ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Юрист по наследству
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Металургія кольорових металів
         

     

    Металургія
    Зміст
    1. Введення
    2. Опис технології одержання катодного міді
    3. Вибір технології плавки на штейн
    4. Теоретичні основи процесу Ванюкова
    5. Розрахунок матеріального і теплового балансу
    6. Висновок

    Введення

    Металургія міді, а також інших важких кольорових металів є провідною ланкою вітчизняної кольорової металургії. На частку важких кольорових металів у РФ припадає значна частина валової продукції галузі.
    Значення міді з року в рік зростає, особливо у зв'язку з бурхливим розвитком енергетики, електроніки, машинобудування, авіаційній, космічній та атомної техніки. Подальший розвиток і технічний рівень мідного і нікелевого виробництв багато в чому визначають технічний прогрес багатьох галузей народного господарства нашої країни, у тому числі мікропроцесорної техніки. Для отримання міді використовуються всілякі способи плавок, наприклад, плавка мідних концентратів в електричних, відбивних, шахтних печах, при використанні процесу конвертації мідних штейн, завдяки автогенний плавках в підвішеному стані, на Штейна і ін На сьогоднішній день існує кілька основних процесів автогенний плавок: процес «Норанда», «Уоркра», «Міцубісі» і Ванюкова. На жаль, розробка новий конструкцій печей і різних процесів вимагає значних капіталовкладень, а вільний коштів у Російських підприємств недостатньо. У цій роботі буде розглянута технологія А.В. Ванюкова або ПЖВ.

