регистрация / вход

Металлургия и основы металлургического производства

Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Металлургия и основы металлургического производства


По дисциплине __________________________________________________________

________________________________________________________________________

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Выполнил: студент гр. ММ-05 ____________________ / Иванов А.А. /

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта __профессор __ __________________ / Петров Г. В. /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2008

Аннотация.

В работе освещены вопросы теории и практики конвертирования медно-никелевых штейнов. Проведен расчет материального и теплового баланса процесса на основании практики конвертирования медно-никелевых штейнов рудотермических печей комбината «Печенганикель».

The summary.

In work the questions of the theory and practice of converting copper-nikel stein are covered. The account of material and thermal balance of process is carried out on the basis of practice of converting copper-nikel stein ore-thermal of furnaces of combine «Pechenganikel».

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………4

1. Теоретическая часть

1.1 Характеристика исходных материалов процесса конвертирования…….5

1.2. Теоретические основы процесса конвертирования медно-никелевых штейнов………………………………………………………………………….7

1.3 Продукты конвертирования……………………………………………….10

2. Материальный баланс процесса

2.1 Технологическая схема конвертирования………………………………..13

2.2 Расчет ведем в соответствии с технологической схемой……………….13

3 Аппаратно-технологическая схема конверторного передела…………….22

Список использованной литературы………………………………………....23

Введение

АО «Горно-металлургический комбинат Печенганикель» представляет собой сложный производственный комплекс по добыче и переработке сульфидной медно-никелевой руды.

Технологическая схема переработки медно-никелевых руд начинается с процессов обогащения и состоит из четырех циклов:

1) механическое обогащение руд;

2) металлургический передел (плавка концентратов и конвертирования штейна);

3) разделения меди и никеля методом флотации;

4) извлечение полученных из медных и никелевых концентратов меди, никеля и сопутствующих металлов.

Рис.1. Технологическая схема АО “ГМК Печенганикель”

Основной технологической задачей процесса конвертирования штейнов является продувка жидкого штейна воздушным дутьем и получения файнштейна заданного качества. При продувке железо и другие компоненты окисляются и переходят из штейна в шлак, сера, окисляясь, переходят в газовую фазу.

Конвертерные газы после очистки от пыли, поступают в оборот, выбрасывают в атмосферу или передают в сернокислотный завод для получения серной кислоты.

Файнштейн далее поступает на операцию разделения никеля и меди.

Файнштейн является конечной продукцией комбината. Его дальнейшая переработка осуществляется на комбинате «Североникель».

1. Теоретическая часть

1.1 Характеристика исходных материалов процесса конвертирования

В таблицах 1 и 2 приведены опытные данные конвертирования.

Таблица 1. Опытные данные конвертирования, %

Таблица 2. Опытные данные конвертирования с загрузкой массы из конвертора 1, %

1.1.1 Штейн

Штейн - промежуточный продукт, представляющий сплав сульфидов железа и цветных металлов переменного химического состава, в нём аккумулируются имеющиеся в сырье благородные и сопутствующие металлы.

Таблица 3. Состав штейнов, поступающих на конвертирование, %

Штейн­ имеет низкое содержание серы, в связи с этим серы штейна не хватает для связывания всех металлов в сульфид и часть металлов находится в нем в свободном состоянии, такие штейны называют металлизированными.

Штейны обеднительного передела имеют большую степень металлизации. Это существенно влияет на режим процесса конвертирования.

Так же используется штейн из рудотермических печей, получаемый при плавке в РТП руды, обожженных окатышей, оборотного шлака и флюса, а так же штейн из электропечей обеднения конверторного шлака, получаемый при переработке в ЭПО конверторного шлака.

1.1.2 Флюсы

Флюсы - материалы, применяемые в металлургических процессах с целью образования или регулирования состава шлака, предохранения расплавленных металлов от взаимодействия с внешней газовой средой, а также служащие для связывания окислов при пайке и сварке металлов.

