpieli. Najwyższą efektywność opalania uzyskano dla sytuacji zastosowania palnika i dysz zasilanych gazem w ilościach
100 + 50 + 50 Nm3/h, dla której osiągnięto średnią temperaturę ciekłej miedzi 1219 °C z odchyleniem standardowym 18,2 °C.
Słowa kluczowe: modelowanie matematyczne, wymiana ciepła, piec anodowy obrotowy, rafinacja ogniowa
IMPLEMENTATION OF NUMERICAL MODELLING FOR EFFICIENCY INCREASE
IN FIRING OF ROTARY ANODE FURNACE
The paper presents analysis of variants of rotary anode furnace firing for minimization of fuel consumption by application
of a burner and nozzles. A mathematical model of heat exchange in the rotary anode furnace was developed. The model
was used for determination of average copper charge temperature and uniformity of thermal field in the anode furnace
which was fired by traditional method and with application of nozzles. Based on the performed calculations and analyses it
was established that the rotary anode furnace fired with application of a burner only requires higher volume of the fuel to
provide appropriate temperature of the bath. Implementation of the submerged nozzles beside the gas burner in the firing
of the anode furnace p[...]
BADANIA STAPIANIA PERSPEKTYWICZNYCH MATERIAŁÓW OŁOWIONOŚNYCH Z POLSKICH HUT MIEDZI
W artykule przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań procesu wytapiania ołowiu surowego z perspektywicznych mate-riałów ołowionośnych przemysłu miedziowego. Badania wykonano bez oraz z dodatkiem galeny do wsadu. Na podstawie przeprowadzonych badań wykonano bilanse masowe z uwzględnieniem rozdziału metali towarzyszących do uzyskanych produktów oraz zbadano składy chemiczne i własności fizykochemiczne otrzymanych produktów.
Słowa kluczowe: ołów surowy, żużel poołowiowy, perspektywiczne materiały ołowionośne, pyły z pieca elektrycznego.STUDIES
INTO
SMELTING
OF
PERSPECTIVE
LEAD-BEARING
MATERIALS
FROM
POLISH
COPPER
SMELTERS
The paper presents results of laboratory test for smelting of crude lead from perspective lead-bearing materials of copper industry. The studies were made without and with addition of galena to the charge. Based on the performed studies mass balances were prepared, taking under account separation of by-product metals from products, and chemical composition and physicochemical properties of generated products were determined.
Keywords: crude lead, slag from smelting of lead-bearing materials, perspective lead-bearing materials, dusts from electric furnace
Wprowadzenie
Ołów jest jednym z głównych metali domieszek w wielu półproduktach pochodzących z różnych etapów produkcji miedzi. Obecnie (przy istniejących dwóch technologiach stapiania koncentratów miedziowych: szybowej i zawiesi-nowej) metal ten jest wytapiany w piecach wahadłowo-obrotowych z następujących materiałów ołowionośnych przemysłu miedziowego:
szlamy szybowe,
pyły z procesu konwertorowania kamienia miedziowe-go,
pyły z pieca elektrycznego do odmiedziowania żużla zawiesinowego,
szlamy z procesu konwertorownia stopu CuPbFe,
pyły i spieki zwrotne z procesu przetapiania materiałów ołowionośnych w piecach obrotowo-wahadłowych,
szlikry z procesu rafinacji ołowiu.
Jednak w związku z planowaną zmianą technologii [...]
SPOSÓB WYPROWADZANIA OŁOWIU I ARSENU Z CYKLU PRODUKCJI MIEDZI W ZMODERNIZOWANEJ TECHNOLOGII KGHM POLSKA MIEDŹ S.A. DOI:10.15199/67.2015.10.3
Zawartość miedzi w chalkozynowo-bornitowych koncentratach KGHM Polska Miedź S.A. jest podobna jak w koncentratach
chalkopirytowych (20÷30 % mas.). Natomiast stężenia siarki i żelaza są kilkakrotnie niższe odpowiednio 9÷12 i 3÷6 % mas.
