Міністерство освіти Російської Федерації
Норільський індустріальний інститут
Кафедра металургії
Курсова робота
з дисципліни: «Металургія» на тему :
«зважені Плавки нікелевого концентрату У ПЕЧІ зважені плавки»
Виконав: Бельтюков С.Н.
Перевірив: Рогова Л.І.
Група: ЕКМ-99-У ВО Підпис: _______________< br>Шифр: 060800 Дата перевірки:
Дата виконання
Норильськ, 2000р.
ЗМІСТ
1. Вибір технології виробництва ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2
2. Опис основного агрегату ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 3
3. Фізико-хімічні основи процесу ... ... ... ... ... ... ... ... 5
4. Техніко-економічні показники ... ... ... ... ... ... ... ... .. 11
5. Металургійний розрахунок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
Бібліографічний список
1. ВИБІР ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА
Плавка в підвішеному стані на підігрітому дуття була здійснена впромисловому масштабі фінської фірми «Оутокумпу» на заводі «Харьявалта». Упочатковому варіанті для плавки застосовували повітряний дуття, підігріте до
400-500 ° С. Починаючи з кінця 60-х років, цей процес за ліцензією фірми
«Оутокумпу» стали широко застосовувати на металургійних заводах багатьохкраїн. В даний час він впроваджений більш ніж на 30 підприємствах дляпереробки мідних, нікелевих і піритних концентратів, в т.ч. на
Надеждинський металургійному заводі. Фінську плавку на сьогодні можнавважати найбільш поширеним в промисловості і найбільш технологічно іапаратурно відпрацьованим автогенний процесом плавки сульфіднихконцентратів.
Особливостями зваженої плавки є:
- висока продуктивність (питома проплав 10-15 т/м2 на добу);
- низька витрата палива - процес плавки сульфідного концентратупротікає в режимі, близькому до автогеном;
- можливість повного автоматичного управління процесом плавки здопомогою системи "Проскон-103'';
- можливість отримання Штейна необхідного складу;
- утилізація сірки з висококонцентрованих сірчаних газів.
Конструкція ПВП і комплекс інших технічних рішень забезпечуютьотримання пара енергетичних параметрів і високий ступінь утилізації сіркиз газів, що відходять, що різко знижує викид двоокису сірки в навколишнєсереду і значно покращують умови праці обслуговуючого персоналу.
У плавильному цеху НМЗ є дві печі зваженої плавки однаковоюконструкції для плавки мідного і нікелевих концентратів.
Переділ зваженої плавки - структурний підрозділ плавильного цеху
HMЗ.
2. ОПИС основні агрегати
Конструкція печі для плавки в підвішеному стані на підігрітомудуття досить складна - вона поєднує в собі дві вертикальні шахти
(реакційну і газохід-аптейк) і горизонтальну камеру-відстійник.
тонкоподрібнений шихта, попередньо висушена до змістувологи менше 0,2%, подається по системі стрічкових конвеєрів іпневмотранспорту в бункер шихти. З бункера шихта двома скребковимтранспортерами "Редлер" подається через звід реакційної камери за допомогоючотирьох спеціальних пальників. Основне призначення пальника - приготування тапідготовка шіхтововоздушной суміші для прискорення процесу горіння сульфідів.
Перемішування шихти з дуттям досягається розбивання струменя шихти про конус -розсікач і подачею дуття через повітряний патрубок і розподільнуграти.
Схема пальники печі заводу
1 - дуття; 2 - шихтові воронка; 3 - завантажувальнийпатрубок;
4 - повітряний патрубок; 5 - конус-розсікач;
6 - розподільча решітка; 7 - дифузор
Вся піч зваженої плавки виконана у вигляді кладки з магнезитовоїцегли. Футеровка реакційної шахти і аптейка укладена в металевікожухи з листової сталі. У кладку всіх елементів печі закладена великакількість водоохолоджуваних
Піч для плавки в підвішеному стані
1 - пальник; 2 - реакційна камера; 3 - отстойная ванна; 4 - аптейк;
5 - котел-утилізатор; 6 - паровий повітропідігрівників;
7 - паливний повітропідігрівників
елементів, що дозволяє значно подовжити термін служби агрегату. Аптейкбезпосередньо сочленен з котлом-утилізатором тунельного типу. У бічнійстіні відстойної камери встановлені два мідні водоохолоджувальні плити зотворами для випуску шлаку, а в передній торцевої стіни - чавунні шпуридля випуску Штейн.