Кварцевый флюс (70-75% SiO2 ) при конвертировании штейнов отвечает всем необходимым требованиям. Необходимо отметить, что кварцевый флюс в конверторном процессе применяют еще и в качестве регулятора температуры. Так же в качестве флюса применяется речной песок (65-68% SiO2 ).

По техническим условиям содержание кремнезема SiO2 не должно быть ниже 67 %. Обычно предпочитают флюсы с максимальным содержанием кремнезема, поскольку в этом случае расход флюса минимален, а процесс шлакообразования протекает наиболее успешно. Влажность кварцевого флюса не должно превышать 2 %.

1.2. Теоретические основы процесса конвертирования медно-никелевых штейнов

Руда с низким содержанием металлов подвергается переработке на обогатительной фабрике в городе Заполярном. Полученный медно-никелевый сульфидный концентрат поступает в цех обжига, также расположенный в Заполярном. Обожженные окатыши поступают на рудную электроплавку в плавильный цех в поселке Никель. В сернокислотном цехе перерабатывают газы конверторного передела, содержащие в среднем 3% диоксида серы.

Богатые сульфидные медно-никелевые руды перерабатываются по схеме прямой селективной флотации с последовательным получением медного, никелевого, пирротинового концентратов и отвальных хвостов. Далее производится плавка.

Конвертирование штейнов — один из основных металлургических процессов в производстве меди и никеля. Конвертерный передел является частью плавильного цеха. В нем размещаются конвертеры - агрегаты, в которых перерабатывается медно-никелевый штейн, поступающий из рудно-термических и обеднительных электропечей. Целью конвертерного процесса является удаление из штейна практически всего железа и получение продукта, который называется файнштейном. В файнштейн с возможной полнотой должны быть извлечены никель, медь, кобальт, благородные (платина, рутений, родий, иридий, осмий) металлы.

В конверторах расплавленный штейн продувают воздухом в присутствии вводимого в конвертер кварцевого флюса. Образующее при продувке закисное железо FeO взаимодействует с кварцем флюса, образуя силикат типа фаялита [(FeO)2 ґSiO2 ].

В операции конвертирования получают три конечных продукта: файнштейн; конверторный шлак и запыленные отходящие газы, содержащие сернистый ангидрид (SO2 ).

Конверторный шлак направляют на операцию обеднения для обеспечения более высокого извлечения ценных металлов в файнштейн.

Конверторные газы после очистки от пыли, поступающей в оборот, выбрасывают в атмосферу или передают на сернокислотный завод для получения серной кислоты.

Файнштейн далее поступает на операцию разделения никеля и меди.

Сульфиды железа, кобальта, никеля и меди, из которых в основном состоит штейн, каждый в отдельности, при температуре конвертирования (1200С-1300o С) обладает высоким сродством к кислороду. Это означает, что каждый сульфид способен активно окисляться кислородом по следующим реакциям:

FeS+0,5ґO2 =FeO+SO2 ;

CoS+0,5ґO2 =CoO+SO2 ;

Cu2 S+0,5ґO2 =2ґCu+SO2 ;

2ґCu+0,5ґO2 =Cu2 O ;

Ni3 S2 +1,5ґO2 =3ґNiO+2ґSO2 .

Высокое сродство к кислороду при температурах конверторного процесса имеют также свободные металлы - железо, кобальт, никель и медь - и поэтому, они каждый в отдельности, весьма, активно взаимодействуют с кислородом.

При совместном присутствии в расплаве металлы и сульфиды окисляются не одновременно, а в определенной последовательности в соответствии с величинами их сродства к кислороду или сере.

1.2.1 Продувка штейнов

а) не содержащих свободных металлов.

При продувке воздухом медно-никелевого штейна, не содержащего свободных металлов, в начале кислородом воздуха будет окисляться наиболее активная составляющая расплава FeS по реакции FeS+0.5ґO2 =FeO+SO2 .

Находящийся в расплаве FeS защищает сульфиды Со, Ni и Cu от окисления, так как обменные реакции MeO+FeS=MeS+FeO, где Me означает Со, Ni, Cu, протекают слева направо. Основная реакция конвертирования неметаллизированных штейнов:

2ґFeS+3ґO2 +SiO2 = (FeO)2 ґSiO2 +2ґSiO2 .

