Курсовая работа (т): Агломерирующий обжиг свинцового концентрата

Для расчета состава свинцового агломерата, получаемого при обжиге оптимального состава, необходимо сначала определить состав Pb-агломерата, образующегося из «свежей» шихты. Расчет рационального состава агломерата. Получаемого при обжиге «свежей» шихты

В состав «свежей» шихты входят свинцовый сульфидный концентрат, кварцевая и железная руда, известняк и оборотный шлак восстановительной плавки. Для расчета рационального состава агломерата, получаемого окислительного обжига «свежей» шихты, необходимо знать степень десульфуризации и формы нахождения металлов в агломерате.

Расчет выполняем на «свежую2 шихту в следующем количестве:

,495 + 0,92 + 2,143 + 1,01 = 34,56 кг.

В этом количестве шихты содержится серы кг, 34,56 · 0,153 = 5,287.

Где 0,153 - содержание серы в свинцовом концентрате, доли ед. Степень десульфуризации при агломерирующем обжиге составит 72,55%. При указанной десульфуризации в агломерат перейдет серы 5,287·(1 - 0,7255) = 1,451 кг.

На основании состава заводских агломератов принимаем, что 80% серы образуют сульфиды металлов, а 20% - сульфаты.

Количество серы сульфидной составит 1,329·0,8 = 1,063 кг, серы сульфатной:

,329·0,2 = 0,265 кг.

Так как ZnS в концентрате является наиболее трудно обжигающим сульфидом, то полагаем, что 75% сульфидной серы (0,996 кг) связано с цинком, 15% серы (0,199 кг) - со свинцом и 10% (0,116 кг) - с медью. Сульфатная сера связана с кальцием и со свинцом поровну.

Железо в агломерате находится в виде оксида и в магнетите в соотношении 1:1. Остальные металлы находятся в агломерате в виде оксидов. Карбонаты при обжиге продиссоциируют полностью и углекислый газ перейдет в газовую фазу.

Определяем количество сульфида цинка в агломерате, кг:

,996 · 97,4 : 32 = 3,031.

В этом соединении находится цинка 3,031 - 0,996 = 2,035 кг.

Количество цинка, которое находится в виде оксида, определяем по разности между исходным в «сырой» шихте и сульфидным цинком, кг:

,68 - 0,996 = 0,684.

Рассчитываем количество оксида цинка, кг:

,684 · 81,4 : 35,4 = 1,572.

С этим количеством оксида цинка связано кислорода 1,395 - 1,121 = 0,274 кг. Определяем количество PbS в агломерате, кг:

,199 · 239,2 : 32 = 1,487.

В этом соединении находится свинца 1,487 - 0,199 = 1,288 кг.

По известному значению сульфатной серы (0,291 кг) рассчитываем количество сульфата свинца, кг:

 · 303,2 = 1,379.

С этим количеством связано свинца 1,379 · 207,2 : 303,2 = 0,942 кг, в сульфате свинца содержится кислорода 1,379 - 0,942 - (0,291 : 2) = 0,291 кг.

По разности между исходным количеством свинца в «сырой» шихте и находящемся в сульфиде и сульфате определяем массу свинца в оксиде, кг:

,70 - 1,126 - 0,942 = 12,632.

Масса оксида свинца в агломерате составляет 12,632 · 223,2 : 207,2 = 13,607 кг. В этом соединении содержится кислорода 13,607 - 12,632 = 0,975 кг.

Рассчитываем количество халькозина (Cu₂S) в агломерате, кг: 0,116 · 159 : 32 = 0,576. Меди в этом соединении находится 0,576 - 0,116 = 0,46 кг.

Остальная медь в агломерате находится в оксиде (Cu₂O) в количестве 0,46 - 0,46 = 0 кг.

По содержанию сульфатной серы CaSO₄ (0,5 общей сульфатной серы) определяем количество сульфата кальция, кг: 0,291/2 · 32 ·136 = 0,618. В этом количестве CaSO₄ содержится оксида кальция 0,618 · 56 : 136 = 0,254 кг, кислорода 0,618 · 3· 16 : 136 = 0,218 кг.

Определяем массу оксида кальция, который находится в агломерате в свободном состоянии, кг: 0,617 - 0,254 = 0,357.

Рассчитываем количество Fe₂O₃ в агломерате, кг:

,89:2/2·55,8 · 159,6 = 1,351.

В этом соединении содержится кислорода 1,351 - (1,89 :2) = 0,406.

Определяем количество магнетита (Fe₃O₄) в агломерате, кг:

,89:2/ 3 · 55,8 : 231,4 = 0,683.

С магнетитом связано кислорода 0,683 - 0,612 = 0,071.

Кремнезем в количестве 3,5 кг и оксид алюминия в количестве 0,855 кг перейдут в агломерат без изменений. Прочие компоненты перейдут из шихты в агломерат в количестве 1,6946 кг.