Ponadto cechą charakterystyczną polskich koncentratów miedzi jest obecność w nich węgla organicznego (6÷9 % mas.)
oraz zanieczyszczeń: ołowiu (1,5÷3,0 % mas.) i arsenu (0,05÷0,4 % mas.). Niskie zawartości siarki i żelaza oraz występowanie
węgla organicznego sprawiły, że do stapiania tego rodzaju koncentratów w Polsce stosowane są dwa rodzaje technologii:
proces szybowy (HM Głogów I i HM Legnica) oraz jednostadialny proces zawiesinowy (HM Głogów II). W obu tych procesach
węgiel organiczny stanowi paliwo zapewniając wymaganą temperaturę produktów. Huty, w których stosowany jest
proces szybowy, gdy w dwóch pierwszych operacjach pirometalurgicznych występują trwałe fazy siarczkowe (stapianie
koncentratów, konwertorowanie kamienia miedziowego), cechuje wysoki stopień eliminacji Pb i As z cyklu produkcji miedzi.
Odmienna sytuacja występuje w jednostadialnym procesie zawiesinowym, gdy siarczki w krótkim czasie utleniane są do
metali i tlenków. Rozpoczęta modernizacja pirometalurgii w KGHM Polska Miedź S.A. polegająca na zastąpieniu pieców
szybowych w HM Głogów I i w HM Legnica jednym piecem zawiesinowym wymagała rozwiązania m.in. problemu wyprowadzania
z cyklu produkcji miedzi głównych zanieczyszczeń tj. ołowiu i arsenu. W artykule przedstawione jest zachowanie
się ołowiu i arsenu oraz sposobu eliminacji tych zanieczyszczeń z cyklu produkcji miedzi obecnie, gdy funkcjonują dwie
technologie, tj. proces szybowy i jednostadialny proces zawiesinowy. Dla sytuacji po modernizacji, gdy w KGHM Polska
Miedź S.A. będą pracowały dwa piece zawiesinowe do produkcji miedzi blister bezpośrednio z koncentratów, opracowane
są rozwiązania umożliwiające eliminację Pb i As w stopniu zapewniającym utrzymanie poziomu stężeń tych metali w [...]
WYBRANE ZAGADNIENIA POLSKIEJ METALURGII METALI NIEŻELAZNYCH DOI:10.15199/67.2017.10.9
WPROWADZENIE
Przemysł metali nieżelaznych w Polsce po roku 1990 rozwija
się zarówno w zakresie nowoczesnych rozwiązań technicznych,
jak i technologicznych. Do ważniejszych rozwiązań
zastosowanych w tym okresie należy zaliczyć m.in.:
?? nowoczesną technologię produkcji srebra i innych metali
szlachetnych ze szlamów anodowych z procesu elektrorafinacji
miedzi opracowaną przez firmę Boliden i uruchomioną
w HM Głogów,
?? budowę obrotowych pieców anodowych w HM Legnica
i w HM Głogów I oraz opracowanie i wdrożenie technologii
rafinacji ogniowej miedzi z zastosowaniem gazu ziemnego,
??modernizację konstrukcji pieca zawiesinowego w HM Głogów
II i modyfikację stapiania koncentratu miedzi z zastosowaniem
jednego palnika w szybie reakcyjnym,
?? opracowanie i wdrożenie technologii przerobu pyłów stalowniczych
w piecach obrotowych Bolesław Recycling S.A. oraz
metody odsiarczania gazów technologicznych z przerobu
cynkonośnych szlamów poługowniczych,
??modernizację konstrukcji pieców obrotowo-wahadłowych
i technologii wytopu ołowiu w HM Głogów wraz z układem
kondycjonowania gazów technologicznych,
?? opracowanie i wdrożenie technologii przerobu cynko- i ołowionośnych
materiałów tlenkowych w procesie IS w HC Miasteczko
Śląskie oraz budowę, a następnie rozbudowę rektyfikacji
cynku,
?? budowę nowoczesnych pieców obrotowych (KPO) w zakładach
przerabiających złomy akumulatorowe w Baterpol S.A.
i Orzeł Biały S.A.
W ostatnim czasie zostały podjęte działania w kierunku dalszego
unowocześnienia polskiej metalurgii metali nieżelaznych, w tym:
??modernizacja pirometalurgii w KGHM Polska Miedź S.A.,
?? uruchomienie nowych technologii produkcji bieli cynkowej,
?? opracowanie nowych technologii, celem zagospodarowania
odpadowych materiałów i półproduktów z hutnictwa żelaza
i stali o niskiej zawartości cynku.
MODERNIZACJA PIROMETALURGII KGHM
POLSKA MIEDŹ S.A.