При конвертировании большее значение имеет процесс образования магнетита (Fe3 O4 ). Магнетит образуется при конвертировании любых штейнов вследствие окислительного характера процесса.

б) металлизированных штейнов.

При продувке металлизированных штейнов в начале протекает следующая реакция:

2ґFe+0.5ґO2 +SiO2 = (FeO)2 ґSiO2

Только после практически полного окисления свободного железа начинает окисляться FeS, характеризующее начало периода продувки.

Основная реакция конвертирования металлизированных штейнов:

6ґFe+3ґO2 +3ґSiO2 =3ґ(FeO)2 ґSiO2

1.2.2 Тепловая работа конвертора

Конвертерный процесс осуществляется за счет тепла экзотермических реакций окисления свободного железа(Fe) и его сульфида(FeS) и ошлакования закиси железа и по этому не требует использования топлива. Основные реакции конвертирования:

6ґFe+3ґO2 +3ґSiO2 =3ґ[(FeO)2 ґSiO2 ]+448800 кал

2ґFeS+3ґO2 +SiO2 = (FeO)2 ґSiO2 +2ґSO2 +246080 кал

Продувка металлизированных штейнов имеет значительно большие резервы тепла, чем продувка насыщенных серой не металлизированных расплавов. Основные данные по температурному режиму процесса конвертирования Сu-Ni штейнов:

Температура штейна рудотермических печей, o C…………………1100-1200

Оптимальная температура массы в конвертере в период

набора, o C……………………………………………………………...1220-1250

Оптимальная температура массы в конвертере в период

варки файнштейна, o C……………………………………………………1180

Температура, o C:

конвертерных шлаков…………………………………………….1150-1290

конвертерных газов………………………………………………...950-1000

Количество холодных присадок зависит от степени металлизации штейна и ряда факторов, связанных с емкостью конвертера и характером поведения процесса. В условиях комбината «Печенганикель» количество холодных присадок составляет 10-20 %.

1.2.3 Механизмы процессов, протекающих в конверторной ванне окисления штейна

Окисление штейна происходит на границе воздух-штейн газового пузыря, образуемого дутьем, и в самой газовой струе на границе воздух -распыленный штейн, имеющей весьма развитую поверхность.

1) При продувке не металлизированных штейнов на границе газовый пузырь - штейновый расплав происходит преимущественное окисление сернистого железа, причем оно протекает непосредственно до магнетита по реакции 3ґFeS+5ґO2 = Fe3 O4 +3ґSO2 . Магнетит далее частично восстанавливается в расплаве по реакции 3ґFe3 O4 +FeS=10ґFeO+SO2 . Внутри дутьевого факела, кроме этой реакции, идут также следующие:

2ґNi3 S2 +7ґO2 =6ґNiO+4ґSO2 (после выгорания FeS)

2ґCu2 S+3ґO2 =2ґCuO+2ґSO2 (после выгорания основного количества Ni3 S2 ) Сu2 S+2ґCuO=6ґCu+SO2 .

Далее образовавшиеся окислы и металлы, взаимодействуя со штейном, восстанавливаются и сульфидируются по реакциям:

3ґNiO+3ґFeS=Ni3 S2 +3ґFeO+0,5ґS2 ,

Cu2 O+FeS=Cu2 S+FeO, 2ґCu+FeS=Cu2 S+Fe.

Таким образом, в конечном счете окисляется сернистое железо штейна при незначительном переходе цветных металлов в шлак, определяемом равновесием последних трех реакций и другими причинами физического характера, рассматриваемыми ниже.