    Технологія отримання катодного міді

    Електролітичне рафінування міді переслідує дві мети:
    1) одержання міді високої чистоти (99,90-99,99% Сі), що задовольняє вимогам більшості споживачів;
    2) витяг попутно з рафінуванням благородних та інших цінних компонентів (Se, Ті, Ni, Bi і ін).
    Слід зазначити, що чим вище у вихідній міді вміст благородних металів, тим нижчою буде собівартість електролітний міді. Саме тому при конвертації мідних штейн прагнуть використовувати як флюс золотовмісні кварцити.
    Для здійснення електролітичного рафінування міді аноди, відлиті після вогневого рафінування, поміщають в електролізних ванни, заповнені сірчанокислим електролітом. Тим анодами у ваннах розташовуються тонкі мідні листи - катодні основи.
    При включенні ванн в мережу постійного струму відбувається електрохімічне розчинення міді на аноді, перенесення катіонів через електроліт і осадження її на катоді. Домішки міді при цьому в основному розподіляються між шламом (твердим осадом на дні ванн) і електролітом.
    телур і забруднений електроліт, частина якого іноді використовують для отримання мідного і нікелевого купоросом. Крім того, внаслідок неповного електрохімічного розчинення анодів отримують анодні залишки (анодний скрап).
    Електролітичне рафінування міді засноване на різноманіття її електрохімічних властивостей і що містяться в ній домішок. У таблиці приведені нормальні електродні потенціали міді і найбільш часто зустрічаються в ній домішок.
    Мідь належить до групи електропозитивні металів, її стандартний потенціал 0,34 В, що дозволяє здійснювати процес електролізу у водних розчинах (зазвичай в сірчанокислих).
     На катоді протікають ті ж електрохімічні реакції, але в зворотному напрямку. Співвідношення між одновалентних і двовалентній міддю в розчині визначається рівновагою реакції диспропорціонування.
    Отже, у стані рівноваги концентрація в розчині іонів Сu + приблизно в тисячу разів менше, ніж концентрація іонів Сі2 +. Тим не менше реакція має істотне значення для електролізу. Вона зокрема визначає перехід міді в шлам. У початковий момент поблизу анода в розчині співвідношення двох-і одновалентних міді відповідає константі рівноваги. Однак внаслідок більшого заряду і меншого іонного радіусу швидкість переміщення двовалентних іонів до катода перевищує швидкість переносу іонів одновалентних. У результаті цього в пріанодном шарі концентрація іонів Сі2 + стає вище рівноважної і реакція починає йти в бік утворення тонкого порошку міді, що випадає в шлам.
    Як зазначалося вище, електролітичне рафінування здійснюють у сірчанокислих розчинах. Електропозитивні потенціал міді дозволяє виділити мідь на катоді з кислих розчинів без побоювання виділення водню. Введення в електроліт поряд з мідним купоросом вільної сірчаної кислоти істотно підвищує електропровідність розчину. Пояснюється це більшу рухливість іонів водню в порівнянні з рухливістю великих катіонів і складних аніонних комплексів.
    Для поліпшення якості катодного поверхні в електроліти для рафінування міді на всіх заводах обов'язково вводять різноманітні поверхнево-активні (колоїдні) добавки:
    клей (частіше столярний), желатин, сульфітно луг. У процесі електролізу на поверхні катода можуть утворюватися дендрити, що зменшує в даному місці відстань між катодом та анодом. Зменшення межелектродного відстані веде до зменшення електричного опору, а отже, до місцевого збільшення щільності струму. Остання в свою чергу обумовлює прискорене осадження міді на дендрит і прискорений його зростання. Що почався ріст дендрита в остаточному підсумку може призвести до короткого замикання між катодом та анодом. За наявності дендрітов сильно розвинена поверхня катода утримує велику кількість електроліту і погано промивається, що не тільки погіршує якість товарних катодів, але й може викликати шлюб катодного міді за складом. Одне з пояснень механізму дії поверхнево-активних речовин полягає в тому, що вони адсорбуються на найбільш активних частинах поверхні і при цьому викликають місцеве підвищення електричного опору, що і перешкоджає зростанню дендрита. В результаті поверхня катодів виходить більш рівною, а катодний осад більш щільним. Після вирівнювання катодного поверхні колоїдна добавка десорбуються в електроліт.
