Processo de forno com alimentação por baixo

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O objetivo da fundição em fornos de ar inferior é: (1) oxidar os sulfetos de chumbo e de outros metais presentes no material a ser fundido, gerando assim SO2, que é utilizado na produção de ácido sulfúrico； (2) Produzir uma certa quantidade de chumbo bruto e enriquecê-lo com ouro e prata ； (3) As substâncias utilizadas na formação do escória reagem com o chumbo oxidado, gerando escória rica em chumbo, que é posteriormente utilizada em fornos de ar para a redução e fundição ； (4) Fazer com que metais associados voláteis, como tálio e cádmio, se concentrem nas partículas de fumaça, facilitando assim sua recuperação integral. Além de fundir minério de chumbo, o forno de alimentação inferior também pode processar baterias usadas e outros tipos de materiais de chumbo secundários. Princípios básicos da fundição em fornos de ar inferior: A fundição do minério de chumbo sulfurado em fornos de ar inferior, assim como a fundição de outros sulfetos metálicos, é um processo de reação multiphasa entre fase líquida e fase gasosa, entre fase líquida e fase sólida, e entre fases líquidas. Como todos os materiais possuem suas próprias propriedades físico-químicas únicas, e o minério geralmente é composto por vários minerais diferentes. Portanto, o processo de fundição em fornos subterrâneos é um processo físico-químico muito complexo. Nesse processo, o comportamento dos diferentes componentes durante a fundição é o fator principal que determina se o processo pode ser realizado com sucesso. Como o minério de chumbo é em forma de pó, a área de reação é grande e a velocidade da reação é alta. Já o calcário e a quartzo são em forma de grânulos, com menor área superficial; portanto, o que influencia principalmente a velocidade da reação é a reação de decomposição do calcário e a reação de formação de escória. II: Etapa de preparação dos materiais para a fundição por injeção de oxigênio abaixo do nível do material 1. Processo: Este processo representa a fase de preparação inicial dos materiais a serem fundidos em fornos de oxidação com injeção de oxigênio abaixo do nível do material. Seu objetivo é produzir, de forma contínua, grânulos mistos cujas composições químicas sejam uniformes e estáveis, e cujo tamanho e resistência também sejam adequados, atendendo assim aos requisitos técnicos do processo de fundição em fornos com injeção de oxigênio abaixo do nível do material. Os minérios de chumbo com composições diferentes são misturados em proporções adequadas, formando assim um minério misto com composição uniforme. Em seguida, esse minério é combinado com agentes fundentes como quartzo, calcário e carvão queimado, além de agentes de aquecimento, por meio de dosadores que garantem as proporções corretas. Depois disso, a mistura é combinada com cinzas de combustão, umedecida e granulada, de modo a se obter grânulos com propriedades físico-químicas adequadas. Por fim, esses grânulos são enviados, por meio de dosadores, para o processo de fundição por sopro inferior. 2. Alguns projetos técnicos importantes: 1) O objetivo da medição da quantidade de material em forma de esferas é controlar com precisão a quantidade de material que entra no forno, de modo a determinar a quantidade adequada de oxigênio necessária para controlar o potencial de oxigênio dentro do forno. Isso, por sua vez, permite controlar a taxa de precipitação do chumbo e a qualidade do escória rica em chumbo. Se a medição do material em forma de esferas não for precisa ou apresentar grandes flutuações, isso também afetará a estabilidade do funcionamento do forno e os indicadores técnicos relacionados. 2) O controle do potencial de oxigênio em fornos de alimentação inferior, e o logaritmo da porcentagem de oxigênio presente no forno, são chamados de potencial de oxigênio. Um potencial de oxigênio excessivamente alto resulta em uma baixa taxa de precipitação do chumbo, além de um teor elevado de chumbo no escória. Por outro lado, um potencial de oxigênio insuficiente leva a uma alta taxa de precipitação do chumbo, mas o escória fica mais viscoso e a qualidade do chumbo produzido é inferior. Portanto, escolher o potencial de oxigênio ideal é fundamental para controlar a produção nos fornos subterrâneos. O controle do potencial de oxigênio é feito principalmente por meio da ajuste da relação entre o oxigênio e a matéria-prima, ou seja, do oxigênio consumido por unidade de matéria-prima. Esse ajuste pode ser realizado tanto alterando a quantidade de matéria-prima quanto a quantidade de oxigênio. 3. Propriedades do escória rica em chumbo e sua formação: A escória rica em chumbo é uma mistura de vários materiais metálicos e não metálicos. As propriedades que afetam a produção incluem viscosidade, ponto de fusão, densidade e tensão interfacial com o chumbo. A viscosidade e o ponto de fusão influenciam a fluidez da escória e a temperatura do forno, enquanto a densidade e a tensão interfacial afetam a eficiência na separação do chumbo da escória, bem como a qualidade do chumbo bruto. A composição química do escória rica em chumbo é composta principalmente por FeO, SiO2 e CaO. O teor de PbO na escória também influencia suas propriedades. Além disso, o teor de ZnO também pode afetar as características da escória rica em chumbo. 