Плавка сульфидных медных концентратов на штейн в печи «айзасмелт» 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Плавка сульфидных медных концентратов на штейн в печи «айзасмелт»



3.4.1 Расчёт рационального состава концентрата

Состав концентрата, % масс.: Cu – 26,08; Fe-27,95; S – 36,08; SiO2 – 1,63; CaO – 0,47; MgO – 0,4; Al2O3 – 0,4; Pb – 2,65; Zn-3,73; прочие – 0,71. Расчёт ведём на 100 кг концентрата. Принимаем, что в концентрате серу содержащими минералами являются халькопирит (CuFeS2), ковеллин (CuS) и пирит (FeS2).

Содержание меди, железа и серы в минералах составляет:

 

CuFeS2: Cu – 34,62 %; S – 34,95 %; Fe – 30,43 %

 

CuS: Cu – 66,46 %; S – 33,54 %

 

FeS2: Fe – 46,6 %; S - 53,4 %

 

Обозначим через х кг массу халькопирита, y кг массу ковеллина и z кг массу пирита. С учётом этого составим балансовые уравнения по компонентам Сu, Fe и S:

 

Cu:   

 

0,3462x + 0,6646y = 26,08                 (1)

 

Fe: 

 

                              0,3043x + 0,466z = 27,95                 (2)

 

S:  

 

                        0,3495x + 0,3354y + 0,534z = 36,08      (3)

 

Решая систему уравнений, получим

 

Комбинирование уравнений (2) и (3), исключим из этих уравнений z.

 

 

   0,3043x + 0,466z = 27,95                × 0,534 

  0,3495x + 0,3354y + 0,534z = 36,08 × 0,466  

  

Вычитая, получим:                         

                                                                                     

 х = 84,82кг; у = 5,44 кг; z = 17,62 кг.

 

Таким образом, в 100 кг концентрата содержится 64,82 кг CuFeS2, 5,44 кг CuS и 17,62 кг FeS2. В них содержится компонентов:

 

CuFeS2: Cu – 0,3462∙64,82 = 22,46 кг CuS: Cu – 0,6646∙5,44 = 3,62 кг

          Fe – 0,3043∙64,82 = 19,74 кг             S – 0,3354∙5,44 = 1,82 кг

          S- 0,3495∙64,82 = 22,62 кг

 

FeS2:  Fe – 0,466∙17,62 = 8,21 кг 

           S – 0,534∙17,62 = 9,41 кг

 

Полученные расчётные данные сводим в таблицу.    

                  

Полученные расчётные данные сводим в таблицу.    

                  

Таблица 45 - Рациональный состав концентрата, % масс.

 

Минерал Компо-нент CuFeS2 CuS FeS2 PbS ZnS SiO2 CaO MgO Al2O3 Прочие Итого
Cu 22,46 3,62                 26,08
Fe 19,74   8,21               27,95
Pb       2,65             2,65
Zn         3,73           3,73
S 22,62 1,82 9,41 0,41 1,82           36,08
SiO2           1,63         1,63
CaO             0,47       0,47
MgO               0,3     0,3
Al2O3                 0,4   0,4
Прочие                   0,71 0,71
Итого 64,82 5,44 17,62 3,06 5,55 1,63 0,47 0,3 0,4 0,71 100

 

  3.4.2 Расчёт десульфуризации за счёт процесса разложения высших сульфидов

Десульфуризация в процессе плавки осуществляется как за счёт диссоциации высших сульфидов, так за счёт окисления сульфидов железа кислородом дутья.

 В процессе плавки минерал халькопирит разлагается по уравнению

 

               

4CuFeS2 = 2Cu2S + 4FeS + S2                      (4)

 

 

При этом в газовую фазу переходит серы

 

 = 5,66 кг

 

При этом образуется

 

 = 28,11 кг Cu2S

 

и

 

 = 31,05 кг FeS.