    Розчини колоїдних добавок безперервно вводять в циркулюючий електроліт. Вид і витрата поверхнево-активних речовин різні для кожного підприємства. Зазвичай застосовують одночасно два добавки. На 1 т одержуваної катодного міді витрачають 15-40 г клею, 15-20 г желатину, 20-60 г сульфітно Щелоков або 60-100 г тіомочевіни.
    Основними вимогами, що пред'являються до електроліту, є його висока електропровідність (низький електричний опір) і чистота. Однак реальні електроліти, крім сульфату міді, сірчаної кислоти, води та необхідних добавок, обов'язково містять розчинені домішки, що містяться до цього в анодного-міді. Поведінка домішок анодного міді при електролітичному рафінуванні визначається їх положенням у ряді напруг. За електрохімічним властивостям домішки можна розділити на чотири групи:
     I група - метали більш електронегативний, ніж мідь (Ni, Fe, Zn та ін);
     II група - метали, близько стоять у ряді напруг к-міді (As, Sb, Bi);
     III група - метали більш електропозитивні, ніж мідь (Au, Ag і платиноїди);
    IV група - електрохімічних нейтральні в умовах рафінування міді хімічні сполуки (Cu2S, Cu2Se, Cu2Te, AuTe2, Ag2Te).
    Домішки першої групи, що володіють найбільш електронегативний потенціалом, практично повністю переходять в електроліт. Виняток становить лише нікель, близько 5% якого з анода осідає в шлам у вигляді твердого розчину нікелю в міді. Тверді розчини за законом Нернста стають навіть більш електропозитивні, ніж мідь, що і є причиною їх переходу в шлам.
    Особливо в порівнянні з перерахованими групами домішок-поводяться свинець і олово, які за електрохімічним властивостей відносяться до домішках I групи, але за своєї поведінки в процесі електролізу можуть бути віднесені до домішках III і IV груп. Свинець і олово утворюють нерозчинні у сірчанокисле розчині сульфат свинцю PbS04 і метаоловянную кислоту H2SnO3. Електронегативний домішки на катоді в умовах електролізу міді практично не осідають і поступово накопичуються в електроліті. При великій концентрації в електроліті металів першої групи електроліз може істотно почати турбуватися.
    Накопичення в електроліті сульфатів заліза, нікелю та цинку знижує концентрацію в електроліті сульфату міді. Крім того, участь електронегативний металів у переносі струму через електроліт посилює концентраційну поляризацію у катода.
    Електронегативний метали можуть потрапляти в катодну мідь в основному у вигляді межкрісталліческіх включень. розчину або основних солей, особливо при значній їх концентрації в електроліті. У практиці електролітичного рафінування міді не рекомендується допускати їх концентрацію в розчині понад наступних значень, г/л: 20 Ni; 25 Zn; 5 Fe.
    Домішки II групи (As, Sb, Bi), які мають близькі до міді електродні потенціали, є найбільш шкідливими з точки зору можливості забруднення катода. Будучи дещо електронегативний в порівнянні з міддю, вони повністю розходяться на аноді з утворенням відповідних сульфатів, які накопичуються в електроліті. Однак сульфати цих домішок нестійкі і в значній мірі піддаються гідролізу, утворюючи основні солі (Sb і Bi) або миш'яковисті кислоту (As). Основні солі сурми утворюють плаваючі в електроліті пластівці драглисті опадів ( «плавучий» шлам), які захоплюють частково і миш'як.
    У катодні опади домішки миш'яку, сурми і вісмуту можуть потрапляти як електрохімічним, так і механічним шляхом в результаті адсорбції тонкодисперсних частинок «плавучого» шламу. Таким чином, домішки II групи розподіляються між електролітом, катодного міддю і шламом. Гранично допустимі концентрації домішок II групи в електроліті становлять, г/л:
    9 As; 5 Sb і 1,5 Bi.
    Більш електропозитивні в порівнянні з міддю домішки (III група), до яких належать благородні метали (головним чином, Au і Ag), відповідно до положення в ряді напруг повинні переходити в шлам у вигляді тонкодисперсного залишку. Це підтверджується практикою електролітичного рафінування міді.
    Перехід золота в шлам складає більше 99,5% від його вмісту в анодах, а срібла - понад 98%. Трохи менший перехід срібла в шлам в порівнянні із золотом пов'язаний з тим, що срібло здатне в невеликій кількості розчинятися в електроліті і потім з розчину виділятися на катоді. Для зменшення розчинності срібла і переведення його в шлам до складу електроліту вводять невелика кількість іона хлору.
