Реконструкция технологии обработки медных концентратов на Надеждинском металлургическом заводе (НМЗ)
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?рата, которая идёт на образование безвозвратно теряемой пыли; лишь оставшаяся его часть явится рудной шихтой, непосредственно участвующей в плавке.
Требуется найти, таким образом, количество концентрата за вычетом теряемой пыли. При этом приходится учитывать, что в составе пыли есть соединения, которых нет в концентрате (Cu2O, FeS, Fe3O4), поэтому простое вычитание количеств соединений пыли в данном случае невозможно. В связи с этим следовало бы провести полный расчёт реакций образования безвозвратно теряемой пыли из исходного концентрата - в материальном балансе в любом случае необходимо учитывать расход дутья и количество газов, соответствующее указанным реакциям.
Учёт теряемой пыли в концентрате, непосредственно поступающем на плавку, будем производить исходя из количества элементов в пыли (в данном случае меди и железа), а не их соединений. При этом безразлично, количество каких конкретно соединений будет уменьшено за счёт потерь с пылью состава концентрата.
Количество меди и железа в теряемой пыли:
Cu=; Fe=.
Полагая, что количество меди и железа в безвозвратных потерях почти наверняка меньше количества Cu2S и Fe2O3 в концентрате, вычтем Cuи Feиз масс металлов в этих соединениях.
Останется в концентрате (поступит непосредственно в плавку):
Cuпл = (Cu)k*0,01mk - Cu;в Cu2SтАжCu= [(Cu)k - ]0,01mk - Cu;2Sпл =1,2523Cu;пл = (Fe)k*0,01mk - Fe;в Fe2O3 тАж Fe= [(Fe)0,01mk - Fe;2O= 1,4297 Fe;= (SiO2)k *0,01mk -SiO.
Аналогично последнему выражению получим значения:
AlO= (Al2O3)k *0,01mk - Al2O;
П= (П)k *0,01mk -П.
При этом надо, однако, учесть, что CaO находится в концентрате в виде CaCO3, а в пыли - в виде CaO. Поэтому CaCO определяется по выражению:
CaCO= (CaCO3)k *0,01mk -1,7848CaO,
где 1,7848 - стехиометрический коэффициент пересчёта CaO в CaCO3.
Количество CuFeS2 и FeS2 остаётся в концентрате, непосредственно поступающем в плавку, без изменений, например: CuFeS= (CuFeS2 )k *0,01mk .
1.13.3 Состав и количество штейна, шлака и флюса
В составе штейна автогенной плавки медного концентрата целесообразно задавать содержание меди (Cu)шт. Исходными промежуточными данными будут при этом (Fe2O3)шт и (П)шт.
Самоплавкие шлаки взвешенной плавки почти всегда получаются сильно основными, с высоким содержанием железа, что определяется глубоким его окислением при плавке (получением богатых штейнов). Поэтому для взвешенной плавки требуется, прежде всего, применение кислого, кремнийсодержащего флюса. При этом iелью экономии, уменьшения массы шлака и улучшения теплового баланса, плавки окончательный шлак выбирают также основным, чаще всего с содержанием SiO2 до 35-37%. При таких шлаках вводить в качество флюса известняк обычно нецелесообразно, так как положительное влияние увеличения (CaO)шт на содержание меди в основном шлаке и его температуру плавления существенно не проявляется. В связи с этим при составлении модели взвешенной плавки можно в большинстве случаев сразу принять к использованию только один кислый флюс.
Выбор конкретного содержания кремнезёма в шлаке взвешенной плавки зависит от ряда условий: состава концентрата и флюса, содержания меди в штейне, способа последующей переработки шлаков iелью извлечения из них меди, аппаратурного оформления взвешенной плавки. Для обоснованного выбора (SiO2)шт с учётом этих условий целесообразно вначале оценить свойства самоплавкого шлака, получаемого при плавке без использования флюса. Поэтому при составлении модели технологии взвешенной плавки пойдем по пути предварительного определения состава самоплавкого шлака. На основании результатов анализа его состава выберем окончательный состав.
Поскольку для свойств самоплавкого шлака не имеют определяющего значения содержания таких компонентов, как цветные металлы, сера и прочие, в предварительном расчёте учитывать их не будем.
Количество штейна (предварительное):
m= =.
Количество в штейне:
Cu2S= 1,2523*Cuпл ; Fe3O4 = (Fe3O4)шт*0,01m;= m- Cu2S- Fe3O4 ;= 0,6353FeS+ 0,7236 Fe3O4 = 0,6353 m- 0,7956 Cuпл -
,6353(Fe3O4)шт*0,01m+ 0,7236(Fe3O4)шт*0,01m= 0,6353 m-
,7956Cuпл + 0,0883(Fe3O4)шт*0,01m= Cuпл {[0,6353+ 0,0883*0,01
(Fe3O4))/0,01(Cu)шт] - 0,7956}.
Обозначим предварительное количество самоплавкого шлака через промежуточное неизвестное u.
Количество в шлаке:
Fe= Feпл - Fe;
SiO2 = SiO; Al2O3 = Al2O; CaO= CaO; П= П.
В шлаках взвешенной плавки имеется высокое содержание магнетита (обычно 10-15%); ориентировочно примем это содержание Fe3O4 .
Fe в Fe3O4 тАж 0,7236(Fe3O4) *0,01u;в FeOтАж Fe- 0,7236(Fe3O4) *0,01u;= 1,2865[Fe- 0,7236(Fe3O4) *0,01u].
Для ориентировочного учёта суммы содержаний меди и серы в самоплавком шлаке (на практике она чаще всего не превышает 2-3 %) примем её (d) , %:
d = (d) *0,01u.
Масса самоплавкого шлака:
u = Fe+ Fe3O4 + SiO2 + Al2O3 + CaO+ П+ d .
После подстановок и преобразований получим:
u ={1,2865Feпл - Cuпл {[81,73+ 0,1136(Fe3O4)]/(Cu)- 1,0235}+ SiO2
+ Al2O3 + CaO+ П}/[1- 0,0691(Fe3O4) *0,01-(d) *0,01]. (8)
Зная количества компонентов в самоплавком шлаке mi и количество шлака m= u, находим содержание каждого компонента в шлаке (%), например,
(FeO)= FeO/u*100. (9)
Подставляя соответствующие числовые значения в полученные выражения, находим состав шлака по основным шлакообразующим, затем, оценивая свойства полученного самоплавкого шлака, выбираем окончательный состав шлака, который может быть получен в результате применения кислого флюса. При выборе принимаем следующие промежуточные данные: (SiO2)ш; (Cu)ш; (S)ш; (Fe3O4)ш. Учитываем, кроме того, что медь в шлаках взвешенной плавки частично содержится в оксидной форме: пр