2) При продувке металлизированных штейнов окислительные процессы протекают по несколько иной схеме. На границе воздух - штейновый расплав идет реакция избирательного окисления металлического железа до вюстита FeO по реакции 2ґFe +O2 =2ґFeO. В дутьевой струе происходит окисление мелких капель штейна по стадиям:

2ґFe +O2 =2ґFeO,

3ґFeO+0,5ґO2 .=Fe3 O4 ,

3ґFeS+5ґO2 =Fe3 O4 +3ґSO2 (после выгорания Fe),

2ґNi3 S2 +7ґO2 =6ґNiO+4ґSO2 (после выгорания FeS),

2ґCu2 S+3ґO2 =2ґCu2 O+2ґSO2 ( после выгорания большей части Ni3 S2 ),

Cu2 S+2ґCu2 O=6ґCu+SO2 .

Окислы цветных металлов и двуокись серы взаимодействуют с расплавленным штейном, в результате чего металлы и сера снова переходят в штейн по реакциям:

3ґNi+2ґFeS=Ni3 S2 +2ґFe,

Cu2 O+Fe=2ґCu+FeO,

2ґCu+FeS=Cu2 S+Fe,

SO2 +3ґFe=FeS+2ґFeO.

1.3 Продукты конвертирования

Конечными продуктами конверторного передела являются медно-никелевый файнштейн, конвертерный шлак периода набора, конвертерные газы и конвертерная пыль. Кроме, того при конвертировании получают шлаки периода варки файнштейна, которые являются внутренним оборотным продуктом конвертерного передела.

1.3.1 Фанштейн

В таблице приведен состав файнштейна, получаемого на «Печенганикель»..

Таблица 4. Состав медно-никелевого файнштейна ,%

Медно-никелевый файнштейн разделяют методом флотации. Успешное разделение его на никелевый и медный концентраты зависит от:

1) состава и главным образом от содержания серы и железа. По действующим техническим условиям содержание серы в файнштейне не должно быть ниже 23%.

2) отношение меди к никелю в нем. В настоящее время перерабатывают файнштейн, отношение меди к никелю в котором не превышает 1,0.

1.3.2 Конверторные шлаки

Состав конвертерного шлака приведен в таблице 5.

Конвертерные шлаки состоят в основном из силикатов железа фаялита (FeO)2 ґSiO2 , в котором растворено небольшое количество окислов, перешедших из кварцевого флюса и футеровки.

Конвертерные шлаки также содержат некоторое количество цветных металлов. Цветные металлы в шлаке находятся в трех основных формах: свободных сульфидов, сульфидов, растворенных в шлаке, и окислов, образующих обычно в расплаве силикатные комплексы.

Таблица 5 . Состав конвертерных шлаков, %

В шлаке также растворяется заметное количество сульфида железа, чем объясняется повышенное содержание в шлаке серы. Характерная особенность конвертерных шлаков - присутствие в них значительных количеств магнетита. Содержание магнетита в шлаке обычно составляет 10-25 % и зависит от ряда факторов.

1.3.3 Конверторные газы

Концентрация SO2 в отходящих газах в газоходе снижается вследствие очень больших подсосов воздуха через напыльник в газоходную систему. С целью повышения концентрации SO2 в газах для получены из него серной кислоты на предприятии установлены герметичные напыльники.

На графике приведён состав конверторных газов по ходу продувки

Рис 2. Состав конверторных газов по ходу продувки

1- обычный режим продувки;

2,3 – продувка обогащённой массы, перелитых из других конверторов;

4,5 – продувка штейна, залитого на оставленный в конверторе шлак;

6 – продувка после загрузки ферроникелевых «жуков»;

7 – продувка одного ковша штейна

1.3.4 Конверторная пыль

В результате интенсивной продувке расплава воздухом конвертерный процесс всегда сопровождается некоторым разбрызгиванием массы, которая выносится в газоходную систему и там оседает в виде конверторной пыли,

Частично из конвертера выносится мелкая фракция кварцевого флюса и холодных присадок.

Примерный состав конвертерной состав пыли приведен ниже, %:

Ni ………………….9,0-12,0 Fe…………………….16,0-25,0

Cu…………………10,0-15,0 S………………………10,0-12,0

Co………………….0,3-0,4 SiO2 ……………………22,0-30,0

Конвертерная пыль является оборотным материалом. Крупную фракцию конвертерной пыли перерабатывают в конвертерах, а мелкую - в руднотермических электропечах.