    Незважаючи на практично повний перехід золота і срібла в шлам, вони все ж таки в невеликій кількості потрапляють в катодні опади. Пояснюється це механічним захопленням взмученного шламу і частково явищем катофореза. На механічний перенос шламу на катод впливають вживана щільність струму і взаємопов'язана з нею швидкість циркуляції електроліту. Зі збільшенням швидкості циркуляції внаслідок взмучіванія шламу перехід золота і срібла на катод зростає. При виборі щільності струму і способу циркуляції електроліту необхідно враховувати вміст благородних металів у анодах. У разі їх підвищеного вмісту щільність струму повинна бути менше. Зниженню перенесення шламу на катод сприяє також наявність у ванні зони відстоювання (область від нижнього кінця катода до дна ванни). На багатьох заводах електроліт перед його поверненням у ванну в циклі циркуляції піддають фільтрування, що зменшує втрати шламу і забезпечує одержання більш чистої міді.
    Аналогічно електропозитивні домішках ведуть себе при електролізі міді хімічні сполуки (домішки IV групи). Хоча в принципі хімічні сполуки і можуть окислятися на аноді і відновлюватися на катоді, що використовують в спеціальних процесах, в умовах електролітичного рафінування міді анодного потенціалу недостатньо для їх окислення. Тому при електролізі міді в електродних процесах вони не беруть участь і в міру розчинення анода осипаються на дно ванни. У вигляді селенідом і теллурідов переходять в шлам більш ніж 99% селену і телуру.
    Таким чином, в результаті електролітичного рафінування анодного міді все що містяться в ній домішки розподіляються між катодного міддю, електролітом і шламом '.
    Основними характеристиками, що визначають параметри і показники електролітичного рафінування міді, є щільність струму, вихід металу по струму, напруга на ванні, питома витрата електроенергії.
    Щільність струму є найважливішим параметром процесу електролізу. Вона виражається в амперах на одиницю поверхні електрода (D = I/S). У металургії міді її прийнято виражати в амперах на квадратний метр площі катодів. За законом Фарадея на кожен 1 А • г електрики осідає 1 електрохімічний еквівалент металу. Для міді він дорівнює 1,1857 г/А • ч. Отже, зі збільшенням щільності струму інтенсивність (продуктивність) процесу електролізу зростає. Величина щільності струму, при якій проводять процес електролітичного рафінування, визначає всі його основні техніко-економічні показники: напруга на ванні, вихід за струмом, витрати електроенергії, а також капітальні та експлуатаційні витрати. Зі збільшенням щільності струму за інших рівних умов збільшується продуктивність цеху, зменшуються кількість потрібних ванн, витрати на капітальне будівництво і робочу силу, але зростають витрати на електроенергію. Слід зазначити, однак, що зі збільшенням щільності струму збільшуються втрати благородних металів за рахунок більшого взмучіванія шламу і захоплення його зростаючим катодних осадом. В даний час застосування особливих режимів електролізу (реверсивного струму, зміненої системи циркуляції електроліту та ін) дозволяє довести щільність струму до 500 А/м2 і більше.
     Електрохімічний еквівалент міді становить 1,1857 г/А • ч. Проте практично при електролізі для виділення 1 г-екв металу витрачається електрики більше. Це удаване протиріччя пояснюється тим, що частина електричного струму витрачається на побічні електрохімічні процеси та витік струму. Ступінь використання струму на основний електрохімічний процес називається виходом металу по струму.
    У практиці електрометалургії кольорових металів в більшості випадків доводиться мати справу з катодних виходом по струму, тому що маса катодного осаду визначає кінцевий вихід товарної продукції. Навмисний підвищений переклад міді в електроліт за рахунок хімічного розчинення часто обумовлюють кон'юнктурними міркуваннями. Надлишкова мідь може бути виділена з електроліту у вигляді мідного купоросу при його регенерації. У тих випадках, коли потреба в мідному купоросу, що використовується в основному для боротьби з хворобами та шкідниками сільськогосподарських рослин, дуже велика (наприклад, в НРБ), допускається робота електролізних цехів з підвищеною температурою електроліту.