 

Ковеллин разлагается по уравнению

 

       4CuS = 2Cu2S + S2                                         (5)

 

По этой реакции в газовую фазу переходит серы

 

 

 = 0,91 кг

 

При этом образуется

 

 

 = 4,53 Cu2S

 

В процессе плавки пирит разлагается по реакции

 

            2FeS2 = 2FeS + S2                                 (6)

 

При этом в газовую фазу переходит серы

 

 = 4,71кг

 

 

 и образуется

 = 12,91 кг FeS

 

Количество сульфида железа FeS, которое образуется за счёт разложения высших сульфидов, составит

 

31,05 + 12,91 = 43,96 кг

 

Количество серы, которое перейдёт в газовую фазу в процессе плавки за счёт диссоциации высших сульфидов, составит:

 

5,66 + 4,71 + 0,91 = 11,28 кг

 

Окисление элементарной серы протекает по реакции

 

S2 + 2О2 = 2SО2

 

На окисление этой серы затрачивается кислорода

 

 = 11,26 кг

 

3.4.3 Расчёт количества и состава штейна и степени десульфуризации

  Принимаем содержание меди в штейне 60%. Извлечение меди в штейн в процессе Айзасмелт составляет порядка 95-98%. Принимаем извлечение меди в штейн 98%. Тогда в штейн перейдёт

 

26,08∙0,98 = 25,56 кг Cu.

   

Количество меди, перешедшей в шлак, составит

 

26,08 – 25,56 = 0,52 кг

 

Считаем, что медь в шлаке находится в виде Cu2S. Тогда в шлак вместе с медью перейдёт

 

 = 0,13 кг S.

 

Тогда масса штейна составит

 

 = 42,6 кг

 

В соответствии с правилом Мостовича, среднее содержание серы в штейне составляет 25%. Тогда масса серы в штейне составит

 

42,6∙0,25 = 10,56 кг

 

Вся медь в штейне связана с серой в виде Сu2S. Количество серы, связанной с медью в штейне, составит

 

 = 6,45 кг. (6,45)

 

Масса Cu2S в штейне составит

 

 = 32,01 кг (32,01)

 

По данным заводской практики принимаем, что 50% PbS переходит в штейн, а 50% окисляется и переходит в шлак. Тогда масса свинца, переходящего в штейн, что составляет

 

 

                                           2,65∙0,5 = 1,32 кг Pb 

 

 

По данным заводской практики принимаем, что 30% ZnS переходит в штейн, а 70% окисляется и переходит в шлак. Масса цинка, переходящего в штейн составит

 

 

3,73∙0,3 = 1,12 кг Zn

 

 

В штейне растворяется определённое количество магнетита, который вносит в штейн кислород. Содержание растворённого в штейне кислорода зависит от содержания в нём меди (таблица 46)

   

Таблица 46 - Содержание кислорода в штейне, %.

 

% Cu в штейне 5 10 20 30 40 45 50 60
% О2  в штейне 7,14 6,54 5,18 4,21 3,02 2,49 1,9 0,7

 

Как видно из таблицы 2, содержание кислорода в штейне с содержанием 60% Сu, концентрация растворенного в штейне кислорода составляет 0,7%, что составляет

 

 = 0,3 кг

 

Количество магнетита, которое содержится в 49,92 кг штейна, составит

 

= 1,09 кг

 

Количество железа, которое содержится в штейне в виде магнетита, составит

 

= 0,79 кг

 

Принимаем содержание прочих в штейне 1%, что составляет

 

                                               = 0,43кг

 

Тогда масса железа в штейне, связанного с FeS, составит

 

                    42,6 – 25,56 – 1,32 – 1,12 - 10,56 – 1,09 – 0,43 = 2,52 кг(2,52)

    

Тогда общее количество железа в штейне составит

 

2,52 + 0,79 = 3,31 кг(3,31)

 

Полученный штейн будет иметь следующий состав.

 

Таблица 3 - Состав медного штейна

 

Компонент Сu Fe Pb Zn S O2 Прочие Всего
Масса,кг 25,56 (3,31) 1,32 1,12 10,56 0,3 0,43 42,6
% 60,0 7,56 3,10 2,63 25,0 0,7 1,0 100,0

                       

Количество серы, удаляемое в процессе плавки из концентрата, составит

 

36,08 – 0,13 – 10,56 = 25,39 кг

 

Тогда степень десульфуризации в процессе плавки составит

 

 = 69 %

 

3.4.4 Расчёт состава шлака

Количество железа, переходящее в шлак составит

 

27,95 – 3,31 = 24,64 кг.(24,64)

 

В шлаке железо находится в виде FeO. Тогда количество кислорода в шлаке, связанное с FeO, составит

 

 = 7,06 кг кг (7,06)

По условию 50% PbS окисляется по реакции

 

                        PbS + 1,5O2 = PbO + SO2                                            (7)

 