Габарити печі визначені на підставі технологічних розрахунківвироблених за допомогою ЕОМ, виходячи з проектної продуктивності печі іінших вихідних параметрів для проектування.
У реакційної шахті, для окислення компонентів концентрату,використовується повітря збагачений киснем і підігрітий до 200 ° С. Згіднотеплового балансу - ступінь збагачення дуття киснем на ПВП нікелюскладає 26% при середньому складі шихти, що дозволяє реакційної шахтіпрацювати автогеном, без застосування додаткового палива Обладнаннярозраховане на максимальне збагачення киснем до 40%, якщо з яких-небудьпричин:
1. Теплоспоживання шихти збільшиться
2. Збільшаться теплові втрати печі;
3. Підігрів повітря зменшиться.
Якщо збагачення дуття киснем до 40% через перерахованих вищефакторів виявиться недостатнім, то для заповнення нестачі тепла вреакційної шахті, що використовують природний газ.
Розплавлений частинки падають на поверхню ванни відстійника. Увідстойної зоні печі відбувається розшарування сульфідно-силікатного розплаву нашлак і штейн. Для підтримки заданої температури шлаку і Штейна ввідстойної зоні змонтовано 18 пальників природного газу. При виході зреакційної шахти напрямок руху газів змінюється на 90 ° - газовийпотік проходить горизонтально над ванною в відстойної зоні печі. Потімнапрям руху газу знову змінюється на 90 ° - газ піднімається повертикальному аптейку печі вгору. У аптейк інжектується вугільний пил, деі відбувається відновлення сірчистого газу до елементарної сірки. Завдякитакої конструкції печі відбувається досить повне відділення сульфідно -силікатних частинок, що знаходяться в підвішеному стані, від газового потоку.
пиловиносу з печі зваженої плавки становить 12-15% від вагизавантажується шихти.
Після аптейка гази надходять в котел-утилізатор, де охолоджуються з
1350 ° С до 550 ° С, а потім після очищення в електрофільтрах від пилу, надходятьв сірчаний цех для уловлювання з газів елементарної сірки.
Піч зваженої плавки є головним агрегатом в ланцюга переробкисеросульфідних концентратів. Агрегат володіє високою інтенсивністюплавлення. У зв'язку з цим піч має складну і різноманітну системуохолодження.
Агрегат повинен володіти високою герметичністю. Порушеннягерметичності веде до ефекту, що порушує тепловий баланс печі,разубожівает відходять гази і збільшує їх обсяги, збільшує витратавідновлювача. Перераховані вище причини негативно позначаються неподальшої обробки газів в сірчаному цеху,
Всі три частини печі зваженої плавки повинні мати високугерметичність, вимагають жорсткого підтримки заданих параметрів, щозабезпечується роботою печі в автоматичному режимі за допомогою ЕОМ.
3. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ ПРОЦЕСУ
Процес плавки сульфідних концентратів з утилізацією сірки з відходятьгазів дуже складний, тому на продуктивність печі, повноту протіканняокисних і відновних реакцій впливають багато факторів, основнимиз них є;
- розміри часток і час перебування частинок в газовому потоці;
- час нагрівання частинок;
- швидкість, напрямок і послідовність окислювальних реакцій,вплив температури на кінцеве хімічна рівновага;
- Мінералогічний склад концентратів;
- Вид відновлювача сірчистого ангідриду і вплив температури на кінцеверівноважний стан відновних реакцій.