2. Материальный баланс процесса

2.1 Технологическая схема конвертирования.

Медно-никелевый штейн


Воздух Кварцевый флюс

Конвертирование


Газ и пыль Файнштейн Конвертерный шлак


Газоочистка На разделение меди На обеднение в

и никеля электропечи

Газы Пыль


На производство В электро-

Н2 SO4 или плавку

в трубу

2.2 Расчет ведем в соответствии с технологической схемой

2.2.1 Вещественный состав штейна

Принимаем, что цветные металлы находятся в штейне в виде , ,, железо – в виде свободного металла (абсолютное содержание 4%), ,.

Для расчета массы сначала находим массу серы в .

, где

- масса Ni (9,1кг),

- масса S ,

- молекулярная масса Ni (58,71г/моль),

- молекулярная масса S (32,06 г/моль).

.

Тогда масса равна 10,5 + 3,823= 14,323 кг.

Аналогично рассчитывается масса других соединений. Для железа сначала считаем массу , а затем . Результаты сводим в таблицу.

Таблица № 6 Вещественный состав медно-никелевого штейна, кг

Соединения

Элементы

Ni

Cu

Co

Fe

S

O2

Прочие

Всего

Ni3 S2

10,5

3,823

14,323

Cu2 S

7,7

1,943

9,643

CoS

0,55

0,299

0,849

FeS

36,46441

20,936

57,400

Fe3 O4

9,14

3,490

12,626

Fe мет

4,00

4,00

прочие

1,160

1,160

Всего

10,500

7,700

0,550

49,600

27,000

3,490

1,160

100,0

2.2.2 Масса металлов в каждом продукте.

Распределение металла по продуктам конвертирования в процентах принимаем по данным практики и рассчитываем массу металлов в каждом продукте.

Таблица № 7 Распределение металлов штейна между продуктами конвертирования

Продукт

Распределение, %

Масса, кг

Ni

Cu

Co

Fe

Ni

Cu

Co

Fe

Файнштейн

88,0

87,0

30,0

1,5

9,240

6,699

0,165

0,744

Конвертерный шлак

11,0

12,0

68,5

97,0

1,155

0,924

0,377

48,112

Пыль

1,0

1,0

1,5

1,5

0,105

0,077

0,008

0,744

Всего

100,0

100,0

100,0

100,0

10,500

7,700

0,550

49,600

2 .2.3 Масса и состав файнштейна

Примем по данным практики суммарное содержание в фанштейне никеля, меди, кобальта и железа равным 77,5%, тогда выход файнштейна:

( 9,240 + 6,699 + 0,165 + 0,744 ):0,775 = 21,74 кг.

Для расчета вещественного состава файнштейна и содержания в нем серы примем по данным литературы и практики, что частично никель, кобальт, железо и медь находятся в виде сплава металлов (соответственно 20, 25, 25 и 5 % от их массы в файнштейне) и, главным образом, в виде сульфидов (, , ). Результаты расчета массы и вещественного состава файнштейна сводим в таблицу.

Таблица № 8 Масса файнштейна и его вещественный состав

Соединения

Элементы, кг

Ni

Cu

Co

Fe

S

Прочие

Всего

Ni мет

1,848

1,848

Ni3 S2

7,392

2,691

10,083

Cu мет

0,335

0,335

Cu2 S

6,364

1,606

7,970

Co мет

0,041

0,041

CoS

0,124

0,022

0,146

Fe мет

0,186

0,186

FeS

0,558

0,320

0,878

Прочие

0,252

0,252

Всего

9,240

6,699

0,165

0,744

4,639

0,252

21,739

Содержание,%

42,504

30,815

0,759

3,422

21,341

1,159

100,000

2.2.4 Масса и состав пыли

По данным практики принимаем суммарное содержание никеля, меди, кобальта и железа в пыли 60%, тогда выход пыли:

( 0,105 + 0,077 + 0,008 + 0,744 ):0,60 = 1,557 кг.

