Реконструкция технологии обработки медных концентратов на Надеждинском металлургическом заводе (НМЗ)
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
есть процесс окисления протекает со значительным избытком сульфидов.
Математическая модель процесса плавки шихты во взвешенном состоянии на подогретом дутье получили в виде системы уравнений материальных балансов по участвующим в процессе веществам и привели к виду:
С*Gш - 2*К3*С*О- G= 0
2*К3*С*О- 4*К4*С*О- G= 0
Gш*alfaO2*0,3 + Gш*0,02609-2*К3*С*О*0,86-0,1434*С*Gш-0,437*
С*Gш = 0
В основе процессов расслаивания расплавов на шлак и штейн лежат явления разделения двух фаз на основании разности удельных масс и коагуляции полидисперсных систем (укрупнение частиц).
При математическом описании разделения расплава на шлак и штейн использовали следующие основные положения и упрощающие закономерности.
Закономерности осаждения сульфидных частиц из окисленного расплава описываются следующим уравнением:
,
где Сi - концентрация i-того сульфидного компонента в расплаве;
v - скорость осаждения сульфидных частиц;
- высота слоя окисленного расплава.
Скорость осаждения сульфидных частиц в определенных пределах может быть выражена уравнением Стокса:
v = ,
где - плотность частиц штейна;
- плотность частиц окисленного расплава (шлака);
g - ускорение свободного падения;
- вязкость шлака;
r- приведенный (эквивалентный) радиус оседающих частиц.
Полидисперсную систему рассматривали как бидисперсную и при этом динамикой осаждения крупных частиц пренебрегли. Тогда кинетика осаждения мелких частиц за счёт ортокинетической коалеiенции (исчезновение мелких частиц за счёт слияния с крупными при осаждении последних с большой скоростью) может быть выражена следующим уравнением:
,
где n/ - содержание мелких частиц в единице объема;
В - аттракционный объем, создаваемый крупными частицами в единицу времени в процессе их осаждения.
Потоки сульфидных частиц при таком представлении рассматриваемых явлений представили как суммы потоков крупных частиц, потоков мелких частиц, не изменяющихся в процессе осаждения, и потоков мелких частиц, осаждаемых при слиянии с крупными частицами. При этом соотношение потока крупных частиц приняли пропорциональным:
р = р0 - р1*С.
Математическую модель разделения расплава на шлак и штейн получили в виде системы уравнений материальных балансов по участвующим в процессе веществам:
В этом уравнении в квадратных скобках представлены потоки сульфидных частиц из зоны разделения в штейн, они определяют состав штейна по уравнению:
Для определения вязкости расплава необходимо дополнительно определять текущее значение содержания SiO2 в расплаве и его температуру.
Материальный баланс по двуокиси кремния для зоны разделения расплава имеет вид:
Полученная система уравнений материальных балансов по участвующим в процессе веществам представлена ниже на рис. 3.1.
При исследовании полученной модели процесса плавки сульфидного сырья, мы установили следующее:
при увеличении содержания меди в шихте, содержание меди в штейне возрастает (рис.3.2.).
Рис. 3.1 Математическая модель процесса плавки сульфидного сырья в ПВП
Рис. 3.2 Характеристика изменения содержания меди вштейне при изменении содержания меди в шихте
-при увеличении содержания меди в шихте, содержание меди в шлаке возрастает (рис.3.3).
Рис. 3.3 Характеристика изменения содержания меди в шлаке при изменении содержания меди в шихте
- при уменьшении содержания меди в шихте, содержание меди в штейне уменьшается (рис.3.4).
Рис. 3.4 Характеристика изменения содержания меди в штейне при изменении содержания меди в шихте
-при уменьшении содержания меди в шихте, содержание меди в шлаке уменьшается (рис.3.5).
Рис. 3.5. Характеристика изменения содержания меди в шлаке при изменении содержания меди в шихте
-при увеличении содержания SiO2 в шихте, содержание меди в штейне уменьшается (рис.3.6).
Рис. 3.6 Характеристика изменения содержания меди в штейне при изменении содержания SiO2 в шихте
при увеличении содержания SiO2 в шихте, содержание меди в шлаке уменьшается (рис.3.7).
Рис. 3.7 Характеристика изменения содержания меди в шлаке при изменении содержания SiO2 в шихте
Необходимо построить статические характеристики процесса плавки сульфидного сырья.
Таблица 3.1
Содержание Cu шихтыСодержание Сu штейна15,243,5317,146,851950,0120,953,0222,855,91
Рис. 3.8 Статическая характеристика содержание Cu штейна = f
Таблица 3.2
Содержание Cu шихтыСодержание Cu шлака15,20,73717,10,883190,999520,91,11522,81,23
Рис. 3.9 Статическая характеристика содержание Cu шлака = f (содержание Cu шихты)
Таблица 3.3
Содержание SiO2 шихтыСодержание Сu штейна0,1550,120,1750,060,1950,010,2149,950,2349,90,2549,840,2749,790,2949,740,3149,690,3349,640,3549,590,3749,540,3949,49
Рис. 3.10 Статическая характеристика содержание Cu штейна = f (содержание SiO2 шихты)
Таблица 3.4
СодержаниеSiO2 шихтыСодержание Сu шлака0,151,0130,171,0060,190,99950,210,99290,230,98650,250,98010,270,97380,290,96760,310,96150,330,95540,350,94940,370,94360,390,9377
Рис. 3.11 Статическая характеристика содержание Cu шлака = f (содержание SiO2 шихты)
Таким образом, при исследовании полученной модели плавки сульфидного сырья в печи взвешенной плавки при увеличении содержания меди в шихте, содержания меди в штейне и в шлаке возрастает и, наоборот, при ум