Розміри частинок і величина питомої поверхні компонентів шихтових матеріалів
Зазвичай руди подрібнюють перед флотацією в межах нижнього класурозміром від 60% класу - 0,0605 мм до 90% класу -0,088 мм. Середньоївеличиною зерна флотаційних концентратів можна вважати від 0,07 мм до
0,03 мм.
Процеси нагрівання сульфідних частинок, дисоціації вищих сульфідів івзаємодії сульфідів з киснем для печей атмосфери в ході зваженоїплавки є типовими гетерогенними процесами, швидкість яких приінших, рівних умовах лінійно залежить від величини поверхні розділу накордоні тверде - газ.
Зробивши нескладний розрахунок, можна переконатися що 1 кг матеріалу зпитомою вагою 4 г/см3 при середньому діаметрі зерна 0,04 мм, що відповідаєрозміром зерен флотаційних концентратів., має питому поверхню 59,5м2/кг, Будучи узятим у вигляді компактного кулі, той же I кг матеріалу маєповерхню всього 0,019 м2. Таким чином, подрібнення матеріалу тягнеза собою різке збільшення його питомої поверхні, Проте, зайвепереізмельченіе шихтових матеріалів небажано, тому що в цьому випадкузростає пилеунос,
Рух частинок в газовому потоці.
Дуже важливим параметром процесу плавки в підвішеному станіє час перебування шихтових частинок в потоці від моменту надходження допростір реакційної шахти до зіткненні з поверхнею розплаву ввідстойної зоні печі.
Оскільки і гази, і частки шихти рухаються в одному напрямку зверху вниз,очевидно, що час перебування шихтових часток у польоті визначиться сумоюшвидкостей вільного падіння частки і руху газового потік. В умовахплавки сульфідних флотаційних концентратів швидкість власного падіннянайбільших зерен концентрату не перевищує I м/сек. Сульфідні частинки,вдувається в реакційну шахту, трохи випереджають газовий потік ічас, необхідний для проходження частинок концентрату по всій висотіплавильної шахти, дорівнює 0,8 - 0.9 часу проходження газом цього ж шляху,
І якщо газ проходить шахту печі за 2,8 сек., То частинки флотаційногоконцентрату будуть перебувати в підвішеному стані приблизно 2,20 - 2,50сек.
Нагрівання пилових частинок і теплопередача
У початковій стадії завантаження шихти в реакційну шахту, шихта підігріваєтьсяза рахунок тепла, одержуваного нею при конвективної теплообміні з підігрітим до
200 С технологічним повітрям. Сприйманий часткою тепловий потікописується рівнянням.
Q = (x S x ((T1-T2)
(- коеф-т передачі тепла конвекцією, ккал/м2/час
S - сприймає тепловий потік поверхня, м2
(- час, час
Тепла цього явно недостатньо для запалення сульфідного матеріалу, тому щонавіть сірка в залежності від вмісту кисню в газовій фазізапалюється в інтервалі температур від 260 до 360 ° C. Сульфідні жчастки в залежності від розміру зерен спалахують при температурах від
280 до 740 С.
Опускаючись нижче, розпорошена шихта потрапляє в зону високих температур, девона за рахунок випромінювання від смолоскипа або футеровки реакційної шахти нагріваєтьсядо температур займання сульфідів.
Кількість переданого тепла за рахунок радіаційного нагрівуописується рівнянням Стефана-Больцмана:
Q = S x K x (x (T1/100) 4 - (T2/100) 4
Тепло, отримане поверхнею частинки, передається до її центру,
Передачі тепла в глиб частки, навіть якщо вона і дуже мала, здійснюєтьсяза рахунок теплопровідності і для випадку кулястої частки підпорядковуєтьсярівняння:
qx = Q/(4Пх2 х t) = ((Тп-Тх)/r2 (1/x-1/r)
З рівняння випливає, що питома теплової потік до центру частинкиобернено пропорційний квадрату радіусу її. Це означає, що при малихрозмірах часток, які мають зерна флотаційних концентратів, нагрівматеріалу буде проходити в частки секунди.