и PbO переходит в шлак. Тогда количество свинца, переходящее в шлак, составит

 

2,65∙0,5 = 1,33 кг

 

С ним связано кислорода

 = 0,1 кг

 

По условию 70% ZnS окисляется по реакции

 

                   

                                ZnS + 1,5O2 = ZnO + SO2,                               (8)

 

а образующийся ZnO переходит в шлак. Тогда количество Zn, переходящее в шлак, составит

 

3,73∙0,7 = 2,61 кг

 

 С ним связано кислорода

 

 = 0,94 кг

 

 Тогда количество кислорода в шлаке составит

 

7,06 + 0,1 + 0,94 = 8,1 кг (8,1)

 

Считаем, что такие компоненты шлака, как SiO2, CaO, MgO и Al2O3 полностью переходят в шлак без изменений.

Из прочих концентрата переходит в шлак

 

                                      0,69- 0,43 = 0,26 кг.

 

На основании выполненных расчётов рассчитаем массу и состав шлака без добавления флюсов. (Таблица 47)

 

Таблица 47- Состав и количество шлака без добавления флюсов

 

Компонент Сu Fe Pb Zn S O2 SiO2 CaO MgO Al2O3 Прочие Всего
кг 0,52 (24,64 1,33 2,61 0,13 (8,1) 1,63 0,47 0,3 0,4 0,26 40,5
% 1,20 61,06 3,28 6,44 0,32 20,05 4,02 1,12 0,74 1,0 0,64 100

 

Согласно технологическому регламенту, отношение основных компонентов в шлаке, поступающим из плавильной печи в электропечь составляет, %, масс.

 

Fe: SiO2: CaO = 36,48: 31,87: 3,52

 

В полученном шлаке это соотношение составляет

 

Fe: SiO2: CaO = 61,06: 4,02: 1,12

 

Из соотношения видно, что в полученном шлаке больше в избытке содержится железо. Рассчитаем по этому компоненту массу шлака, которая составит

 

                                                  = 67,93 кг (24,64)

 

Нехватку SiO2 и CaO компенсируем добавлением в шихту флюсов: кремнезёма и известняка

 

Состав сухих флюсов приведён в таблице 48.

 

Таблица 48- Состав флюсов

 

Золото-силикатная руда

Известняк

Компонент Содержание,%, масс. Компонент Содержание,%,масс.
SiO2 83,62 СаО 51,0
Al2O3 6,17 SiO2  1,23
MgO 1,66 Al2O3  3,58
FeO 6,3 MgO 0,45
Прочие 2,25 Прочие 43,74

 

Количество СаО, которое должно содержаться в шлаке, составит

 

0,0352∙67,93 = 2,39 кг

 

Количество СаО, которого необходимо добавить в шлак, составит

 

2,39 – 0,47 = 1,92 кг

 

Тогда количество известняка, которое необходимо внести в шихту, составит

 

                                              = 3,76 кг.

 

Вместе с известью в шлак перейдёт

 

SiO2 – 0,0123∙3,76 = 0,05 кг; Al2O3 – 0,0358∙3,76 = 0,13 кг;

 

MgO – 0,0045∙3,76 = 0,02 кг.

 

В известняке СаО находится в виде карбоната СаСО3, который в условиях плавки разлагается по уравнению

 

                          СаСО3 = СаО + СО2                                              (9)

 

В результате в газовую фазу перейдёт СО2

 

 = 1,62 кг

 

 Считаем, что прочие в количестве

 

                  3,75– 1,62 – 0,02– 0,13 – 0,05 – 1,92 = 0,01 кг

 

перейдут в шлак.

 

Количество SiO2, которое должно содержаться в шлаке, составит

 

0,3187∙67,93 = 21,65 кг.

 

Количество SiO2, которое необходимо внести в шлак, составит

 

21,65 – 1,63 = 20,02 кг

 

Тогда количество кварцевой руды, которое необходимо внести в шихту, составит

 

 = 23,99 кг.

 

Вместе с кварцевой рудой в шлак перейдут следующие компоненты в количествах:

 

Al2O3 – 0,0617∙23,94 = 1,48 кг; MgO- 0,0166∙23,94 = 0,40 кг;

 

FeO– 0,063∙23,94 =1,51 кг (1,17 кг Fe; 0,34 кг О2)

 

 

Принимаем, что прочие в количестве

 

0,0225∙23,94 = 0,54 кг

 

перейдут в шлак.