Największym przedsięwzięciem polskiego hutnictwa w ostatnich
kilkudziesięciu latach jest [...]
USUWANIE ZANIECZYSZCZEŃ Z MIEDZI OTRZYMANEJ Z MATERIAŁÓW WTÓRNYCH W PROCESIE RAFINACJI OGNIOWEJ DOI:10.15199/67.2015.4.5
Przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań rafinacji ogniowej miedzi pochodzącej z przetapiania złomów ZSEE. Proces
prowadzono w kilku wariantach z zastosowaniem dodatków rafinujących w postaci piasku, sody i kamienia wapiennego.
Uzyskane produkty poddano analizie chemicznej. Na podstawie badań wykazano możliwość obniżenia stężeń metali - zanieczyszczeń
do niskich końcowych zawartości w miedzi anodowej. Dowiedziono, że proces rafinacji ogniowej miedzi konwertorowej
otrzymanej w wyniku stapiania ZSEE należy prowadzić w dwóch etapach: kwaśnym (z dodatkiem piasku)
i zasadowym (z dodatkiem sody i kamienia wapiennego), co zapewnia zadowalający stopień rafinacji miedzi od zanieczyszczeń
i ich usunięcie do poziomu wymaganego przez proces rafinacji prowadzonej w przemyśle.
Słowa kluczowe: miedź, rafinacja ogniowa, materiały wtórne
REMOVAL OF POLLUTIONS FROM COPPER OBTAINED
IN THE REFINING FIRE PROCESS FROM SECONDARY MATERIALS
The results of laboratory tests of copper fire refining obtained from melting WEEE are presented. The process was conducted
in several variants with using additives in the form of sand, soda ash and limestone. The resulting products were subjected
to chemical analysis. The studies shows the possibility of reducing the concentrations of metals - pollutants into the
low end of the anode copper content. It was proven that the process of fire refining of blister copper obtained by the melting
of WEEE should be carried out in two stages: acid (with addition of sand) and basic (with addition of soda ash and
limestone), which provides a satisfactory degree of refining of copper impurities and remove them to the level required by
the refining process in the industry.
Keywords: copper, fire refining, secondary materials
Wprowadzenie
Zmniejszający się strumień miedzi w rudach krajowych
stał się przyczyną stopniowego wzrostu roli recyklingu złomów
miedzi jako łatwej i ekonomicznej metody stabilizacji
poziomu produkcji m[...]
OKREŚLENIE MOŻLIWOŚCI INTENSYFIKACJI PRODUKCJI MIEDZI KATODOWEJ W HM GŁOGÓW II DOI:10.15199/67.2019.4.1
WPROWADZENIE
Intensyfikacja produkcji miedzi elektrolitycznej wiąże się
z podwyższeniem gęstości prądu na elektrodach (skróceniem
cyklu katodowego) lub umieszczeniem dodatkowych elektrod
w wannach, co można osiągnąć poprzez zmniejszenie rozstawu
elektrod. Możliwy jest też wariant mieszany polegający na
podwyższeniu gęstości prądu, przy jednoczesnym zmniejszeniu
rozstawu elektrod. W niniejszej publikacji przedstawiono
wyniki badań dążące do określenia sposobu intensyfikacji produkcji
miedzi elektrolitycznej w warunkach laboratoryjnych.
Przestawiono wyniki badań prowadzonych z zastosowaniem
podwyższonej gęstości prądu i przy zmniejszonym rozstawie
elektrod.
Znaczące zwiększenie produkcji katod miedzianych najwyższej
jakości, przy zachowaniu obecnej, istniejącej liczby
wanien elektrolitycznych, jest możliwe również poprzez
zastosowanie nowoczesnej, bezpodkładkowej technologii
elektrorafinacji miedzi, znanej w świecie pod nazwą ISA-Process
(ISA/KIDD). Według licznych danych pochodzących zarówno
z literatury jak i bezpośrednio z przemysłu [3,4, 5, 6,
7, 8, 9, 10, 11, 12], w zakładach pracujących w oparciu o tę
technologię, stosuje się katodową gęstość prądu w zakresie
od 280 do nawet 350 A/m2, a jej średnia wartość wynosi
310 A/m2.
Opisane badania zostały wykonane w warunkach laboratoryjnych
przy podwyższonej gęstości prądu i zmniejszonym
rozstawie elektrod. Dla porównania były również prowadzone
elektrolizy przy obecnie stosowanym rozstawie elektrod
- stosowanym przez krajowego producenta katod miedzianych.