Реакції окислення сульфідів протікають із значним виділеннямтепла. Так як для окислення сульфіду необхідний підведення кисню в зонуреакції, тo стає зрозумілим, що ці процеси можуть протікати тільки наповерхні зерен. З цього випливає, що на певному відрізку часу,починаючи з моменту займання, від поверхні сульфідної частинкивиникає додатковий тепловий потік в глиб сульфідного зерна.
При запаленні сульфідної частки температура її поверхністрибкоподібно зростає досягаючи в малі частки секунди 1500-1700 ° С.
Процес окислення сульфідів набуває найвищу швидкість, тому що в цеймомент поверхню зерен максимальна, вміст кисню в газах щевисоке і окісна плівка на поверхні сульфідного зерна тільки щозароджується. Середня температура факела в цій зоні різко підвищується до
1400 ° С і більше за рахунок тепла, що виділяється при інтенсивному окисленні всіймаси сульфідних зерен. У зоні максимальних температур виділяється основначастина тепла екзотермічні реакцій плавки, тому що саме тут протікають змаксимальними швидкостями більшість реакцій.
В останній зоні, що називається зоною усереднення температур, швидкості всіхокислювальних процесів швидко падають, тому що, по-перше, падаєвміст кисню в газовому потоці і, по-друге, на поверхніокисляються сульфідних зерен наростає плівка продуктів реакції,гальмуюча дифузію кисню в глиб зерна. Якщо на поверхні частинкиутворюється щільна кірка твердого оксиду, позбавлена тріщин і іншихдефектів, то дифузія кисню через неї буде надзвичайно ускладнена іпроцес окислення може припинитися, не дійшовши до кінця. Пухкі,тріщинуваті плівки гальмують процес у меншій мірі, так само, як ірідкі окисних плівки, швидкість дифузії через які приблизно на трипорядок вище, ніж через тверду плівку. В цілому процес окислення вреакційної шахті печі лімітується дифузією кисню через плівкипродуктів реакції і зворотного дифузією-сірчистого ангідриду в ядрогазового потоку.
У гирлі реакційної шахти окислювальні реакції повністюзакінчуються. Про це свідчать результати аналізу газу навміст вільного кисню: парціальний тиск кисню на виходіз реакційної шахти знижується до 10 мм рт.ст.
Дисоціація сульфідів при плавці в підвішеному стані
У складі концентратів присутні вищі сульфіди, якідисоціюють при нагріванні на нижчі сульфіди і сірку. Нижче наведенореакції дисоціації.
FeS2 (FeS + S
Fe11S12 (11FeS + S
Fe7S8 (7FeS + S
3NiFeS2 (3FeS + Ni3S2 1/2S2
2CuFeS2 (Cu2S 2 FeS + S
2CuS (Cu2S + S
3NiS (Ni3S2 + S
2CuFe2S3 (Cu2S 4 FeS + S
2Cu5FeS4 (5Cu5S 2 FeS + S
В інтервалі температур від 550 С до 650 С першого дисоціюють пірит,тиск дисоціації якого при 631 ° С до 0,1 атм. Найбільш стійкийборна, дисоціюють в температур 8400-850 ° С. Всі реакції відбуваються зпоглинанням тепла. Відщеплюються сірка запалюється, залежно відвмісту кисню в дуття, що в інтервалі температур 280 С-560 С.
Кінцевими продуктами дисоціації вищих сульфідів у всіх випадкахє нижчі сульфіди які в подальшому частково окислюються, утворюючиоксиди відповідних металів переходять у шлак.