    Вибір технології плавки на штейн

    Майже століття у металургії міді і близько півстоліття в металургії нікелю (у Канаді) «панує» відбивна плавка. Своє широке поширення вона набула завдяки освоєності плавки стосовно переробки різних видів дрібних рудних матеріалів, головним чином флотаційних концентратів, простоті організації процесу майже в будь-яких умовах металургійного виробництва. Основними причинами гострої необхідності заміни відбивної плавки сталі високі вимоги до запобігання забруднення навколишнього середовища викидами оксидів сірки. В умовах відбивної плавки, що характеризується утворенням величезних кількостей дуже бідних по SO2 газів, їх знешкодження вимагає великих капітальних витрат і обходиться дорого в експлуатації. У зв'язку з цим, а також у зв'язку з необхідністю активного використання теплотворної здатності сульфідів і ряду інших розглянутих вище чинників були розроблені і освоєні нові способи плавки мідного сировини. Головним чином це - автогенний процеси, що поєднують в собі випал, плавку і конвертування. У цих процесах велика частка сірки переходить у гази, що відходять з досить високим і постійним вмістом SO2.
    Нижче наведені порівняльні основні техніко-економічні показники застосовуються в даний час в мідної промисловості пірометалургійних процесів.
    Вже в началь?? ої стадії освоєння процесу плавки в рідкій ванні досягнута питома продуктивність, що перевищує більш ніж у 15 разів продуктивність відбивної печі при плавці сирої шихти, і в 6-8 разів продуктивність КВП та фінської технології. Можливо широке управління складом Штейна і одержання на багатих Штейна щодо бідних відвальних шлаків.
    Процес характеризується низьким пилеуносом і отриманням возгонов, багатих за вмістом цінних компонентів. Для здійснення процесу створена надійна і довговічна апаратура. Процес не вимагає складної підготовки сировини і придатний для переробки як кусковий руди, так і концентратів різного складу. За своїми показниками він перевершує усі відомі у світовій практиці процеси. Процес слід вважати в основному освоєним і заслуговує широкого і швидкого впровадження у вітчизняній мідної і нікелевої промисловості.
    Крім основного використання для плавки сульфідних концентратів на штейн, плавка в рідкій ванні придатна для більш широкого застосування. При впровадженні процесу в рідкій ванні необхідно враховувати його можливості, шляхи та напрямки розвитку, які будуть здійснюватися вже в недалекому майбутньому.
    До перспективних напрямків відносяться насамперед пряме одержання чорнової міді і глибоке збіднення шлаків, пряме отримання мідно-нікелевого Файнштейн, плавка колективних мідно-цинкових концентратів, комплексна переробка відвальних шлаків. Заслуговує на увагу також використання принципів плавки в рідкій ванні для переробки окислених нікелевих і залізних руд.

    Процес ПЖВ забезпечує кращу продуктивність серед всіх типів процесів, перевершуючи їх на десятки відсотків. Зміст міді в штейн складає близько 45-55%, що є середнім рівнем; в шлаку міді, фактично, мінімальна кількість, допустимий сьогоднішніми технологіями. Завдяки цьому процесу досягається впевнене розподіл 30% SiO2 в шлак. Процес може переробляти досить велику шихту, що знижує витрати на її подрібнення і обробку. Низька витрата палива також вносить свій внесок у те, що технологічний процес А. В. Ванюкова один з найкращих за своїм техніко-економічними показниками.

    Процес плавки в рідкій ванні (ПЖВ)

    Оригінальний процес автогенний плавки сульфідних мідних і мідно-цинкових концентратів, названий авторами даної книги «плавкою в рідкій ванні», почав розроблятися в Радянському Союзі в 1951 р Подальші розробка і впровадження до 1986 р. велися під спільним науковим керівництвом проф. А. В. Ванюкова.
    Перші випробування цього методу плавки були проведені в лабораторних та заводських умовах в 1954-1956 рр.. В даний час за методом плавки в рідкій ванні працюють промислові установки на мідному заводі Норильського ГМК і Балхашском гірничо-металургійного комбінаті.