С учётом добавления флюсов к шихте в шлаке будет содержаться

 

Fe -24,64 + 1,17 = 25,81 кг;(25,81) О – 8,1 + 0,34 = 8,44 кг; (8,44)

  

SiO2- 1,63  + 20,02 + 0,05 = 21,70 кг; Al2O3 – 0,4 + 0,13 + 1,48 = 2,01 кг;

 

СаО – 0,47 + 1,92 = 2,39 кг; MgO – 0,3 + 0,02 + 0,40 = 0,72 кг;

  

прочие – 0,26 + 0,01 + 0,54 = 0,81 кг.

 

Состав и количество шлака без добавления угля приведён в таблице 6.

 

Таблица 49 - Состав шлака

 

Компо-нент Сu Fe Pb Zn S O2 SiO2 CaO MgO Al2O3 Прочие Всего
кг 0,52 25,81 1,33 2,61 0,13 (8,44) 21,70 2,39 0,73 2,01 0,81 66,48
% 0,8 38,82 2,0 3,93 0,2 12,7 32,64 3,6 1,1 3,02 1,22 100

 

3.4.5 Расчёт дутья и состава газовой фазы

Количество серы, переходящее в газ в процессе десульфуризации составляет

25,39 кг

 

На окисление этой серы расходуется кислорода

 

 

 = 25,34 кг

При этом образуется SO2

 

25,39 + 25,34 = 50,73 кг

 

или

 

 = 17,74 нм3

 

Всего расходуется кислорода на плавку

 

0,3 + (8,44) + 25,34 = 34,08 кг   

 

Объём расходуемого кислорода в нормальных условиях составит

 

 = (23,86) нм3

 

Для поддержания нормального теплового режима плавки в шихту добавляется уголь в количестве 2,35 % от массы загружаемых в печь концентрата и флюсов.

Уголь имеет следующйй состав, % (масс.): С- 73,5; Н-9,33;Al2O3-3,1; MgO – 0,25; SiO2 - 8,0; CaO -0,29; прочие -5,3. Влажность угля 13%.

   

Количество загружаемого в печь угля составляет

 

 = 3 кг.

 

С учётом влажности масса загружаемого в печь угля составит

 

 = 3,45 кг

 

В угле содержится влаги

 

3,45 – 3,0 =0,45 кг или  = 0,56 нм3.

 

Считаем, что сера в угле связана в виде H2S. Масса серы в угле составит

 = 0,015 кг

 

Количество H2S в угле составит

 

 = 0,016 кг

 

Масса водорода, связанного с H2S составит

 

                                           0,016 -0,015 = 0,01 кг.

 

Всего водорода в угле содержится

 

 = 0,28 кг

 

Считаем, что остальная масса водорода в угле связана в виде CH4, которая составит

 

0,28-0,01 = 0,27 кг.

 

Тогда масса углерода связанная с CH4 составит

 

 = 0,81 кг

Масса метана в угле составит

 

0,27 + 0,91 = 1,18 кг

 

Общее количество углерода в угле составит

 

= 2,21 кг  

 

Количество свободного углерода в угле составит

 

2,21- 0,81 = 1,4 кг.

 

Сгорание сероводорода осуществляется по реакции  

 

                              H2S + 1,5О2 = Н2О + SO2                                     (10)

 

На горение расходуется кислорода

 

 = 0,02 кг или  = 0,01нм3

 

При этом образуется SO2

 

= 0,03 кг (0,015 кг S; 0,015 кг О2) или = 0,01 нм3 SO2

 

и влаги

 

 = 0,02 кг или  = 0,02 нм3

 

Горение метана осуществляется по реакции

 

                             СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О                                   (11)

 

На горение метана расходуется кислорода

 

 = 5,4 кг или  = 3,78 нм3

 

При этом образуется СО2

 

 = 3,71 кг или = 1,89 нм3

 

и Н2О

 

= 3,04 кг или = 3,78 нм3.

 

Углерод угля сгорает по реакции

 

                                     С + О2 = СО2                                       (12)

 

При этом расходуется кислорода

 

= 3,73 кг или = 2,61 нм3.

 

При этом образуется СО2

 

= 3,78 кг или  = 1,92 нм3.

 

Таким образом, при сгорании угля расходуется

 

6,4 нм3   или  =9,13т кг О2

 

 и при этом образуется 0,01 нм3 SO2, 3,91 нм3 СО2 и 4,36 нм3 Н2О.