1/2S2 + O2 = SO2 (без каталізатора)
1/2S2 3/2O2 = SO3 (з каталізатором) < p> Ni3S2 7/2O2 = 3NiO +2 SO2 (
Cu2S 1,5 O2 = Cu2O + SO2 (
FeS 1,5 O2 = FeO + SO2 (
3FeS +5 O2 = Fe3O4 +3 SO2 (
Неокіслівшіеся нижчі сульфіди переходять в штейн. Окислення сульфідівсупроводжується утворенням великих кількостей магнетиту, особливо вповерхневих шарах часток. Переокісленіе заліза до магнетиту залежить такожвід ступеня десульфуризації при плавці. Із зростанням ступенядесульфуризації і отриманням більш багатих штейн все більша частина залізапереводиться у форму магнетиту.
До числа найважливіших елементарних стадій, що протікають в відстойної камері печі,відносяться:
1) сульфідування що утворилися в факелі оксидів цінних металів;
2) розчинення тугоплавких складових (CaO, Si02, AI2О3, і MgO та ін) впервинних залізистих шлаках та формування шлаку кінцевого складу;
3) відновлення магнетиту сульфідами;
4) формування Штейна кінцевого складу і укрупнення дрібних сульфіднихчасток;
5) поділ Штейна і шлаку.
9NiO 7 FeS = 3Ni3S2 7 FeO + SO2 (
Cu2O + FeS = Cu2S + FeO
Освіта фаяліта
2FeO + SiO2 = (FeO) 2SiO2
Розкладання магнетиту
3Fe3O4 + FeS 5 SiO2 = 5 (FeO) 2xSiO2 + SO2 (
плавкість сульфідів
У порівнянні з оксидами сульфіди є більш легкоплавкимисполуками. Температури плавлення основних сульфідів, що входять до складумідних і нікелевих штейн:
Сульфід заліза 1171 С
Халькозін - 1135 С
Сульфід кобальту - 1140 С
Хізлевудіт - 788 С
евтектичних сплави, утворені двома різними сульфідами, а такж евтектики між сульфідом і його металом більш легкоплавкі, ніжокремі компоненти.
Штейн при плавці сульфідних компонентів завжди єбагатокомпонентними системами. Суміші штейн не завжди відповідають складамевтектики, але тим не менше, температури плавлення штейн все ж таки нижче, ніжтемператури плавлення що входять до них сульфідів. Зазвичай при тем?? ературе 850 -
900 ° С штейн знаходяться в рідких стані,
Термодинаміка окислювальних реакцій при плавці в підвішеному стані
У загальному вигляді основну реакцію, що протікає в реакційній шахті печі, можнапредставити таким рівнянням:
MeS +1,5 О2 = MeO + SO2 + Q
Ця реакція екзотермічна та її тепловий ефект у багатьох випадках, приумови нагріву матеріалу до температури займання, забезпечуємимовільний хід процес без витрат тепла ззовні.
Про інтенсивність протікання тієї чи іншої реакції прийнято судити за величиноювиміру ізобарно-ізотермічного потенціалу системи, яка виражаєенергетичні перетворення в ході хімічного процесу. При всіхмимовільних процесах величина (Z має негативний знак, щоговорить про вивільнення енергії і віддачі її системою на бік, В цьомувипадку ми спостерігаємо виділення тепла в ході реакції. Чим більше числовезначення (Z при негативному знак, тим енергійніше і глибше протікаєреакція. Таким чином, порівнюючи між собою величини (Z окремих реакцій,можна визначити переважно протікання однієї реакції в порівнянні проінший. При позитивному значенні реакція не може протікатимимовільно, оскільки для її здійснення необхідні енергетичнінадходження ззовні,
Величина зміни ізобарно-ізотермічного потенціалу
(Z дозволяє визначити величину константи рівноваги реакції,яка характеризує кінцевий стан системи, коли в ній завершивсямимовільний процес і встановилася рівновага між вихідними ікінцевими складовими реакції. Цей зв'язок виражається рівнянням:
Lq Kкр =- (Z/RT
За величиною константи рівноваги можна судити про направлення і глибиніпротікання процесу.
Відновлення технологічних газів вугільним пилом.