    Схема печі для плавки в рідкій ванні:
    1 - шихта; 2 - дуття; 3 - штейн; 4 - шлак; 5 - гази; 6 - кладка печі; 7 - мідні литі кесоні; 8 - фурми; 9загрузочная воронка; 10 - аптейк; 11 - штейновий сифон; 12шлаковий сифон < br /> Процес ПЖВ запатентований в ряді зарубіжних країн. При розробці процесу плавки в рідкій ванні ставилося завдання створення максимально сприятливих умов для протікання всіх фізико-хімічних процесів. Запропоновано декілька варіантів технологічного і апаратурного оформлення процесу в залежності від складу вихідної сировини і кінцевих результатів його переробки. Розглянемо роботу плавильної печі для автогенний і полуавтогенной плавки сульфідних мідних концентратів з одержанням багатого Штейн. Для здійснення процесу плавки запропоновано використовувати частково кессонірованную піч шахтного типу. Оптимальна довжина промислових печей визначається потрібної одиничною потужністю агрегату, тобто його абсолютної добовою продуктивністю, і може змінюватися від 10 до 30 м і більше. Ширина печей при цьому з урахуванням можливостей дутьевих господарства і властивостей розплавів становить 2,5-3, висота шахти 6-6,5 м. Відмінною особливістю конструкції печі є високе розташування дутьевих фурм над подом (1,5-2 м).
    Вміст кисню в дуття для забезпечення автогенного режиму при плавці сухої шихти з вологістю менше 1-2% становить 40-45%, вологого (6-8% вологи) 55-65%. У печі можна плавити як дрібні матеріали, так і кускове шихту. Велику і вологу шихту завантажують безпосередньо на поверхню розплаву. При необхідності сухі дрібні і пилоподібні матеріали вдуватися через фурми. Таким чином, плавлення шихти і окислення сульфідів у процесі ПЖВ здійснюються безпосередньо в шарі розплаву.
    Шлак і штейн випускаються окремо з нижньої частини ванни з допомогою сифонів.
    Характерною особливістю плавки в рідкій ванні, що відрізняє її від усіх розглянутих раніше процесів, є те, що плавлення і окислення сульфідів здійснюються у ванні шлаку, а не Штейна, і шлак рухається в печі не в горизонтальному напрямі, як це має місце у всіх відомих процесах плавки, а у вертикальному - зверху вниз.
    Горизонтальній площині по осях фурм розплав в печі ділиться на дві зони: верхню надфурменную (барботіруемую) і нижню подфурменную, де розплав знаходиться у відносно спокійному стані.
    У надфурменной зоні здійснюються плавлення, розчинення тугоплавких складових шихти, окислення сульфідів та укрупнення дрібних сульфідних частинок. Великі краплі сульфідів швидко осідають в шарі шлаку, багаторазово промиваючи шлак за час його руху зверху вниз в подфурменной зоні. При безперервному здійсненні процесу встановлюється динамічна рівновага між кількістю що надходять із завантаженням дрібних сульфідних частинок, швидкістю їх укрупнення і відділення від шлаку. В результаті одночасного протікання цих процесів встановлюється постійне утримання сульфідів (крапель) в шлаку, що лежить на рівні 5-10% від маси розплаву. Таким чином, всі процеси в надфурменной області протікають в шлако-штейновой емульсії, в якій переважає шлак.
    Окислення сульфідів, як відомо, є дуже швидким процесом і звичайно не обмежує кінцеву продуктивність агрегатів. У виробничих процесах бажано не тільки не підвищувати, але навіть уповільнювати швидкість окислення сульфідів. Дійсно, великі швидкості окислення сульфідів, наприклад при продувці рідких сульфідів киснем, призводять до надмірного підвищення температури в області фурм.
    Окислення сульфідів в шлако-штейновой емульсії протікає менш інтенсивно, ніж у сульфідно розплаві, фокус горіння розтягується, що дозволяє уникнути локального підвищення температури в області фурм навіть при використанні чистого кисню. Це в свою чергу полегшує завдання створення надійної і довговічною апаратури. При цьому швидкість окислення залишається досить високою і підвищити коефіцієнт використання кисню на окислення сульфідів практично дорівнює 100% за будь-якого необхідне його кількості, що подається розплав. Таким чином, і при окисленні сульфідів в шлако-штейновой емульсії швидкість їх окислення не лімітує продуктивності агрегату. Можливість інтенсивного окислення сульфідів в шлако-штейновой емульсії без великого локального підвищення температури в області фурм є важливим достоїнством плавки в рідкій ванні.
    Окислення сульфідів в шлако-штейновой емульсії являє собою складний багатостадійний процес, що складається з окислення крапельок Штейна, окислення розчинених у шлаку сульфідів, окислення FeO шлаку до магнетиту і окислення сульфідів магнетиту. Таким чином, шлак також є передавачем кисню. За останніми даними, найбільше значення має стадія окислення сульфідів, розчинених в шлаку.
    Характерна особливість окислення сульфідів в шлако-штейновой емульсії полягає в тому, що воно не супроводжується утворенням первинних залізистих шлаків і випадінням дрібних сульфідних частинок. Оксиди, які утворюються на поверхні сульфідних крапель, негайно розчиняються в шлаку кінцевого складу.
    Відсутність умов для утворення значних кількостей дрібної сульфідної суспензії є важливим достоїнством плавки в рідкій ванні, що створює передумови для отримання бідних відвальних шлаків.
    Високий ступінь використання кисню забезпечує просте управління складом Штейна і співвідношенням кількостей що подається через фурм кисню і завантажуються за той же час концентратів. Склад Штейна можна регулювати в широкому діапазоні аж до отримання білого Матта або навіть чорнової міді. Нагадаємо, що втрати міді з шлаком починають різко зростати, коли її зміст у штейн перевищить 60%. Тому при плавці на штейн, якщо в технологічній схемі не передбачається спеціальне збіднення шлаку, збільшувати вміст міді в штейн понад 50-55% недоцільно. При отриманні білого Матта або чорнової міді в технологічну схему повинна обов'язково включатися операція збіднення шлаків.
    Розчинення тугоплавких складових шихти є одним з відносно повільних процесів. Енергійний барботаж ванни різко прискорює процес розчинення кварцу і компонентів порожньої породи, що дозволяє використовувати навіть порівняно великі флюси. Промислові випробування показали, що при крупності кварцу близько 50 мм швидкість його розчинення не впливає на продуктивність печі, принаймні, аж до питомої проплава, рівного 80 т/(м2 • добу). Висока швидкість розчинення тугоплавких складових є важливою особливістю плавки в рідкій ванні.
    Мінімальний вміст магнетиту в шлаках - обов'язкова умова досконалого плавильного процесу. Як вже говорилося, зі збільшенням вмісту магнетиту різко зростає вміст розчиненої міді в шлаках. Крім того, підвищення вмісту магнетиту (ступеня окислення системи) призводить до зниження міжфазної натягу на межі розділу Штейна і шлаку.