 

 

В угле содержится

 

Al2O3 - 3∙0,031= 0,09 кг; MgO – 0,0025∙3 = 0,01 кг;

 

SiO2 – 0,08∙3 = 0,24 кг; СаО- 0,0029∙3= 0,01кг;

 

прочие – 0,053∙3= 0,15 кг.

 

Считаем, что эти компоненты переходят в шлак.

Тогда количество и состав шлака, выпускаемого из плавильной печи в электропечь, составит (Таблица 50)

 

Таблица 50- Состав шлака, выпускаемого из плавильной печи в электропечь

 

Компо-нент Сu Fe Pb Zn S O2 SiO2 CaO MgO Al2O3 Прочие Всего
кг 0,52 25,81 1,33 2,61 0,13 8,44 21,94 2,40 0,74 2,1 0,99 67,01
% 0,78 38,52 1,98 3,89 0,2 12,6 32,74 3,58 1,1 3,13 1,1,48 100

 

В полученном шлаке имеют место соотношения между компонентами шлака

 

 SiO2: Fe = 0,85 и SiO2: Са = 9,14.

 

В технологическом регламенте процесса плавки рекомендуется поддержание этих соотношений в пределах

 

если SiO2: Fe = 0,8: 0,9, то SiO2: Са = 7: 15.

 

Таким образом, полученный шлак отвечает технологическому регламенту плавки.

Общее количество кислорода, расходуемое на плавку, составит

 

23,86 + 6,4 = 30,26 нм3                                                   

 

В процессе плавки используется дутьё, обогащённое кислородом до 55%.

Тогда объём дутья на 100 кг концентрата составит

 

 = 55,04 нм3

Объём азота в дутье составит

 

55,04 – 30,27 = 24,77нм3

 

Для дутья используется воздух и технический кислород, содержащий 95% O2 и 5% N2.Составим балансовые уравнения

 

                                      Vт.к.  + Vвоз. = 55,04

 

                                     0,95∙Vт.к.  + 0,21∙Vвоз = 30,27

 

Решая уравнения, получим

 

Vт.к. = 25,29 нм3 и   Vвоз = 29,75 нм3

 

В воздушном дутье содержится азота

 

29,25∙0,79 = 23,11 нм3 N2 или 23,11∙1,2505 = 28,9 кг 

 

и кислорода

 

29,25∙0,21 = 6,14 нм3 О2 или 6,14∙1,429  = 8,7кг 

 

В техническом кислороде содержится

 

25,29∙0,05 = 1,26 нм3 N2 или 1,26∙1,251=1,58 кг

 

и кислорода

 

25,29∙0,95 = 24,03 нм3 О2 или 24,03∙1,429 = 34,3 кг

 

На плавку поступают материалы с влажностью: концентрат -8%, известняк -2,3%, кварцевая руда -6%.

Тогда в печь поступает влажного концентрата

 

= 108,7 кг, в том числе влаги 8,7 кг

влажного известняка

 

= 3,84 кг, в том числе влаги 0,09 кг

и влажной кварцевой руды

= 25,52 кг, в том числе влаги 1,53 кг.

С шихтовыми материалами в печь посупает влаги

 

8,7 + 1,53 + 0,09 = 11,32 кг,

что составляет

 

 = 14,09 нм3

 

С известняком в печь поступает 1,62 кг СО2, что составляет

 

 = 0,82 нм3.

 

Состав отходящих газов из плавильной печи, без учёта подсоса воздуха представлен в таблице 51.

 

Таблица 51 - Состав отходящих газов

 

Компонент Объём газа, нм3 Содержание, %
SO2 17,74 26,98
N2 27,76 42,21
H2O 16,45 25,01
CO2 3,81 5,8
Итого 65,76 100

 

3.4.6 Материальный баланс процесса плавки без учёта выноса пыли

 

На сновании выполненных расчётов составляем материальный баланс процесса плавки. Материальный баланс процесса плавки представлен в таблице 52. 