Технологічні гази плавки в підвішеному стані до відновленнямають наступний склад:
SO2 - 12,6; H2O-8,5; СО2-5,5, O2-0,7; N2-72%; t = 1450 °
Процес відновлення сірчистих газів здійснюється в аптейке печізваженої плавки. Як відновного реагенту використовуютьподрібнений вугілля з мінімальним вмістом летких компонентів і золи.
Так як летючі компоненти представлені вуглеводами, то їх участь упроцесі відновлення технологічних газів, що ведуть до утворенняпідвищених кількостей H2S, CS2 і COS, небажані. Підвищений вмістзоли у вугіллі приводить до збільшення кількості пилу і шлаку, а,отже, знижує вилучення кольорових металів і збільшуєенерговитрати. До того ж зола вугілля є основною причиною утвореннянастилей в аптейке.
За розрахунковими даними пиловиносу печі зваженої плавки становить 12-15% відкількості завантажується шихти, де на частку золи припадає значначастину. Тому що весь пил вловлюється і повертається в процес, тозбільшення зольності вугілля веде до пропорційного збільшення зворотномупилу.
Зола різних вугілля володіє різною температурою плавлення. Притемпературі 1350 ° С зола знаходиться в полурасплавленном стані, і привихід з аптейка на границі радіаційної частини котла-утилізатора призіткненні зі стінками, буде налипає на поверхню футеровки (горловини)і утворювати настилу. При видаленні настилей той чи інший спосіб, будьто обдув парою високого тиску або повітрям, також не виключенаможливість застосування буропідривних робіт, а це пов'язано про відкриваннямоглядових люків, отворів, що в свою чергу може призвести дорозладу процесу і вимушеним зупинок печі.
Вуглець і летючі компоненти вугільного пилу взаємодіють зсірчистим ангідридом, відновлюючи його до елементарної сірки.
Відновлення протікає в загальній формі за рівнянням:
SO2 + C = 1/2S2 + CO2
SO2 +2 Н2 = 1/2S2 +2 H2O
При цьому мають місце побічні реакції, що значно знижує вилучення сірки.
При взаємодії сірчаного ангідриду з пилеуглем в інтервалі температур
1300-700 ° С частка утворюються компонентів H2S, CO, COS досить висока.
Ступінь відновлення сірчистого ангідриду в елементарну сірку зазвичай неперевищує 20-25%, тому що основна маса вугілля витрачається на освітупобічних продуктів.
Коли в газовій фазі присутні водневі з'єднання, у тому числіі вода., кількість небажаних реакцій збільшується, що призводить дозниження вмісту елементарної сірки в газовій фазі.
У результаті відновлення виходить багатокомпонентний газ, і, зпрактичної точки зору, особливу важливість у цьому складі представляєсірчистий ангідрид і елементарна сірка. Відновлений газ із аптейка ПВПз температурою 1330 ° С надходить в котел-утилізатор. У котлі-утилізатори газохолоджується до температури 350 ° С. При цій температурі СВ і COS майжевідсутні, а зміст елементарної сірки майже досягає максимуму.
При охолодженні газу в котлі-утилізатори протікають основні реакції:
CO 1/2 S2 = COS
COS + H2O = CO2 + H2S
H2 1/2S2 = H2S
З представлених реакцій перша реакція протікає швидко, а наступнареакція дуже повільно і для повного протікання реакції необхідний каталіз.
При температурі 1330 ° С в аптейке ПВП настає термодинамічноїрівновага між компонентами згаданими вище.
Крім відновлення газу в аптейке ПВП відбувається відновлення оксидівпилу.
У загальному вигляді реакцію відновлення компонентів пилу можна представитирівнянням:
4МеО + 3S2 (4МеS + 2 SO2
Цей процес йде з поглинанням тепла, що знижує температуру відхіднихгазів,
Відновлена зворотний пил містить в собі наступні з'єднання: NiS,
CuS, FeS, CoS, ZnS, PbS, As2S2, Cu2Se, SiO2, Аl2O3, CaO, MqO, інші івільний вуглець.