4. Práticas operacionais do forno de fundição com insuflação de oxigênio por baixo 1) Inicialização do forno: Para iniciar o funcionamento do forno de fundição com insuflação de oxigênio por baixo, é necessário seguir rigorosamente a curva de aquecimento do forno. Quando a temperatura dentro do forno atinge o valor desejado, deve-se adicionar o escória. Após a fusão da escória, deve-se acrescentar o chumbo; uma vez que o chumbo também se derreta, o forno pode ser colocado em operação normal. 2) A operação normal do forno de fundição por insuflação inferior consiste principalmente na remoção de escória e chumbo, no ajuste do oxigênio, no controle da quantidade de material a ser introduzido no forno, bem como na manutenção das aberturas de alimentação. A liberação de escória e chumbo deve ser feita de forma equilibrada, de acordo com as condições do tanque de fusão no forno. Se qualquer um desses materiais for liberado em excesso, isso afetará o funcionamento do forno e a vida útil da barra de oxigênio. O ajuste da quantidade de oxigênio e da matéria-prima a ser introduzida no forno é feito com base nos resultados dos testes relacionados ao teor de chumbo no escória e na temperatura dos gases de escape, visando garantir um teor adequado de chumbo no escória e o maior volume possível de processamento. 3) A parada de um forno de fundição com alimentação de oxigênio por baixo pode ser feita de duas maneiras: parada por curto período ou parada por longo período. Durante paradas de curta duração, basta retirar o máximo possível de escória do forno e manter a temperatura estável nesse período. Em caso de parada prolongada do forno, é necessário retirar todo o escória e chumbo contidos nele, antes de reiniciá-lo. 5. Critérios para determinar o funcionamento normal do forno de alimentação inferior e principais indicadores técnicos e econômicos. Quando o forno de alimentação inferior apresenta as seguintes características, pode-se considerá-lo em funcionamento normal: A) Pouco espirro na entrada de material, com obstruções leves. B) Boa fluidez do escória. C) Fluxo normal de chumbo, pouca escória flutuante e flutuações adequadas. D) Fluxo e pressão de oxigênio e nitrogênio estáveis. E) Temperatura da escória estável, entre 1000 e 1100°C. F) Temperatura dos gases de escape estável, dentro dos limites exigidos. Os principais indicadores técnicos e econômicos do forno de alimentação inferior são a taxa de emissão de poeira, a capacidade de processamento, a taxa de precipitação de chumbo e a qualidade da escória rica em chumbo. Os fatores que influenciam a taxa de fumaça e cinzas incluem a qualidade do material utilizado para formar as esferas, a relação entre oxigênio e material, a altura da linha de escória, a quantidade de material adicionado para formar as esferas, o tipo de escória, e o tempo de circulação das cinzas. A taxa de processamento refere-se à quantidade de material em forma de esferas que entra no forno por unidade de tempo. Os fatores que influenciam isso são, principalmente, a taxa de emissão de poeira e o valor calorífico do material em forma de esferas. Além disso, o efeito de resfriamento do caldeirão de calor residual também afeta diretamente esse valor. A taxa de precipitação de chumbo refere-se à proporção entre a quantidade de chumbo produzido e a quantidade de chumbo presente nos materiais utilizados. Os fatores que mais influenciam essa taxa são a qualidade dos materiais utilizados e a relação entre o oxigênio e os demais componentes dos materiais. O fator que mais influencia a qualidade do escória rica em chumbo é a relação entre oxigênio e matéria-prima. 6. Falhas comuns nos fornos de alimentação inferior com oxigênio
Falhas comuns nos fornos de alimentação inferior com oxigênio:
A) O sistema de alimentação pode entupir facilmente após a adição do material (devido à aderência do escória).
B) A fluidez do escória é baixa e sua viscosidade é alta; isso acontece devido à baixa temperatura do escória, à proporção inadequada entre oxigênio e material, e ao tipo inadequado de escória.
C) A fluidez do escória é boa, mas ele é muito líquido (devido à alta temperatura do escória e à proporção elevada entre oxigênio e material).
D) Há uma camada espessa de escória na superfície do chumbo (devido à proporção inadequada entre oxigênio e material).
E) As flutuações no nível de chumbo são pequenas ou inexistentes (devido à pouca quantidade de chumbo no forno ou ao entupimento causado pelo efeito sifão).
F) A temperatura dos gases de escape é elevada.
G) A temperatura do escória é elevada, devido ao tipo inadequado de escória ； A calorífica da matéria-prima é bastante alta