Реконструкция технологии обработки медных концентратов на Надеждинском металлургическом заводе (НМЗ)
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ный состав его не приводим.
Таблица 1.9
Количественный состав концентрата, непосредственно поступающего на плавку, кг
СоединенияВсегоCuFeS, CO2ОстальноеCuFeS237,51712,99011,41813,109-Cu2S7,3955,905-1,490-FeS239,057-18,18220,875-Fe2O32,609-1,825-0,784SiO25,470---5,470Al2O35,768---5,768CaCO30,887--0,3900,497Прочие0,844---0,844Итого99,54718,89531,42535,86413,363
Производим предварительный расчёт штейна и шлака iелью определения требуемого состава шлака и выбора флюса. Поскольку предварительный расчёт является упрощенным и приблизительным, таблиц не составляем. По формуле (8) находим u = 42,53. Затем определяем предварительный состав самоплавкого шлака, %:
(FeO)=55,9; (SiO2) = 12,9; (Al2O3) =13,6; (CaO) =1,2; (П) =1,9;
(Fe3O4) =12,0; (d) =2,5.
Самоплавкий шлак взвешенной плавки концентрата оказался чрезвычайно железистым, и поэтому процесс нуждается в применении кремнийсодержащего флюса. Примем (SiO2)=36 %. Для шлака принятого содержания SiO2 и штейна с 50 % Сu, учитывая также среднее качество заданного флюса (73,3 % SiO2), недостающие промежуточные данные для окончательного расчета могут быть приняты следующими:
(Сu)ш = 1,0; (S)ш = 1,5; (Fe3O4)ш = 12,0; p = 0,3.
Перед окончательным расчётом штейна и шлака рассчитаем вещественный состав флюса (таблица 1.10.).
Таблица 1.10
Вещественный состав флюса, % (по массе)
СоединенияВсегоSiO2FeOH2OПрочиеSiO263,74063,740----Al2O3*2SiO2*2H2O15,9507,420--2,2306,3CaO*SiO24,1402,140---2Fe2O3*2H2O15,930-9,0903,9102,930-Прочие0,240----0,240Итого100,00073,3009,0903,9105,1608,540Приводим результаты поэтапного расчёта количеств компонентов штейна и шлака, составляющих уравнения модели.
mшт = x = 37,79-0,020*у; Сu2Sшт = 23,662-0,0125*y; Fe3O= 0,080*х; П
шт = 0,010*х; FeS шт = 14,128 - 0,007477*у - 0,090*х; Feшт = 8,9754 -
,00475*у + 0,00071*х; Cu в Cu2Oш тАж0,0030*у; Cu2Oш = 0,003378*у; Cu
в Cu2Sш тАж0,0070*у; Cu2Sш = 0,008766*у; S в FeSш тАж 0,01323*у; FeSш =
,03629*у; Fe в FeSш тАж0,02305*у; Fe в Fe3O4 тАж0,08683*у; Feш =
,4496 - 0,00071*х + 0,00475*у + 0,0909*z; FeOш = 28,8814 -
,000913*х - 0,13526*у + 0,011697*z; SiO=0,360*у; Al2O= 5,768 +
,063*z; CaO ш =0,497 + 0,020*z; Пш =0,844 - 0,01*х + 0,0025*z.
Уравнения модели:
x = 37,79 - 0,020*y;
у = 35,9904 - 0,01091*x + 0,39317*у + 0,20247*z;
z = 0,49113*y - 7,4625.
Решив составленную систему уравнений, найдем значения неизвестных:
х = 36,447, у = 67,171, z = 25,527.
Подставим найденные значения х, у, z в выражения, определяющие количества компонентов в штейне, шлаке и флюсе, получим их количественные составы (таблицы 1.11-1.12.).
Таблица 1.13.
Количественный состав флюса, непосредственно участвующего в плавке, кг
SiO2ВсегоSiO2FeOH2OПрочиеAl2O3*2SiO2*2H2O16,26816,268----CaO*SiO24,0721,895--0,5691,608Fe2O3*2H2O1,0570,546---0,511Прочие4,066-2,3200,9980,748-SiO20,064----0,064Итого25,52718,7092,3200,9981,3172,183
Таблица 1.14.