Для расчета вещественного состава пыли принимаем, что данные металлы находятся в пыли на 50% в виде сульфидов , , и (50%), оксидов , , и (50%).

Масса Ni в рассчитывается:

кг.

Тогда масса серы в рассчитывается:

,

где - масса никеля в пыли,

- масса серы в в медно – никелевом штейне,

- масса никеля в в медно – никелевом штейне.

кг.

Тогда масса в пыли равна 0,0525 + 0,019 = 0,0715 кг.

Аналогично рассчитываются массы для остальных сульфидов.

Масса Ni в рассчитывается:

кг.

Масса кислорода в рассчитывается:

,

где: - масса Ni в пыли(0,0525 кг),

- масса O в пыли,

- молекулярная масса Ni (58,71 г/моль),

- молекулярная масса O (16 г/моль).

Тогда масса в пыли равна 0,0525 + 0,0143 = 0,0668 кг.

Аналогично рассчитываются массы для остальных оксидов.

Результаты расчета массы и вещественного состава пыли сводим в таблицу.

Таблица № 9 Масса пыли и ее вещественный состав

Соединения

Элементы, кг

Ni

Cu

Co

Fe

S

O2

Прочие

Всего

Ni3 S2

0,053

0,019

0,072

NiO

0,053

0,014

0,067

Cu2 S

0,039

0,010

0,048

Cu2 O

0,039

0,005

0,043

CoS

0,004

0,002

0,006

CoO

0,004

0,001

0,005

FeS

0,372

0,214

0,586

FeO

0,372

0,107

0,479

Прочие

0,251

0,251

Всего

0,105

0,077

0,008

0,744

0,245

0,127

0,251

1,557

Содержание,%

6,743

4,945

0,530

47,782

15,712

8,148

16,140

100,000

2.2.5 Масса кварцевого флюса, массы и состав конвертерного шлака

Для расчета массы кварцевого флюса учитываем его флюсующую способность. Вычислим массу кремнезема, необходимого для ошлакования 48,112 кг железа, содержащегося в конвертерном шлаке, и 5,8 кг железа в кварцевом флюсе. Соответственно

54,0 кг Fe требуют 16,5 кг SiO2

48,112 кг Fe требуют X кг SiO2

Тогда X = 14,7 кг

54,000 кг Fe требуют 16,5 кг SiO2

5,8 кг Fe требуют X кг SiO2

Тогда X = 1,772 кг

Шлакующая способность кварцевого флюса:

72,5-1,772=70,728 %.

Масса кварцевого флюса:

кг

С рассчитанным количеством кварцевого флюса в конвертер поступит:

кг SiO2

Аналогично для Fe (1,206 кг); Fe2 O3 (1,497 кг); CaO (0,603 кг); MgO (0,436);

Al2 O3 (1,226 кг) и прочих (1,954 кг).

Для расчета массы и вещественного состава конвертерного шлака принимаем по данным литературы и практики, что никель в нем находится на 50% в виде и на 50% в виде , медь на 85% в виде и на 15% в виде , кобальт – на 25% в виде и на 75% в виде , а железо – в виде , и (соответственно 10; 35 и 55 % от его массы в конвертерном шлаке). Количество прочих в шлаке находим из баланса их прихода и расхода:

1,160 + 1,954 - ( 0,252 + 0,251 ) = 2,610 кг.

Результат сводим в таблицу.

Содержание железа и кремнезема в шлаке оказалось несколько выше заданного (из-за недостаточного количества прочих), но их соотношение 54,0:16,5 выдержано, что свидетельствует о правильности расчета количества кварцевого флюса.