При порівнянні компонентів окисленої і відновленої пилу видно,що в процесі відновлення відбувається поглинання сірки і виділеннявільного кисню для зв'язування якого потрібна додатковавитрата вуглецю. Отже, можна зробити висновок, що зниженняпиловиносу в процесі плавки вигідно як з економічної точки зору звитраті вугілля, так і з точки зору зниження безповоротних втрат кольоровихметалів.
4. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ПРОЦЕСУ
| Показник | Значення |
| Продуктивність печі, т/добу | 445,44 |
| Питома проплав, т/(м2 х добу) | 10-15 |
| Вміст О2 в дуття,% | 26 |
| Температура дуття, С | 25-40 |
| Зміст Ni,%: | |
| У штейн | 34,9 |
| У шлаку | 1,4 |
| Пилеунос,% | 10-15 |
5. Металургійний розрахунок.
Вихідні дані для розрахунку: вміст Ni в концентраті - 8%; Cодержание Сu вконцентраті - 4%;
Розрахунок проводимо на 100 кг концентрату.
Хімічний склад концентрату:
Cu - 4%; Ni - 8%; Fe - 46%; S - 30%; SiO2 - 3,5%; CaO - 2,3%; MgO -
2%; Al2O3 - 1,38%; інші - 2,82%.
За мінералогічному складу орієнтовно 60% міді знаходиться у Кубані,
40% в Халькопірит, нікель перебуває в пентландіте
Склад концентрату.
Таблиця № 1
| Ni | 6,9 | 33,48 |
| Cu | 3,41 | 16,55 |
| S | 4,88 | 23,7 |
| O2 | 0,41 | 2 |
| Fe | 5,01 | 24,3 |
| Разом | 20,61 | 100 |
перейде в шлак заліза: 43-5,01 = 37,99 кг
Флюси:
Для отримання кондиційних відвальних шлаків і у зв'язку з високимвмістом Fe у вихідній сировині в шихту вводяться флюсами присадки.
Основним флюсом компонентом у шихті служить пісковик.
Приймемо наступний склад пісковика:
SiO2 - 80%, MgO - 1,5%, Al2O3 - 8,7% < p> CaO - 1,3%, FeO - 2,5%,
Розрахунок ведемо на отримання шлаку, що містить 30% SiO2.
Приймемо, що Х - загальна маса шлаку, кг; У - маса завантаження пісковика,кг. Складові пісковика переходять в шлак цілком. Тоді загальна масашлаку буде, кг:
Х = У 37,99 х71, 85/55, 85 +5,88 +6,65 = У 61,4
37,99 х71, 85/55, 85 - кількість FeO, що утворилася з заліза концентрату,перейшло в шлак.
6,65 - кількість SiO2 в концентраті
5,88 - кількість CaO, MgO, Al2O3
Друге рівняння отримуємо з балансу:
0,30 Х = 6,65 +0,8 У
Вирішуючи систему рівнянь отримуємо:
У = 23,54 (піщаник) Х = 84,94 (шлак)
Результат перевіряємо підрахунком кількості та складу шлаку:
| FeO | 48,87 +23,54 х0, 025 = 49,46 | 58,23 |
| SiO2 | 6,65 +23,54 х0, 8 = 25,48 | 30,00 |
| Al2O3 | 1,52 +23,54 *, 087 = 3,57 | 4,19 |
| CaO | 2,35 +23,54 х0, 013 = 2,66 | 3,12 |
| MgO | 2,02 +23,54 х0, 015 = 2,37 | 2,79 |
| Інші | 1,42 | 1,67 |
| Разом | 84,94 | 100 |
Для розрахунку складу і кількості газів, що відходять приймемо, що веськисень, необхідний для здійснення реакцій, що надходить з підігрітимдуттям. При цьому необхідно враховувати, що на практиці єнеорганізовані підсосі холодного повітря, кількість якого можеколиватися від 2% до 6%.