Результаты расчета, получающегося при агломерирующем обжиге свинцового агломерата, сводим в таблицу 7.

Таблица 7 Состав свинцового агломерата, получающегося при обжиге «свежей» шихты.

С учетом этого определяем ожидаемый состав свинцового агломерата, который может быть получен при обжиге 36,32 кг «свежей» шихты и 63,68 кг оборотного агломерата.

Содержание свинца в агломерате составит, %,

,01 + 0,02376 · 50,01 =

Содержание цинка в агломерате равно, %,

,51 + 0,2376 · 6,51 =

Количество железа в агломерате равно, %,

,32 + 0,02376 · 7,32 =

Количество кислорода составит, %,

,66 + 0,02376 · 8,66 =

Количество оксида кальция равно, %,

,39 + 0,02376 · 2,39 =

Содержание кварца составит, %,

,05 + 0,02376 · 10,05 =

Количество глинозема равно, %,

,94 + 0,02376 · 2,94 =

Таблица 8

Расчет рационального состава свинцового агломерата, получающегося при обжиге шихты оптимального состава

Используя данные о количестве элементов в составах «сырой» шихты и свинцового агломерата и зная его массу рассчитываем окончательный состав шихты агломерирующего обжига. Например, количество свинца в шихте составит 14,70 + 63,68 · 0,500 = 46,54 кг; количество цинка в шихте равно 1,68 + 63,68 · 0,0666 = 5,921 кг; количество железа 1,89 + 63,68 · 0,0732 = 6,55 кг; количество серы 1,451 + 63,68 · 0,0562 = 5,029 кг; количество кислорода 2,235 + 63,68 · 0,0866 = 7,749 кг; количество оксида кальция 0,617 + 63,68 · 0,0239 = 2,115 кг; количество кварца 2,595 + 63,68 · 0,1005 = 8,99 кг; количество глинозема 0,76 + 63,68 · 0,0294 = 1,872 кг; прочие 1,6946 + 63,68 · 0,0656 = 5,872 кг.

Таблица 9 Состав шихты агломерирующего обжига с учетом оборотного агломерата.

Количество серы в агломерате составит 7· (1 - 0,7526) = 1,732 кг; из них серы сульфидной будет 1,723 · 0,8 = 1,386, серы сульфатной - 1,732 ·0,2 = 0,346 кг. Определяем количество серы в сульфиде цинка, кг: 1,386 · 0,75 = 1,039; количество серы в сульфиде свинца будет равно 1,386 · 0,15 = 0,208; количество серы в халькозине (Cu₂S) - 1,386 · 0,10 = 0,139.

Серы в сульфате свинца и сульфате кальция содержится по 0,346 :2 = 0,173 кг. Количество сульфида цинка составляет 1,039 · 97,4 : 32 = 3,162 кг, в этом количестве содержится цинка 3,162 - 1,039 = 2,123 кг.

Массу цинка, которая находится в виде оксида, определяем по разности между исходным в шихте и «сульфидным» цинком, кг: 8,282 - 2,123 = 6,159.

Количество оксида цинка составляет 6,159 · 81,4 : 65,4 = 7,666 кг, в нем содержится кислорода 7,666 - 6,159 = 1,507 кг.

Рассчитываем массу халькозина в агломерате, кг: 0,139 · 159 : 32 0,686.

Определяем количество сульфида свинца, кг: 0,208 · 239,2 : 32 = 1,555, масса свинца в этом соединении равна 1,555 - 0,208 = 1,347.

Остальной свинец в агломерате находится в оксидной форме (PbO) в количестве 36,657 - 1,347 - 1,121 = 34,189 кг, масса оксида свинца составляет 34,189 · 223,2 : 207,2 = 36,829 кг, кислорода в оксиде свинца содержится 36,829 - 34,189 = 2,64 кг. Определяем массу сульфата кальция в агломерате, кг: 0,173 · 136 : 32 = 0,736. Количество оксида кальция в этом соединении равно 0,736 · 56 : 136 = 0,303 кг, кислорода в сульфате кальция находится 0,736 · 48 : 136 = 0,6 кг. Масса оксида кальция, который находится в агломерате в свободном состоянии, составляет 5,211 - 0,303 = 4,908 кг. Рассчитываем количество Fe₂O₃ в агломерате, кг:

,907 :2/2 · 55,8 · 159,6 = 10,66.

В этом оксиде содержится кислорода 10,66 - (14,907 : 2) = 2,85 кг.

Остальные компоненты за исключением диоксида углерода (CO₂) перейдут в агломерат из шихты без изменений.

Результаты расчета состава, получающегося при агломерирующем обжиге свинцового агломерата, сводим в таблицу.

Таблица 10 Состав свинцового агломерата, получающегося при обжиге шихты оптимального состава

Как видим, расхождение между расчетным составом свинцового агломерата и предварительным не существенное, поэтому исправлений можно не вносить.