Количественный состав пыли флюса, безвозвратных потерь флюса и оборотной пыли флюса, кг
Составная часть флюсаВсегоSiO2Fe2O3Al2O3CaOПрочиеH2OПыль2,051,5850,2810,1360,0430,005-Fe 0,197O 0,084Безвозвратные0,1010,0740,0130,0070,002-0,005потериFe 0,009O 0,004Оборотная пыль1,9531,510,2680,1290,0410,005-Fe 0,188O 0,080
Таблица 1.15
Количественный состав флюса, загружаемого в печь, кг
СоединенияВсегоSiO2FeOH2OПрочиеSiO216,33316,333----Al2O3*2SiO2*2H2O4,0881,902--0,5711,615CaO*SiO21,0610,548---0,513Fe2O3*2H2O4,082-2,3291,0020,751-Прочие0,064----0,064Итого25,62818,7832,3291,0021,3222,192
Таблица 1.16
Количество и состав уходящей пыли
СоединенияВсегоМеталлыS и OОстальноекг%кг%кг%кг%Cu2S1,64814,911,31611,910,3323--Cu2O0,8898,050,7897,140,10,9--FeS1,55714,090,9898,950,5685,14--Fe3O42,47922,431,79416,240,6856,2--Fe2O31,30711,830,9158,280,3923,55--SiO22,19419,86----2,19419,86Al2O30,7797,05----0,7797,05CaO0,0980,89----0,0980,89Прочие0,0990,9----0,0990,9Итого11,051005,80352,522,07718,83,1728,69
.14 Методика расчёта теплового баланса автогенной плавки во взвешенном состоянии на подогретом дутье
Составим модель расчета теплового баланса для переработки медного концентрата. Основными статьями приходной части баланса является тепло экзотермических реакций окисления диссоциирующей серы и сульфида железа.
Таблица 1.17
Количественный состав оборотной пыли, кг
СоединенияВсегоМеталлыS и OОстальноекг%кг%кг%кг%Cu2S1,56614,911,25011,900,3163,01--Cu2O0,8458,040,7507,140,0950,90--FeS1,47914,080,9398,940,5405,14--Fe3O42,35522,421,70416,220,6516,20--Fe2O31,24311,830,8708,280,3733,55--SiO22,08919,89----2,08919,89Al2O30,7407,04----0,7407,04CaO0,0930,89----0,0930,89Прочие0,0940,89---0,0940,89Итого10,504100,005,51352,481,97518,803,01628,71Аппаратурным оформлением тепла обуславливаются потери тепла печью во внешнюю среду за счет теплопередачи через футеровку, излучения через открытые отверстия и отвода тепла системой охлаждения конструктивных узлов агрегата.
Перейдем к расчету статей баланса.
.14.1 Теплота реакций процесса
Из сопоставления вещественных составов исходных материалов и продуктов следует, что подлежащими учету при расчете технологии являются следующие результирующие реакции:
Из перечисленных реакций все, кроме реакции (III), являются бесспорными по своим конечным результатам, то есть из исходных компонентов обязательно получаются конечные соединения. Реакция же (III) может и не иметь места, если в исходных материалах имеется большое количество и количество магнетита , образующегося из этого по реакции (IV), равно всему магнетиту, содержащемуся в продуктах (штейне и шлаке). При этом может быть избыточное (сверх необходимого для образования ) количество , которое должно восстанавливаться по реакции:
Таким образом, вместо реакции (III) в приведенном перечне появляется реакция (VI).
Указанная неопределенность в реакциях не имеет, однако, в данном случае значения, поскольку конечные количества и в продуктах плавки однозначно определены.
Приведенными выше реакциями (I) ч (VI) не исчерпываются все реакции процесса автогенной плавки. Ранее мы не учитывали шлакование образующихся оксидов, поскольку эти превращения не влияют на количество и состав дутья и газов. В тепловом балансе эти реакции сл