Вологість шихти 0,2%, отже в піч надійде її
(100 +23,54) х0, 002 = 0,25 кг
З урахуванням вмісту сірки в Штейна і шлаку її перейде в гази:
28,28 - 4,88 - 0,67 = 22,73 кг
32S -64 SO2
22,73 S - X SO2, що становить 45,46 кг SO2
На окислення заліза, що переходить у шлак, витрата кисню складе
48,87-37,99 = 10,88 кг
Загальна потреба кисню на плавку 100 кг концентрату буде, кг:
- На окислення сірки - 22,73 < p> - На окислювання заліза - 10,88
- Перейшов в штейн - 0,41
Разом: 34,02 кг
Разом з киснем в піч надійде азоту
34,02/0,23 х 0,77 = 113,8 кг
З практики роботи відомо, що з шлаком втрачається: Cu - 2%, Ni - 4 , 5%
Cu = 3,75 x 0,02 = 0,075
Ni = 7,58 x 0,045 = 0,34
S в шлак = 28,28 - (4,88 +22,73) = 0,67
У технічні гази відходить:
Cu: 3,75 - (3,41 +0,08) = 0,26
Ni: 7,58 - (6,9 +0,34) = 0,34
| Статті | Всього | У тому числі |
| балансу | | |
| | Cu | Ni | Fe | S | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | O2 | N2 | H2O | інші | |
Відправлено: | | | | | | | | | | | | | | | шихти | 100,22 | 3,75
| 7,58 | 43,00 | 28,28 | 6,65 | 2,35 | 2,02 | 1,52 | - | - | 0,20 | 4,87 | | Піщаника
| 21,59 | | | | | 18,83 | 0,31 | 0,35 | 2,05 | - | - | 0,05 | | | Повітря
| 147,82 | | | | | | | | | 34,02 | 113,80 | | | | Всього: | 269,63
| 3,75 | 7,58 | 43,00 | 28,28 | 25,48 | 2,66 | 2,37 | 3,57 | 34,02 | 113,80 | 0,25 < br>| 4,87 | | | | | | | | | | | | | | | | | Отримано: | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
| Штейна | 20,61 | 3,41 | 6,90 | 5,01 | 4,88 | - | - | - | - | 0,41 | |
| - | | шлаків | 88 , 91 | 0,08 | 0,34 | 37,99 | 0,67 | 25,48 | 2,66 | 2,37 | 3,57
| 10,88 | | | 4,87 | | Технічні гази | 160,11 | 0,26 | 0,34 | | 22,73 | |
| | | 22,73 | 113,80 | 0,25 | | | Всього: | 269,63 | 3,75 | 7,58 | 43,00 | 28,28
| 25,48 | 2,66 | 2,37 | 3,57 | 34,02 | 113 , 80 | 0,25 | 4,87 | | Матеріальний баланс плавки концентрату в печі
зваженої Плавки нікелевої лінії
Бібліографічний список.
1. І. А. Стрігін та ін «Основи металургії», т.1 Загальні питання
Металургії, Москва, Металургія, 1975р.
2. І. А. Стрігін та ін «Основи металургії», т.2 Важкі метали, Москва,
Металургія, 1975р.
3. І. А. Стрігін та ін «Основи металургії», т.7 Технологічне обладнання підприємств кольорової металургії, Москва, Металургія,
1975р.
4. Н. В. Гудима "Технологічні розрахунки в металургії важких кольорових металів», Москва, Металургія, 1977р.
5. Ф. М. Лоскутов, А. А. Цейдлер «Розрахунки за металургії важких кольорових металів», Москва, Металлургіздат, 1963р.
6. Технологічна інструкція № 0401-3.1.109-34-80
7. А.В. Ванюков, Н.І. Уткін «Комплексна переробка мідного і нікелевого сировини», Челябінськ, Металургія, 1988р.
