Конвертирование медного штейна. Расчет материального и теплового балансов, воздухоподводящей системы горизонтального конвертера, страница 10

2). Количество  участвующего в процессе.

В конвертер поступает :

со штейном – 50,74 кг;

с холодными материалами – 4,94 кг.

С кремнистой рудой поступает 0,27 кг халькопирита . Реакция диссоциации халькопирита следующая:  [1]. Определим, сколько  иполучается в результате диссоциации:

на 183,5 г/моль CuFeS2      приходится      88 г/моль FeS

            на 0,27 кг CuFeS2                приходится      mFeS кг FeS

            .

            Содержание серы найдем из соотношения:

на 734 г/моль CuFeS2         приходится      64 г/моль S2

            на 0,27 кг CuFeS2               приходится      mS2 кг S2

            .

Количество  равно:

Всего количество составляет 50,74 + 4,94 + 0,13 = 55,81 кг.

Известно, что  взаимодействует   и . Эти соединения поступают в конвертер с кремнистой рудой. Определим, сколько  участвует в следующих реакциях:

 [1];

[1].

В 31,54 кг кремнистой руды содержится 0,78 кг , тогда:

на 88 г/моль FeS         приходится      143 г/моль Cu2O

            на mFeS кг FeS              приходится      0,78 кг Cu2O

            .

В 31,54 кг кремнистой руды содержится 1,68 кг , тогда:

на 88 г/моль FeS         приходится      160 г/моль Fe2O3

            на mFeS кг FeS             приходится      0,78 кг Fe2O3

            .

            Итого в реакциях участвует 0,57 кг .

В шлаке содержится 5,2 кг .

Необходимо окислить 55,81 – (5,2 + 0,57) = 50,04 кг .

3).  Окисление железа и серы.

В виде магнетита:

в конвертерном шлаке содержится 14,56 кг железа;

с горячим штейном поступает 9,93 кг железа;

с холодными материалами приходит 1,43 кг железа;

по реакциям образуется 1,2 кг железа.

Всего до магнетита окисляется 14,56 – (9,93 + 1,43 + 1,2) = 2 кг железа.

В виде оксида железа :

В конвертерном шлаке содержится 38,82 кг железа;

с холодными материалами приходит 8,62 кг железа;

по реакциям образуется 0,3 кг железа.

Всего до оксида железа  кислородом дутья окисляется 38,82 – (8,62 + 0,3) = 29,9 кг железа.

Найдем количество кислорода O2, необходимое для окисления железа до магнетита:

 O2 .

Количество кислорода O2, необходимое для окисления железа до оксида  найдем аналогично:

 O2 .

Всего на окисление железа требуется 0,76 + 8,54  = 9,3 кг кислорода O2 .

В первый период конвертирования окисляется 18,2 кг серы S, поступающей в виде . В результате диссоциации халькопирита образуется еще 0,09 кг серы S. следовательно, всего окисляется  S.

Сера окисляется до  и  . Примем следующее соотношение: . Определим сколько серы окисляется до :

серы.

Сера окисляется по реакции , найдем количество.

на 32 г/моль S          приходится    64 г/моль SO2

            на 15,68 кг S             приходится    mSO2 кг SO2

            .

            Тогда количество кислорода O2, необходимого для окисления серы найдем следующим образом: .

Определим сколько серы окисляется до :

серы.

Сера окисляется по реакции , найдем количество.

на 32 г/моль S          приходится    80 г/моль SO3

            на 2,61 кг S               приходится    mSO3 кг SO3

            .

            Тогда количество кислорода O2, необходимого для окисления серы найдем следующим образом: .

Всего на окисление серы  требуется 15,68 + 3,92 = 19,6 кг кислорода O2 .

На окисление железа и серы требуется 9,3 + 19,6 = 28,9 кг кислорода O2 .

На основании практики примем, что процент использования кислорода 95 %. Определим необходимое количество кислорода:

.

Избыток кислорода равен 30,42 – 28,9 = 1,52 кг.

В первый период конвертирования необходимо подать воздуха (по массе):

.

С воздухом подается азота 130,56 – 30,42 = 100,14 кг.

В первом периоде конвертирования загружается 31,54 кг кремнистой руды.

Из этого количества в газы выделяется влага к количестве 1,62 кг.

Заполним таблицу:

Таблица 2.5

Количество и состав газов первого периода конвертирования

Газ

Вес, кг

%

SO2

31,36

22,21

SO3

6,53

4,62

O2

1,52

1,08

N2

100,14

70,94

H2O

1,62

1,15

Всего

141,17

100,00