Таблица 52- Материальный баланс процесса плавки

 

Шихта Вс- его,кг Cu Fe Pb Zn O2 S SiO2 Al2O3 MgO CaO N2 С* Н* H2О СО2 Прочие

Загружено

Концентрат 108,7 26,08 27,95 2,65 3,73   36,08 1,63 0,4 0,3 0,47       8,7   0,71
Известняк 3,84             0,05 0,13 0,02 1,92       0,09 1,62 0,01
Кварцевая руда 25,52   1,17     0,34   20,02 1,48 0,41         1,53   0,54
Уголь 3,45           0,01 0,24 0,09 0,01 0,01   2,21 0,28 0,45   0,15
Воздух 37,6         8,7           28,9          
Технический rислород 35,9         34,3           1,6          
Итого 215,01 26,08 29,12 2,65 3,73 43,34 36,09 21,94 2,1 0,74 2,4 30,5 2,21 0,28 10,77 2,65 1,41

Получено

Шлак 67,01 0,52 25,81 1,33 2,61 8,44 0,13 21,94 2,1 0,74 2,4           0,99
Штейн 42,6 25,56 3,31 1,32 1,12 0,3 10,56                   0,42
Газы 105,28         34,5 25,40         30,5 2,21 0,28 10,77 1,62  
Итого 214,98 26,08 29,12 2,65 3,73 43,24 36,09 21,94 2,1 0,74 2,4 30.5 2,21 0,28 10,77 2,65 1,41

 

 

Примечание: С*- находится в газовой фазе в виде СО2

                    Н* - находится в газовой фазе в виде Н2О

 

3.4.7 Материальный баланс плавки с учётом выноса из печи пыли.

 

Принимаем, вынос в пыли из печи шлакообразующих оксидов составляет количестве 5%. Тогда количество шакообразующих оксидов металлов в пыли составит:

 

SiO2– 21,94∙0,05 = 1,1 кг; Al2O3 – 2,1∙0,1 = 0,1 кг;

 

МgO – 0,74∙0,05 = 0,04 кг; СаО – 2,4∙0,05 = 0,1 кг

 

Принимаем, что из шлака в пыль переходит 7% Pb, 3% Zn, 3% Fe. Тогда в пыль переходит:

1,33∙0,05 = 0,07 кг Pb, с которым   связано кислорода = 0,01 кг;

2,61∙0,03 = 0,08 кг Zn, с которым связано кислорода  = 0,02 кг       

25,81∙ 0,03 = 0,77 кг Fe, с которым связано кислорода = 0,22 кг

Принимаем, что из штейна в пыль переходит 3% Pb, 3% Zn, 3% Fe, 3%Сu.

 

Тогда в пыль переходит:

 

1,32∙0,03 = 0,04 кг Pb, с которым связано серы  = 0,01 кг

1,12∙0,03 = 0,03 кг Zn, с которым связано серы  = 0,01 кг

3,31∙0,03 = 0,1 кг Fe, с которым связано серы  = 0,06 кг

24,56∙0,03 = 0,74 кг Cu, с которой связано серы  = 0,19 кг

Количество и состав пыли процесса плавки представлены и таблице 53

 

Таблица 53 - Количество и состав пыли процесса плавки

 

Компо-нент Вс- его Cu Fe Pb Zn O2 S SiO2 Al2O3 MgO CaO Прочие
кг 3,68 0,76 0,87 0,11 0,11 0,25 0,20 1,1 0,1 0,04 0,1 0,04
%, масс. 100 20,21 23,14 2,93 2,93 6,65 5,31 29,26 2,66 1,06 2,66 1,04

 

Составляем материальный баланс плавки с учётом выноса из печи продуктов плавки в виде пыли (Таблица 544)

 

Таблица 54 - Материальный баланс процесса плавки

 

Шихта Вс- его,кг Cu Fe Pb Zn O2 S SiO2 Al2O3 MgO CaO N2 С* Н* H2О СО2 Прочие
 

Загружено

Концентрат 108,7 26,08 27,95 2,65 3,73   36,08 1,63 0,4 0,3 0,47       8,7   0,71
Известняк 3,84             0,05 0,13 0,02 1,92       0,09 1,62 0,01
Кварцевая  руда 25,52   1,17     0,34   20,02 1,48 0,41         1,53   0,54
Уголь 3,45           0,01 0,24 0,09 0,01 0,01   2,21 0,28 0,45   0,15
Воздух 37,6         8,7           28,9          
Технический rислород 35,9         34,3           1,6          
Итого 215,01 26,08 29,12 2,65 3,73 43,34 36,09 21,94 2,1 0,74 2,4 30,5 2,21 0,28 10,77 2,65 1,41
 

Получено

Шлак 64,44 0,50 25,04 1,26 2,53 8,19 0,12 20,84 2,0 0,70 2,3           0,96
Штейн 41,48 24,82 3,21 1,28 1,09 0,3 10,37                   0,41
Пыль плавки 3,68 0,76 0,87 0,11 0,11 0,25 0,20 1,1 0,1 0,04 0,1           0,04
Газы 105,38         34,6 25,40         30,5 2,21 0,28 10,77 1,62  
Итого 214,98 26,08 29,12 2,65 3,73 43,34 36,09 21,94 2,1 0,74 2,4 30.5 2,21 0,28 10,77 2,65 1,41

 

3.4.8 Тепловой баланс печи «Айзасмелт».

3.4.8.1 Исходные данные для расчёта

Принимаем теплоёмкости для компонентов плавки

 

Сшт. = 0,941 кДж/(кг∙град.)

   

Сшл.. = 1,42 кДж/(кг∙град.)

 

Сших. = 0,84 кДж/(кг∙град.)

 

ССО2 = 2,201 кДж/(нм3∙град.)  

 

СSO2 = 2,234 кДж/(нм3∙град.)

 

СN2 = 1,389 кДж/(нм3∙град.)

 

СH2O(газ) = 1,724 кДж/(нм3∙град.)

 

СH2O(ж) = 4,186 кДж/(кг∙град.)

 

С02 = 1,308 = кДж/(нм3∙град.)

 

Своз. = 1,297 кДж/(нм3∙град.)

 

Теплота испарения воды-2300 кДж/кг.

 

Температура поступающих в печь материалов 25оС.

    

Температура выпускаемого штейна 1180оС.

 

 Температура выпускаемого шлака 1180 оС.

   

Температура отходящих газов 1180оС.    

     

Принимаем тепловые эффекты химических реакций [23]

 

                                     2CuFeS2=Cu2S+2FeS+0,5S2                          (13)             

 

∆H =50,2 кДж/(мольCuFeS2)=276,57 кДж/(кг CuFeS2)

 

                                           2CuS = Cu2S + 0,5S2                                  (14)

 

∆H  = 26,78 кДж/(моль CuS)= 140,06 кДж/(кг CuS)

 

                                                FeS2 = FeS + 0,5S2                                       (15)

 

∆H  = 71,18 кДж/(моль FeS2)= 593,31кДж/(кг FeS2)

 

                                           FeS + 3,5O2 = FeO + SO2                            (16)

 

∆H  = - 461,33 кДж/(моль FeS)= -5247,75 кДж/(кг FeS)

 

                                                      S2 + 2O2 = 2SO2                                (17)

 

∆H  = - 593,8 кДж/(моль S2 = -9260,72 кДж/(кг S2)

 

                                           3FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2                       (18)

 

∆H  = - 568,86кДж/(моль FeS) = -6470,90 кДж/(кг FeS)

 

                                             ZnS + 3,5O2 =ZnO + SO2                         (19)

 

∆H  = - 439,33 кДж/(моль ZnS) = -4510,11 кДж/(кг ZnS)

 

                                                 PbS + 3,5O2 = PbO +SO2                      (20)

 

∆H =-415,82 кДж/(моль PbS) =-1739,83 кДж/(кг PbS) (8)

 

                                                  2FeO + SiO2 = 2FeO∙SiO                     (21)

 

∆H =- 17,15 кДж/(моль FeO) = -238,69 кДж/(кг FeO)

 

                                                      CaO + SiO2 = CaO∙SiO2                        (22)

 

∆H  = - 37,54 кДж/(моль CaO) = -670,36 кДж/(кгCaO)

 

                                                        СН4 + О2 = СО2 + Н2О                    (23)

 

∆H  = - 560,81 кДж/(моль CH4) = -35050,58 кДж/(кг СН4)

 

                                                              С + О2 = СО2                                        (24)         

 

∆H  = - 393,51 кДж/(моль С) = -32792,5 кДж/(кг С)

 

                                                           СаСО3 = СаО + СО2                   (25)

 

∆H  = 179,43 кДж/(моль СaCO3) = 1794,3 кДж/(кг СaCO3)

 

3.4.8.2 Приход тепла



Поделиться:


Читайте также:




Последнее изменение этой страницы: 2021-02-07; просмотров: 174; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.59.204.181 (0.456 с.)