Реконструкция технологии обработки медных концентратов на Надеждинском металлургическом заводе (НМЗ)
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?нимаем, что она содержится целиком в форме Cu2O. Обозначим величину отношения содержания меди в форме Cu2O к общему содержанию меди в шлаке буквой р.
(Cu в Cu2O)ш / (Cu)ш = p.
Перед определением окончательных количественных составов штейна и шлака рассчитываем вещественный состав флюса.
В качестве флюса задан песчаник с содержанием следующих компонентов: (SiO2)Ф; (Fe2O3)Ф; (Al2O3)Ф; (CaO)ф. Минералогический состав флюса задан несколько упрощённо такими соединениями: кварцем, каолином, лимонитом и моносиликатом кальция.
В песчанике содержится:
каолинита (Al2O3* 2SiO2*2H2O) Ф = 2,5320(Al2O3)Ф, в том числе
SiO2тАж1,1785(Al2O3)Ф;2OтАж0,3535(Al2O3)Ф;
моносиликата кальция (CaO* SiO2) Ф = 2,0713(CaO)ф, в том числе
SiO2тАж1,0713(CaO)Ф;
кварца (SiO2)= (SiO2)Ф - 1,1785(Al2O3)Ф - 1,0713(CaO)ф;
лимонита (Fe2O3*2H2O) Ф = 1,2257(Fe2O3)Ф, в том числе
FeтАж0,6994(Fe2O3)Ф;тАж 0,3006(Fe2O3)Ф;2OтАж0,2257(Fe2O3)Ф;
прочие по разности 100 - .
Вещественный состав флюса представлен ниже в таблице 1.4.
Таблица 1.4
Вещественный состав флюса, % (по массе)
СоединенияВсегоSiO2, FeAl2O3, CaO, OH2O, прочиеSiO2(SiO2)Ф - 1,1785(Al2O3)Ф- - 1,0713(CaO)ф( SiO2)Ф -1,1785(Al2O3)Ф- -1,0713(CaO)ф--Al2O3* 2SiO2*2H2O2,5320(Al2O3)Ф1,1785(Al2O3)Ф(Al2O3)Ф0,3535(Al2O3)ФCaO* SiO22,0713(СаО)Ф1,0713(СаО)Ф(СаО)Ф-Fe2O3*2H2O1,2257(Fe2O3) Ф0,6994(Fe2O3) Ф0,3006(Fe2O3) Ф(Fe2O3) ФП100 - --100 - Итого100(SiO2)Ф +0,6994* (Fe2O3) Ф--
Затем производим полный расчёт количественных составов штейна и шлака и количество флюса.
Обозначим массы штейна х, шлака y, флюса z. Величина флюса z в данном случае будет представлять количество флюса, непосредственно участвующего в плавке (в образовании штейна и шлака). Поскольку мы рассчитываем безвозвратные потери как долю от всех компонентов оборотной пыли, то необходимо учесть, наряду с потерями компонентов концентрата, потери компонентов флюса, поскольку он также частично уносится в пыль. Обозначим количества компонентов флюса, которые участвуют в плавке, как m.
Количество штейна:
mшт = x = Cuшт / [0,01(Cu) шт].
Количество в штейне:
Cuшт = Cuпл - Cuш = Cuпл - (Cu)ш*0,01y;
Cu2S= 1,2523*Cuшт;3O= (Fe3O4)*0,01x;
Пшт = (П)шт*0,01х;шт = mшт - Cu2S- Fe3O- Пшт; Feшт = 0,6353 FeSшт + 0,7236 Fe3O.
Количество в шлаке:
Cu в Cu2OштАж pCuш = p(Cu) ш *0,01y;
Cu2Oш = 1,1259(Cu) ш *0,01y;
Cu в Cu2SштАж (1-p)Cuш = (1-p)(Cu) ш *0,01y;
Cu2Sш = 1,2523(1-p)Cuш;
S в FeSш тАж (S)ш*0,01y - 0,2523(1-p)(Cu) ш *0,01y;ш = 0,6918(1-p)(Cu) ш *0,01y;в FeSш тАж 1,7429(S)ш*0,01y - 0,4395(1-p)(Cu) ш *0,01y;в Fe3OтАж 0,7236(Fe3O4)*0,01y;ш = Feпл + Feф - Feшт = Feпл +0,6994(Fe2O3)Ф*0,01z - Feшт ;в FeOш тАж Feш - 1,7420(S)ш*0,01y + 0,4395(1-p)(Cu) ш *0,01y -
,7236(Fe3O4)*0,01y;ш = 1,2865 Feш - 2,2411(S)ш*0,01y + 0,5654(1-p)(Cu) ш *0,01y -
,9309(Fe3O4)*0,01y;= (SiO2)ш *0,01y;2O= Al2O+ (Al2O3)Ф*0,01z;ш = CaO+ (CaO)ф*0,01z;
Пш = П+ (П)ф*0,01z - (П)шт*0,01х.
