Конвертирование медно-никелевых штейнов, страница 3

2.Расчёт  процесса  конвертирования  медно-никелего штейна.

2.1.Задание.

Рассчитать  технологический  процесс  конвертирования  медно-никелего  штейна, содержащего:  6,82%  Cu_шт;  26,2%  S_шт;  49,31% Fe_шт;  8%Fe ;     8,3% Ni_шт;   0,35%Co_шт.   

В  качестве  флюса используется  , %: 63,8 SiO_2ф; 5,1 Fe_ф; 3,6 CaO_ф; 

14.7 Al₂O_3ф; 3.1MgO_ф.

2.2.Вещественный  состав  штейна.

Количество  Cu₂S  в  штейне:

1.2523*Cu_шт=1.2523*6.82=8.541

Количество  Ni₃S₂  в  штейне:

1.3641*Ni_шт=11.322

Количество  FeS:

2.7420(S_шт-0.3641*Ni_шт-0.2523*Cu_шт-0.5440*Co_шт)=58.314

A=(S_шт-0.3641Ni_шт-0.2523Сu_шт-0.5440Сo_шт)

Количество  FeO:

1.2865(Fe_шт-1.7420(S_шт-0.3641Ni_шт-0.2523Сu_шт-0.5440Сo_шт)-Fe_{мет. шт.})=5.484

Количество  СoS:

1.5440*Co_шт=0.54

Количество  прочих  компонентов:

100-(Ni₃S₂+Cu₂S+CoS+FeS+FeO+Fe_мет)=7.799

Количество Fe в FeS:

1.7420*A=37.047

Количество Fe в FeO:

B=Fe_шт-1.7420*A-Fe_{мет. шт.}=4.263

Содержание остальных компонентов в:

Ni₃S₂: 0.3641*Ni_шт=3.022

Cu₂S: 0.2523*Cu_шт=1.721

CoS: 0.544*Co_шт=0.19

Прочих: 0.2865*B=7.799

FeS: A=21.267

2.3.Вещественный состав флюса.

         Содержание соединений металлов во флюсе:

B=SiO_2Ф-1.1785*Ai₂O_3Ф-1.0713*CaO_Ф-1.4908*MgO_Ф.

1.  SiO₂=B=37.998

2.  Al₂O₃*2SiO₂*H₂O=2.5320*Al₂O_3Ф=37.22

3.  Fe₂O₃*0.5 H₂O=1.6717*Fe_Ф=8.526

4.  CaO*SiO₂=2.0713*CaO_Ф=7.457

5.  MgO*SiO₂=2.4908*MgO_Ф=7.721

Прочие: 11-(37.22+8.526+7.457+7.721+37.998)=1.078

Содержание кремнезёма и железа в соединениях флюса:

SiO₂ в Al₂O₃*2SiO₂*H₂O=1.1785*Al₂O_3Ф=17.324

Fe в Fe₂O₃*0.5H₂O=Fe_Ф=5.1

SiO₂ в CaO*SiO₂=1.0713*CaO_Ф=3.857

SiO₂ в MgO*SiO₂=1.4908*MgO_Ф=4.621

Содержание воды в каждом из соединений флюса:

H₂O в Al₂O₃*2SiO₂*H₂O=0.3535*Al₂O_3Ф=5.196

H₂O в Fe₂O₃*0.5H₂O=0.2420*Fe_Ф=1.234

Содержание остальных компонентов во флюсе:

Al₂O₃*2SiO₂*H₂O: Al₂O_3Ф=14.7

Fe₂O₃*0.5 H₂O: 0.4297*Fe_Ф=2.191

CaO*SiO₂:  CaO_Ф=3.6

MgO*SiO₂: MgO_Ф=3.1

2.4.Расчет вещественного состава конвертерного шлака и файнштейна.

Принимаем содержание , %;

При нахождении количественных вещественных составов файнштейна и конвертерного шлака и количества флюса принимаем следующие промежуточные данные:

(S)_фшт=23.5;  (Fe)_фшт=2.5;   прочие=0.6

(Ni)_кш=16.2;  (Co)_кш=0.14;  (S)_кш=2.9;   (SiO₂)_кш=22; 

(Fe₃O₄)_кш=16.2;  (Cu)_кш=1.1; n=0.35;  k=0.4.

Обозначим предварительные количества: файнштейна-x, конвертерного шлака-y, флюса-z.