Jest oczywiste, że zmiana warunków prądowych procesu
elektrorafinacji wymaga określenia pozostałych parametrów
i warunków prowadzenia tego procesu. Dlatego w artykule
zostały ustalone również optymalne dawki stosowanych inhibitorów,
a także natężenie przepływu elektrolitu przez wanny
elektrolityczne, umożliwiające produkcję katod miedzianych
(odpowiadające założonym normom).
Dodatkowo określono możliwości prowadzenia proc[...]
PROCES PRODUKCJI BIELI CYNKOWEJ W INSTALACJI MODELOWEGO STANOWISKA BADAWCZEGO DOI:10.15199/67.2017.11.1
W ramach projektu Gekon II na podstawie opracowanych wytycznych:
zaprojektowano, wybudowano i uruchomiono w Oddziale
huty Oława w Będzinie modelowe stanowisko badawcze
przeznaczone do wytwarzania bieli cynkowej w ilości 2000 Mg/rok.
Modelowe stanowisko badawcze jest instalacją unikatową
w skali krajowej z szeregiem takich innowacji jak: integracja
pieca topielnego z piecem tyglowym do odparowania cynku,
zastosowanie palników rekuperacyjnych w piecu tyglowym
(odparowniku), zastosowanie konstrukcji pieca tyglowego
płaszczowego oraz automatycznego systemu sterowania.
Piec stanowiący element modelowego stanowiska badawczego
do produkcji bieli cynkowej, składa się z części topielnej
(piec przechylny w[...]
ROZBUDOWA STANOWISKA BADAWCZEGO DO MOŻLIWOŚCI PRODUKCJI BIELI CYNKOWEJ 16 Mg ZnO/DOBĘ DOI:10.15199/67.2019.9.4
W ramach projektu "Opracowanie energooszczędnej technologii
wytwarzania kwalifikowanej bieli cynkowej z cynku
pierwotnego, wtórnego i odpadów cynkowych" współfinansowanego
ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju
w ramach programu GEKON II - GENERATOR KONCEPCJI
EKOLOGICZNYCH na podstawie opracowanych wytycznych:
zaprojektowano, zbudowano i uruchomiono w Oddziale huty
Oława w Będzinie [1, 2, 3] modelowe stanowisko badawcze
przeznaczone do wytwarzania bieli cynkowej w ilości 6 Mg/
dobę.
Piec stanowiący główny element modelowego stanowiska
badawczego do produkcji bieli cynkowej (wykonany przez firmę
PTC PiecoSerwis Sp. z o.o. z Gliwic) składa się z części topielnej (piec przechylny wannowy) wyposażonej w palnik bezpośrednio
ogrzewający i topiący cynk, oraz części do odparowania cynku
(piec tyglowy), w której palniki ogrzewają ścianki tygli nie mając
bezpośredniego dostępu do parującego cynku.
Tygle realizujące odparownie cynku uzupełniane są cyklicznie
ciekłym cynkiem stopionym w piecu topielnym. Parujący
cynk utleniany jest do ZnO tlenem zawartym w zasysanym
powietrzu. Strumień powietrza uczestniczącego w utlenianiu
jest tak dobrany, by w krótkim okresie czasu powstałe cząstki
schodzić do temperatury poniżej 350°C.
Wytworzoną biel cynkową odbierano w znajdującym się
na wyposażeniu Oddziału w Będzinie układzie osadczo-odbiorczym.
22
Rudy Metale 2019, R. 64, nr 9
s. 22-25
PIOTR BEDNAREK
GRZEGORZ KRAWIEC
SEBASTIAN KULAWIK
RYSZARD PRAJSNAR
PAULINA TUŹNIK-JASIŃSKA
KAROL NIEPSUJ
HENRYK PACYNA
AGATA ŻAK
DOI 10.15199/67.2019.9.4
ROZBUDOWA STANOWISKA BADAWCZEGO
DO MOŻLIWOŚCI PRODUKCJI BIELI
CYNKOWEJ 16 Mg ZnO/DOBĘ
W ramach projektu "Opracowanie energooszczędnej technologii wytwarzania kwalifikowanej bieli cynkowej z cynku pierwotnego, wtórnego i odpadów
cynkowych" współfinansowanego ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach[...]