Уравнения модели:
x = Cuшт / [0,01(Cu) шт ]; (10)
y = Cu2Oш + Cu2Sш + FeSш + Fe3O + FeOш + SiO + Al2O+ CaOш + Пш ;
z = (SiO- SiO) / [0,01(SiO2)ф ]. (12)
После нахождения неизвестных примем во внимание, что найденная величина z не учитывает безвозвратные потери флюса. Более того, в найденном количестве и составе пыли не учтён пылеунос флюса. Поэтому внесем соответствующие коррективы в количественные составы пыли, безвозвратных потерь и флюса. При этом доля уноса в пыль флюса от подаваемого его количества на плавку иная, чем доля концентрата. Это обусловлено, помимо разницы в плотностях частиц концентрата и флюса, разной крупностью этих материалов; поскольку флюс не поступает на флотационное обогащение, схема измельчения у флюса своя.
Обозначим долю уноса в пыль флюса f%, а долю безвозвратных потерь g%. Обе величины берём от массы поступающего в печь флюса, которую обозначим mф; она и представляет собой искомое количество флюса, входящее в материальный баланс плавки. Поскольку пыль флюса, как и пыль концентрата, является оборотным продуктом, она будет фигурировать как в приходной, так и в расходной части баланса, однако в приходе её масса m будет меньше расхода mна величину потерь. Поэтому найденная величина z, представляющая собой количество непосредственно участвующего в плавке флюса, будет меньше необходимого количества флюса mф только на величину безвозвратных потерь:
mф = z + m.
Учитывая значения f и g, получаем:
m= 0,01*f* mф; m= 0,01*g* mф; mф = z / (1-0,01*g);
m= z [f / (100 - g)]; m= m(g / f) = m*, (13)
где величина - отношение массы безвозвратных потерь флюса к массе флюса.
В составе заданного флюса в отличие от концентрата нет окисляющихся компонентов, поэтому состав пылеуноса флюса аналогичен составу самого флюса. Однако во флюсе протекают при нагревании реакции диссоциации минералов, содержащих влагу. Ввиду этого пыль будет представлена оксидами SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, а также прочими и не содержать влаги. Соответственно, содержание этих простых компонентов в пыли будет иным (выше), чем во флюсе.
Пересчёт состава флюса на состав пыли производим таким же образом, как и при расчете, пыли концентрата. Обозначим h - неизвестное количество SiO2 в пыли флюса SiO (промежуточное неизвестное). Тогда количество других компонентов в этой пыли:
Al2O= h (Al2O3)т / (SiO2)ф ; CaOпФ = h [(CaO)ф /(SiO2)ф ] и т. д. (14)
Количество пыли во флюсе:
m= z*f / (100 - g) = h + h*[(Al2O3)Ф + (CaO)ф + (Fe2O3)Ф + (П)ф] /
(SiO2)ф = h [100 - (H2O)Ф /(SiO2)ф ];
отсюда
= z*f (SiO2)ф /{(100 - g)*[100 - (H2O)Ф]}. (15)
Найдя h, определим далее по формуле (14) количество компонентов в пыли.
Количество компонентов в безвозвратных потерях флюса находим из соотношений:
m= 0,01g*0,01c,ф = g*z /(100 - g)* 0,01 c= g / f (m*0,01c) = * m* c,
то есть
SiO= * m*(SiO2)ф , H2Oбпф = * m*(H2O)ф, и т. д. (16)
Найденные количества компонентов пылеуноса флюса необходимо прибавить к количествам одноименных компонентов пылеуноса концентрата; таким образом, мы получили общий количественный состав