Скорость горения серусодержащего сырья

Скорость горения серусодержащего сырья зависит от его химического, минералогического состава и крис­таллического строения. Кроме того, скорость этого про­цесса зависит от температуры, поверхности соприкос­новения фаз, концентрации кислорода, толщины слоя сырья, продолжительности обжига.

Повышение температуры положительно влияет на скорость горения. Так, при повышении температуры об­жига в кипящем слое с 600 до 750° С интенсивность окисления колчедана увеличивается почти вдвое. Одна­ко при содержании в колчедане 35% серы уже при 800° С наблюдается спекание (шлакование) горящего материала. Большинство колчеданов спекается при 900° С. Это крайне осложняет работу обжиговых печей: спекшиеся куски могут привести к поломке гребков пе­чи, снижается интенсивность горения, увеличиваются потери серы в огарках. В печах пылевидного обжига спекание нарушает процесс сжигания колчедана во взвешенном состоянии. Поэтому необходимо следить при обжиге за тем, чтобы не превысить допустимого предела повышения температуры обжига. В печах КС в кипя­щем слое находится огарок, содержащий мало серы, поэтому температура спекания в таких печах несколь­ко выше, чем в механических и печах пылевидного обжига.

Большое значение для скорости горения имеет вели­чина поверхности соприкосновения фаз. При горении сырья есть две фазы: газовая (кислород) и твердая (сы­рье). Увеличение поверхности соприкосновения фаз при­водит к повышению скорости горения. Увеличению по­верхности соприкосновения фаз способствуют измель­чение сырья и хорошее перемешивание его в зоне горе­ния. Этим объясняется более интенсивный процесс об­жига в печах пылевидного обжига и в печах КС по срав­нению с механическими печами. Процесс перемешива­ния способствует лучшему доступу кислорода к поверх­ности сырья и отводу образовавшегося сернистого ан­гидрида из зоны реакции в газовую фазу.

Степень окисления колчедана и других видов сырья зависит от времени обжига (рис. 15). Скорость горения пирита FeS₂, халькопирита СuFеS₂ и сульфида меди Cu₂S в первые две минуты наибольшая, затем она повышается медленно и в определенный период практи­чески перестает возрастать. Скорость горения цинковой обманки ZnS увеличивается в течение всего приведенно­го на рис. 15 периода времени.

Зависимость скорости окисления от содержания кис­лорода при обжиге колчедана и халькопирита в печах кипящего слоя при 700° С показана на рис. 16. Из ри­сунка следует, что зависимость скорости окисления пря­молинейно возрастает с увеличением кислорода в дутье.