    Висновок

    У цій роботі був складений теплової і матеріальний баланс процесу плавки на штейн на прикладі плавки в рідкій ванні або процесі А. В. Ванюкова, який був вибраний з-за своїх техніко-економічних показників.
    Технологічний процес А. В. Ванюкова дозволив перевести в конверторний шлак 24% кварцу, 3% міді, 52% заліза, 17,32% кисню; в 45%-тий мідний штейн: майже 20% заліза, 25% сірки; в шлак після додати кварцового і вапнякового флюсів перейшло: 33% кварцу і 6% оксиду кальцію (згідно з необхідним показниками), а також 33.63% заліза і близько 0.6% міді.
    У роботі також був розрахований тепловий баланс процесу, що дозволило зробити наступні висновки: тепло на нагрівання конверторного шлаку склало 4638,9 ккал, на реакції окислення і шлакообразованія: 85720,01 ккал, на нагрів Штейна, шлаків і газів, що відходять з урахуванням необхідного палива в розмірі 0,694 кг вугілля (95% C, 5% інших): 10289.08 ккал, 30132,28 ккал і 20751,2 ккал відповідно. Випаровування вологи зажадало 4290,22 ккал, а втрати склали 14146,15 ккал.
    Відходять гази взяли остаточний вигляд: SO2 ~ 53,83%, CO2 ~ 7,35%, N2 ~ 12,74%. Необхідно відмітити те, що обсяг необхідного дутися на спалювання 0,694 кг палива склав 1,36 нм3.
    Таким чином, на прикладі цієї роботи, ми ще раз переконалися в тому, що процес плавки за технологією А. В. Ванюкова є одним з найкращих за своїм техніко-економічними показниками, і, я сподіваюся, що з розвитком науки і появою вільних грошових коштів у підприємств, а також НДІ, дозволить в майбутньому його вдосконалити.

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати ! DMCA.com Protection Status