2.2.6 Расчет количества воздуха и отходящих газов

Масса серы, переходящей в газовую фазу:

27,0 - ( 4,639 + 0,245 + 3,291 ) = 18,829 кг

Считаем, что сера в газовой фазе находится полностью в виде . Масса кислорода, потребного для связывания серы в ,

Масса 18,829 + 18,794 = 37,623 кг, а объем (рассчитан при нормальных условиях)


Таблица № 10 Масса конвертерного шлака и его вещественный состав

Соединения

Элементы ,кг

Ni

Cu

Co

Fe

S

O2

SiO2

CaO

MgO

Al2 O3

Прочие

Всего

Ni3 S2

0,578

0,210

0,788

NiO

0,578

0,157

0,735

Cu2 S

0,785

0,198

0,984

Cu2 O

0,139

0,017

0,156

CoS

0,094

0,051

0,145

CoO

0,283

0,077

0,359

FeS

4,932

2,832

7,763

Fe3 O4

17,261

6,595

23,856

FeO

27,125

7,772

34,897

SiO2

15,069

15,069

CaO

0,603

0,603

MgO

0,436

0,436

Al2 O3

1,226

1,226

Прочие

2,610

2,610

Всего

1,155

0,924

0,377

49,318

3,291

14,618

15,069

0,603

0,436

1,226

2,610

89,628

Содержание,%

1,289

1,031

0,420

55,025

3,672

16,310

16,813

0,673

0,487

1,368

2,912

100,000


Теоретическая масса кислорода для переработки 100 кг штейна соответственно:

( 18,794 + 0,127 + 14,618 ) - ( 3,49 + 0,291 ) = 29,758 кг, объем (при нормальных условиях):

Примем коэффициент использования кислорода дутья ванной конвертера равным 95%, тогда практический объем и масса кислорода:

м3

кг.

Масса воздуха, подаваемого в конвертер:

кг.

Воздух содержит 136,183 – 31,322 = 104,861 кг или

м3 азота.

Масса и объем избыточного кислорода в газах 31,322 – 29,753 = 1,565 кг и

21,926 – 20,827 = 1,095 м3 соответственно.

Данные расчета количества и состава отходящих газов сводим в таблицу.

Таблица № 11 Содержание отходящих газов и их состав

Газы

количество, кг

Массовое содержание, %

Объем, м3

Объемное содержание, %

SO2

37,614

26,115

13,153

13,403

O2

1,566

1,087

1,096

1,117

N2

104,852

72,798

83,882

85,480

Всего

144,032

100,000

98,130

100,000

2.2.7 Материальный баланс процесса конвертирования

Для проверки правильности выполненных расчетов и удобства пользования ими сводим результаты расчетов в таблицу материального баланса.


Таблица № 12 Материальный баланс конвертирования медно – никелевого штейна, кг

Параметр

Всего

Ni

Cu

Co

Fe

S

SiO2

CaO

MgO

Al2 O3

O2

N2

Прочие

Поступило

Штейн

100,000

10,500

7,700

0,550

49,600

27,000

3,490

1,160

Кварцевый флюс

20,785

1,206

15,069

0,603

0,436

1,226

0,291

1,954

Воздух

136,171

31,319

104,852

Всего

256,956

10,500

7,700

0,550

50,806

27,000

15,069

0,603

0,436

1,226

35,101

104,852

3,114

Получено

Файнштейн

21,739

9,240

6,699

0,165

0,744

4,639

0,252

Конвертерный шлак

89,628

1,155

0,924

0,377

49,318

3,291

15,069

0,603

0,436

1,226

14,618

2,610

пыль

1,557

0,105

0,077

0,008

0,744

0,245

0,127

0,251

газы

144,032

18,825

20,356

104,852

Всего

256,956

10,500

7,700

0,550

50,806

27,000

15,069

0,603

0,436

1,226

35,101

104,852

3,114

Невязка баланса

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000


3 Аппаратно-технологическая схема конверторного передела

Список использованной литературы

1. Бабаджан, Худяков.Конвертирование полиметаллических штейнов.

2. Тавастшерна С.С., Карасев Ю.А. Конвертирование медно-никелевых штейнов.М.,»Металлургия», 1972, 72 с.

3. Петровия С.Н, журнал «Цветные металлы», выпуск №12, 2004.

4. Петровия С.Н, журнал «Цветные металлы», выпуск №10, 2006.

5. Ю.М. Смирнов, В.Н.Бричкин Специальный курс по технологии пирометаллургического производства, методические указания, СПб 2003 19с

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий