Расчет материального баланса агломерационного обжига свинцовых концентратов (десульфуризация при плавке составляет 33%)

тн3 Расчет материального баланса агломерационного обжига свинцовых концентратов

На обжиг поступает шихта, состоящая из свинцового концентрата, флюсов. В качестве флюсов используют известняк и железную руду. Железная руда содержит 55% Fe и 15% SiO₂. Fe в железной руде присутствует в форме FeO. Известняк содержит 54,2% CaO и 0,4% SiO₂.

Состав свинцового концентрата представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Состав свинцового концентрата

элементы	%
Pb	51
Zn	8
Cu	2
S	20
Fe	8
SiO2	3
Al2O3	1
CaO	2
прочие	5
Всего	100

Проведем расчет рационального состава свинцового концентрата и представим в таблице 2.

Таблица 2 - Рациональный состав свинцового концентрата.

Элемент	Pb	Zn	Fe	Cu	S	SiO2	Al2O3	CaO	Прочие	Всего
PbS	51	-	-	-	7,88	-	-	-	-	58,88
ZnS	-	8	-	-	3,94		-	-	-	11,94
FeS2	-		4,59	-	5,1	-	-	-	-	9,69
Fe7S8	-	-	1,75	-	2	-	-	-	-	3,75
CuFeS2	-	-	1,66	2	1,08	-	-	-	-	4,74
SiO2	-	-	-	-	-	3	-	-	-	3
Al2O3	-	-	-	-	-	-	1	-	-	1
CaCO3	-	-	-	-	-	-	-	2	1,57	3,57
Прочие	-	-	-	-	-	-	-	-	3,43	3,43
Всего	51	8	8	2	20	3	1	2	5	100

          _{239           207}

PbS — Pb                   x = 58,8 кг PbS

^{x             51}    

58,8 – 51 = 7,88 кг S   

 

    _{97              65}

ZnS — Zn                   x = 11,94 кг ZnS

^{x             8}       

11,94– 8 = 3,94 кг S

  _{183,5                  63,5}

CuFeS₂ — Cu             x = 14,4 кг CuFeS₂

^{x                     5} 

      _{183,5               56}

CuFeS₂ — Fe              x = 4,4 кг Fe

^{14,4                x}      

14,4 – (4,4+5) = 5 кг S

    _{120             56}

FeS₂ — Fe                   x = 1500 кг FeS₂

^{x               700}           

1500 – 700 = 800 кг S

3500 – (700 + 62) = 2738 кг Fe в Fe₇S₈

      

    _{648               392}

Fe₇S₈ — 7Fe               x = 4526 кг Fe₇S₈

^{x                  2738}    

4526 – 2738 = 1788 кг S

Подсчет штейна

Расчет штейна введем на 100 кг концентрата. Десульфуризация при плавки применяем равной 33%. Содержание Cu в штейне 20%. В столь бедный штейн удается перевести немного меди из шихты. В штейн при плавки переходит 70% Cu. Состав штейна: Pb-10%, Zn-5%, S- 20%, Cu-15%, Fe-50%.

Меди в штейне 2 · 0,8 = 1,6 кг. Тогда масса штейна составит х        -         100

1,6     -         15                    х = 17,5 кг

10,7   -         100

х        -         20                       х = 2,14 кг S содержится в штейне

2,14   -         70

х        -         100                    х = 3,06 кг S в агломерате

Степень обжига составит

90      -         100

3,06   -         х                 х = 3,4

Десульфуризация  

Подсчет шлака

Предварительно подсчитаем состав шлака при условии самоплавкости концентрата, т.е.  при плавке без всяких флюсов.

100    -      10,7

50      -      х              х = 5,35 кг Fe в штейне

В шлак перейдет 8 – 5,35 = 2,65 кг Fe

Fe – FeO

56   –   72

2,65  –    х                     х = 3,41 кг  FeO в шлаке

Состав шлака при плавке концентрата без флюсов приведен в таблице 3.

Таблица 3 – Состав шлака при плавке концентрата без флюсов.

Компоненты	кг	%
SiO2	5	38,8
FeO	4,6	35,7
CaO	2	15,5
Итого	11,6	90

При плавке без флюсов получится очень кислый шлак с малым содержание оксида Ca и Fe отсюда следует, что концентрат не самоплавкий и требуются флюсы  (железная руда и известняк).

Для того чтобы рассчитать количество флюсов нужно задаться типом шлака.

Тип шлака П с содержанием SiO₂ – 35%, FeO – 38%, CaO – 17%.

Рассчитаем флюсующую способность железной руды.

15 кг SiO₂   –  х кг FeO

35 кг SiO₂   –  38 кг FeO             х = 16,3 кг FeO

Железа в железной руде 55 кг, тогда

Fe – FeO

56   –   72

55  –    х                     х = 70,7 кг  FeO в железной руде

70,7 – 16,3 = 54,4 кг FeO_связ

Флюсующая способность железной руды 54,4 %. Необходимое количество железной руды определяем из следующего соотношения, на 35 кг SiO₂ в шлаке требуется 38 кг FeO.

35   –   38

5    –    х                     х = 5,4 кг  FeO

За вычетом FeO переходящего в шлак из концентрата необходимо добавить

5,4 – 4,6 = 0,8 кг FeO

 кг FeO

Необходимое количество известняка определяем из следующего соотношения, на 35 кг SiO₂ в шлаке требуется 17 кг CaO.