содержание ..
76
77
78 ..
Металлургия цветных металлов
Металлургия цветных металлов
на тему:
Содержание
Введение
Показатель
ПЖВ
КФП
Финская
КИ ВЦЭТ
Норанда
Мицубиси
Отражательная плавка сырой шихты
Удельный проплав,
60—80
10—13
9—12
3—5
10—11
До 20
4—5
Содержание меди, %:
45—55
37—40
60
40—50
70-75
65
20—30
в шлаке (без обед
0,5—0,6
До 1,2
1—1,5
0,3—0,6
5
0,5
0,4—0,5
Содержание Si02 в
30—32
28—34
29—30
30—34
22
30—35
34—42
Влажность шихты, %
6—8
<1
<1
<1
10—13
<1
6—8
Максимальная круп
До 50
0,1
0,1
0,1
10
1
5
Пылевынос, %
1
9—12
7—10
—
5
3—5
1—2
Содержание Оа в
60—65
95
35—40
95
26—28
45
До 25
Содержание SOz в
20—40
70—75
18—20
35—50
6—7
35
1—2
Расход условного топ
До 2
До 2
До 5
10—12
9—10
3—5
18—22
1. Производство по влажному концентрату
т/час
80
2. Состав концентрата
%
Cu
17
Fe
28
S
36
SiO2
5
CaO
3
MgO
0
Al2O3
0
Zn
6
Pb
2
3. Влажность
5
4. Обогащение дутья
85
5. Содержание меди в штейне
45
6. Извлечение меди в штейн
97
7. Выход в штейн
Pb
20
Zn
35
8. Выход в газ
Pb
22
Zn
12
9. Состав кварцевого флюса
Si02
70
Влажн.
6
10. Состав шлака
Si02
33
Ca0
6
11. Подача конверторного шлака
Т/час
10
12. Температура конверторного шлака
C
1200
13. Температура продуктов
C
1250
14. Состав топлива
%
CH4
0
C
95
Влажн.
6
15. Тепло сгорания природного газа
Ккал/м3
0
Расчет основных сульфидных минералов
Таблица рационального состава концентрата
CuFeS2
CuS
Cu2S
FeS2
ZnS
PbS
CaCO3
MgCO3
SiO2
Al2O3
Проч.
Всего
Cu
14,45
0,13
2,41
-
-
-
-
-
-
-
-
17
Fe
12,71
-
-
15,29
-
-
-
-
-
-
-
28
S
14,56
0,07
0,61
17,52
2,94
0,31
-
-
-
-
-
36
Zn
-
-
-
-
6
-
-
-
-
-
-
6
Pb
-
-
-
-
-
2
-
-
-
-
-
2
SiO2
-
-
-
-
-
-
-
-
5
-
-
5
CaO
-
-
-
-
-
-
3
-
-
-
-
3
CO2
-
-
-
-
-
-
2,35
-
-
-
-
2,35
Проч.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,65
0,65
Всего
41,72
0,2
3,02
32,81
8,94
2,31
5,35
-
5
-
0,65
100
Расчет состава конверторного шлака
Исходные данные:
Cu – 3%
Fe – 52%
SiO2 – 24%
Fe3O4 – 30%
Компонент
Кг
%
SiO2
3,16
24
Cu
0,39
3
Fe
6,84
52
O
2,28
17,32
Прочие
0,48
3,68
Итого
13,16
100
Зададим извлечение
Cu
в штейн
Извлечение Cu из конвертерного шлака – 80%
Извлечение Cu в штейн из концентрата – 97%
Расчет состава и количества штейна
Cодержание Cu в штейне – 45%.
Cодержание S в штейне – 25%
Компонент
Кг
%
Cu
16,8
45
Fe
7,28
19,51
S
9,33
25
Pb
0,4
1,07
Zn
2,1
5,62
O
1,04
2,8
Прочие
0,37
1
Всего
37,33
100
Расчет самоплавкого шлака
При
Компонент
Кг
%
Норма, %
Si02
8,16
15,35
33
Fe
27,56
51,83
Pb
1,16
2,18
Zn
3,18
5,98
CaO
3
5,64
6
O
8,76
16,47
Cu
0,59
1,11
Прочие
0,76
1,43
Всего
53,17
100
Балансовое уравнение по кремнезему
Балансовое уравнение по кальцию
Дано:
Cостав флюса
1) SiO2-70% 2) СaO – 56%
Прочие – 30% Прочие – 0,08%
W=6 W=0
Компонент
Кг
%
SiO2
27,05
33
Fe
27,56
32,63
Pb
1,16
1,41
Zn
3,18
3,88
CaO
4.92
6
Cu
0,59
0,07
O
8,76
10,69
Прочие
8,85
10,80
Всего
81,96
100
W=6
Расчет необходимого количества дутья
FeS + 3/2O2 = FeO + SO2
1/2S2 + O2 = SO2
PbS + 3/2O2 = PbO + SO2
ZnS + 3/2O2 = ZnO + SO2
Компонент
Кг
Нм3
%
SO2
53,34
18,67
55,17
N2
5,27
4,22
12,47
H2O
6,98
8,69
25,68
CO2
3,85
1,96
5,79
Pb
0,44
0,05
0,15
Zn
0,72
0,25
0,74
Итого
70,6
33,84
100
Материал
Кол-во
Cu
Fe
S
SiO2
O2
CaO
N2
H2O
CO2
Pb
Zn
Загружено
1. К-т
105,26
17
28
36
5
3
5,26
2,35
2
6
2. Кварц
28,70
18.89
1.72
3. Изв-к
3.42
1.92
1.5
4. Кон.шл.
13.16
0,39
6,84
3,16
2,28
5. Воздух
5.30
1.24
4.06
6. Т.К.
34.16
32.96
1.20
Всего
190
17,39
34,84
36
27.05
36.48
4.92
5.26
6.98
3.85
2
6
Получено
1. Штейн
37,33
16,80
7.28
9.33
1.04
0,4
2,1
2. Шлак
81,96
0,59
27,56
27.05
8.76
4.92
1,16
3,18
3. Газы
70.6
26.67
26.67
5.26
6.98
3.85
0,44
0,72
Всего
190
17.39
34.84
36
27.05
36.48
4.92
5.26
6.98
3.85
2
6
Расчет тепла
Расчет прихода тепла
1.
2.
а) FeS + 3/2O2 = FeO + SO2 + 11025
б) 1/2S2 + O2 = SO2 +70900
в) ZnS + 3/2O2 = SO2 + ZnO +105560
г) PbS + 3/2O2 = SO2 + PbO +99760
д) 2FeO + SiO2 = (FeO)2 * SiO2 + 22200
е) CaO + SiO2 = CaO*SiO2 +21500
а)
б)
2CuFeS2 = Cu2S + 2FeS + 1/2S2
FeS2 = FeS +1/2S2
2CuS = Cu2S + 1/2S2
в)
г)
д)
е)
Расчет расхода тепла
На нагрев от 25 до 100 C
Эндотермические реакции
1) 4CuFeS2 - 2Cu2S + 4FeS + S2 - 78600
2) 2FeS2 - 2FeS + S2 - 64600
3) CuS - ½Cu2S + ¼ S2 - 10675
4) CaCO3 - CaO + CO2 - 42500
Потери тепла
Примем потери = 15% от 15607,47 ккал
Расчет необходимого количества дутья
На 1 кг угля.
С = 95 %
0,893
Проч = 5 %
0,047
W = 6%
0,06
Итого
1 кг
С + O2 = CO2 + 94052 ккал
Окончательный состав отходящих газов
Компонент
Кг
Нм3
%
SO2
53,34
18.67
53.83
CO2
5.01
2.55
7.35
N2
5.52
4.42
12.74
H2O
7.02
8.74
25.20
Pb
0.44
0.05
0.14
Zn
0.72
0.25
0.72
Всего
72.05
34.68
100
Баланс по теплу
Приход
Ккал
Расход
Ккал
Горение топлива
4857,33
Тепло шлака
30132,28
Тепло к.шлака
4638,9
Тепло штейна
10289,08
Тепло реакций окисления
79526,19
Тепло отходящих газов
20751,2
Реакции шлакообразования
6193,82
Испарение влаги
4290,22
Эндотерм. Реакции
15607.47
Потери
14146,15
Всего
95216.24*
Всего
95216.4*
*Погрешность вычислений = 0,000168%
Заключение
В данной курсовой работе был составлен тепловой и материальный баланс процесса плавки на штейне на примере плавки в жидкой ванне или процессе А.В.Ванюкова, который был выбран из-за своих технико-экономических показателей.
Технологический процесс А.В.Ванюкова позволил перевести в конверторный шлак 24% кварца, 3% меди, 52% железа, 17,32% кислорода; в 45%-тый медный штейн: почти 20% железа, 25% серы; в шлак после добавления кварцевого и известнякового флюсов перешло: 33% кварца и 6% оксида кальция (согласно требуемым показателям), а также 33.63% железа и около 0.6% меди.
В работе также был рассчитан тепловой баланс процесса, что позволило сделать следующие выводы: тепло на нагрев конверторного шлака составило 4638,9 ккал, на реакции окисления и шлакообразования: 85720,01 ккал, на нагрев штейна, шлака и отходящих газов с учетом требуемого топлива в размере 0,694 кг угля (95% C, 5% прочих) : 10289.08 ккал, 30132,28 ккал и 20751,2 ккал соответственно. Испарение влаги потребовало 4290,22 ккал, а потери составили 14146,15 ккал.
Отходящие газы приняли окончательный вид: SO2 ~ 53,83%, CO2 ~ 7,35%, N2 ~ 12,74%. Необходимо заметить то, что объем требуемого дуться на сжигание 0,694 кг топлива составил 1,36 нм3.
Таким образом, на примере данной работы, мы еще раз убедились в том, что процесс плавки по технологии А.В.Ванюкова является одним из лучших по своим технико-экономическим показателям, и, я надеюсь, что с развитием науки и появлением свободных денежных средств у предприятий, а также НИИ, позволит в будущем его усовершенствовать.