Электроплавка медно-никелевых руд на штейн, страница 5

Таблица 7

Вещественный состав шихты, % (по массе)

Соед-е	Всего	Ni	Cu	Co	Fe	S	O	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	Проч.
Ni₃S₂	4,49	3,29				1,20
NiO	1,18	0,93					0,25
Ni FeS₂	1,83	0,60			0,57	0,66
Cu₂S	2,77		2,21			0,56
CuFeS₂	0,99		0,34		0,30	0,35
Co S	0,02			0,01		0,01
CoO	0,17			0,13			0,04
FeS	11,42				7,25	4,17
Fe₇S₈	4,73				2,85	1,88
Fe₂O₃	10,63				7,43		3,20
Fe₃O₄	9,96				7,21		2,75
SiO₂	27,52							27,52
Al₂O₃	5,23								5,23
CaO	1,97									1,97
MgO	14,34										14,34
прочие	2,75											2,75
Итого	100,00	4,82	2,55	0,14	25,61	8,83	6,24	27,52	5,23	1,97	14,34	2,75

1.4. Расчет степени десульфуризации новой шихты

Все справочные данные оставим те же, что принимали выше (извлечение цветных металлов в штейн: Ni – 97%, Cu – 95,7%, Co – 82,2%).

При плавке 100 кг шихты получается штейн, содержащий цветных металлов по массе:

Ni – 4,82∙0,970 = 4,68 кг

Cu – 2,55∙0,957 = 2,44 кг

Co – 0,14∙0,822 = 0,12 кг

цветных металлов – 4,68+2,44+0,12 = 7,24 кг

Сумму цветных металлов в штейне принимаем равной 22,3%. Следовательно, выход штейна равен:

m(штейна) = 7,24:0,223 = 32,47 кг

Содержание серы в штейне равно 25,1%.

m(S в шт) = 32,47∙0,251 = 8,16 кг

Таким образом, десульфуризация шихты равна:

Такой процент десульфуризации оптимален в электропечи. Значит, проводим дальнейший расчет – расчет основных статей материального баланса электроплавки.

1.5. Расчет основных статей материального баланса электроплавки

Расчет массы штейна

Расчет проводим, учитывая, что 1,5% от массы шихты уходит в пыль.

1. 4CuFeS₂ ® 2Cu₂S + 4FeS + S₂

m(CuFeS₂) = 0,99-0,01 = 0,98 кг

4∙183,5 CuFeS₂ - 2∙159,1 Cu₂S

Þ х = m_шт(Cu₂S) = 0,42 кг

0,98 CuFeS₂ – х Cu₂S

m(Cu в Cu₂S) = ;

m(S в Cu₂S) = 0,08 кг.

4∙183,5 CuFeS₂ - 4∙87,9 FeS

Þ х = m(FeS) = 0,47 кг

0,98 CuFeS₂ – х FeS

m(Fe в FeS) = ;

m(S в FeS) = 0,17 кг.

m(S₂) = 0,98–0,42–0,47 = 0,09 кг.

Всего в штейне содержится 2,44 кг Cu. По реакции диссоциации в него переходит 0,34 кг Cu. Следовательно, 2,1 кг Cu переходит в штейн вместе с Cu₂S из исходной шихты.

m_шт(Cu₂S) =

(S в Cu₂S) = 0,08+0,53 = 0,61 кг.

2. CoO + Fe ® Co + FeO

Всего в штейне 0,12 кг Co.

m_шт(Co_мет) = 0,12 кг

m(CoO) =

m(O в CoO) = 0,03 кг.

58,9 Co – 55,8 Fe

Þ х = m(Fe_мет) = 0,11 кг

0,12 Co – х Fe

m(FeO) = m(Fe_мет) + m(O в CoO) = 0,11+0,03 = 0,14 кг.

3. 6NiFeS₂ ® 2Ni₃S₂ + 6FeS + S₂

m(NiFeS₂) = 1,83-0,03 = 1,80 кг

6∙178,7 NiFeS₂ - 2∙240,3 Ni₃S₂

Þ х = m_шт(Ni₃S₂) = 0,81 кг

1,80 NiFeS₂ – х Ni₃S₂

m(Ni в Ni₃S₂) = ;

m(S в Ni₃S₂) = 0,22 кг.

6∙178,7 NiFeS₂ - 6∙87,9 FeS

Þ х = m(FeS) = 0,89 кг

1,80 NiFeS₂ – х FeS

m(Fe в FeS) = ;

m(S в FeS) = 0,33 кг.

m(S₂) = 1,80–0,81–0,89 = 0,10 кг.

Весь Ni₃S₂ из шихты переходит в штейн:

m_шт(Ni₃S₂) = 4,49-0,07 = 4,42 кг

m_шт(Ni в Ni₃S₂) = ;

m_шт(S в Ni₃S₂) = 1,18 кг.

Всего в штейне содержится 4,68 кг Ni. По реакции диссоциации в него переходит 0,59 кг Ni, из исходной шихты с Ni₃S₂ – 3,24 кг. Следовательно, 0,85 кг Ni переходит в штейн из NiO.

m(Ni в NiO) = 0,85 кг

m(NiO) =

4. NiO + Fe ® Ni + FeO

На реакцию образования металлического никеля принимаем 50% от всей массы NiO.

m(NiO) = 1,08∙0,5 = 0,54 кг

m_шт(Ni_мет) = m(Ni в NiO) = ;

m(O в NiO) = 0,11 кг.

58,7 Ni – 55,8 Fe

Þ х = m(Fe_мет) = 0,40 кг

0,43 Ni – х Fe

m(FeO) = m(Fe_мет) + m(O в NiO) = 0,40+0,11 = 0,51 кг.

5. 6NiO + 6FeS ® 2Ni₃S₂ + 2FeO + S₂

На реакцию образования Ni₃S₂ принимаем 50% от всей массы NiO.

m(Ni в NiO) = ;

m(O в NiO) = 0,12 кг.

6∙74,7 NiO – 6∙87,9 FeS

Þ х = m(FeS) = 0,64 кг

0,54 NiO – х FeS

m(Fe в FeS) = ;

m(S в FeS) = 0,13 кг.

6∙74,7 NiO - 2∙240,3 Ni₃S₂

Þ х = m_шт(Ni₃S₂) = 0,58 кг

0,54 NiO – х Ni₃S₂

m(Ni в Ni₃S₂) = m(Ni в NiO) = 0,42кг

m(S в Ni₃S₂) = 0,16 кг.

m(FeO) = m(Fe вFeS) + m(O в NiO) = 0,41+0,12 = 0,53 кг.

m(S₂) = 0,54+0,64–0,58–0,53 = 0,07 кг.

Суммарная масса Ni₃S₂в штейне: 0,81+4,42+0,58 = 5,81 кг

m_шт(Ni в Ni₃S₂) = 0,59+3,24+0,42 = 4,25 кг;

m_шт(S в Ni₃S₂) = 1,56 кг.

6. 2Fe₇S₈ ® 14FeS + S₂

m(Fe₇S₈) = 4,73-0,07 = 4,66 кг

2∙647,4 Fe₇S₈ - 14∙87,9 FeS

Þ х = m(FeS) = 4,43 кг

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Скачать файл