Рассчитываем  количества  компонентов:

NiO_к.ш =1,2726*n*(Ni)_к.ш *0,01*y;

Cu₂S_к.ш =1,2523*Cu_к.ш*0,01*y;

S_фшт.=(S)_фшт*0,01*x;

Fe_фшт=(Fe)_фшт*0,01*x;

Прочие  = 0,6*0,01*x;

Ni₃S_2кш=1,3641*(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y;

CoO_кш=1,2715*(Co)_кш*0,01*y;

Fe₃O_4кш=(Fe₃O₄)_кш*0,01*y;

Fe_кш=Fe_кш+(Fe)_фшт*0,01*z-Fe_фшт;

Ni  в  Ni₃S_2кш=(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y;

Ni в  NiO_кш=n*(Ni)_кш*0,01*y;

Серы  в  Ni₃S_2кш=0,3641*(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y;

         Серы  в  Cu₂S_кш=0,2523*(Cu)_кш*0,01*y;

Cu  в Cu₂S_кш=(Cu)_кш*0,01*y;

 O  в  NiO_кш=0,2725*n*(Ni)_кш*0,01*y;

O  в  CoO_кш=0,2715*n*(Co)_кш*0,01*y;

S в  FeS_кш=(S)_кш*0,01*y-0,3641*(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y-0,2523*(Cu)_кш*0,01*y;

         FeS_кш=2,7420*(S)_кш*0,01*y-0,3641*(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y-                0,2523*(Cu)_кш*0,01*y;

         Fe в  FeS_кш=0,6353* FeS_кш;

Fe в Fe₃O_4кш=0,7236* Fe₃O_4кш;

O  в Fe₃O_4кш=0,2764* Fe₃O_4кш;

         Fe в  FeO_кш=Fe_кш-0,6353* FeS_кш-0,2764* Fe₃O_4кш;

         O в  FeO_кш=0,2865*(Fe_кш-0,6353* FeS_кш-0,2764* Fe₃O_4кш);

         FeO_кш=1,2865*(Fe_кш-0,6353* FeS_кш-0,2764* Fe₃O_4кш);

         SiO_2кш=(SiO₂)_кш *0,01*y;

         Al₂O_3кш=(Al₂O₃)_ф*0,01*z;

CaO_кш=(CaO)_ф*0,01*z;

MgO_кш=(MgO)_ф*0,01*z;

         П_{к.ш 1}=П_шт+(П)_фшт*0,01*z-П_фшт;

          Co_фшт=Co_шт-(Co)_кш*0,01*y;

          Ni_фшт=Ni_шт-(Ni)_кш*0,01*y;

          Cu_фшт=Cu_шт-(Cu)_кш*0,01*y;

На  основании  выведенных  выражений  составляем  систему  уравнений:

        x=_.Ni_фшт+Cu_фшт+Co_фшт+Fe_фшт+S_фшт+П_фшт;

        y=Cu₂S_кш +FeS_кш +Fe₃O_4кш+FeO_кш +SiO_2кш+Al₂O_3кш+CaO_кш +П_кш+

                   +NiO+Ni₃S₂+CoO_кш+MgO_кш

             z=(SiO₂)_{к.ш 1}*y/(SiO₂)_ф

Из  полученных  выше  уравнений  находим:

Y= 114;

X=16,511;

Z=39,31;

j=(0,3641*Ni_фшт+0,2523*Cu_фшт+0,544*Co_фшт+0,574*Fe_фшт-S_фшт)/

(0,3641+0,2523*k);

Cu_{мет.фшт}=k*j;

Ni_{мет.фшт}=j;

Cu в  Cu₂S_фшт = Cu_фшт –k*j;

Серы  в  Ni₃S_2фшт=0,3641*( Ni_фшт –k*j);

Серы  в  Сu₂S_фшт=0,2523*(Cu_фшт  -k*j);

Серы  в  СoS_фшт   =0,544*Co_фшт ;

Серы  в  FeS_фшт =0,574*Fe_фшт ;

Ni  в  Ni₃S_2фшт = Ni_фшт –j;

Ni₃S_2фшт =1,3641*( Ni_фшт –j);

Сu₂S_фшт=1,2523*( Cu_фшт –k*j);

СoS_фшт   =1,544*Co_фшт ;

FeS_фшт =2,7471*0,574*Fe_фшт ;

Рассчитаем  количество  компонентов  с  учётом  полученных  масс :

NiO_к.ш =1,2726*n*(Ni)_к.ш *0,01*y=0,86

Cu₂S_к.ш =1,2523*Cu_к.ш*0,01*y=1,57

S_фшт.=(S)_фшт*0,01*x=3,88

Fe_фшт=(Fe)_фшт*0,01*x=0,413;

Прочие  = 0,6*0,01*x=0,99;

Ni₃S_2кш=1,3641*(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y=1,72;

CoO_кш=1,2715*(Co)_кш*0,01*y=0.2;

Fe₃O_4кш=(Fe₃O₄)_кш*0,01*y=18,47;

Fe_кш=Fe_кш+(Fe)_фшт*0,01*z-Fe_фшт=50,9;

Ni  в  Ni₃S_2кш=(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y=1,26;

Ni в  NiO_кш=n*(Ni)_кш*0,01*y=0,68;

Серы  в  Ni₃S_2кш=0,3641*(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y=0,46;

         Серы  в  Cu₂S_кш=0,2523*(Cu)_кш*0,01*y=0,32;

Cu  в Cu₂S_кш=(Cu)_кш*0,01*y=1,25;

 O  в  NiO_кш=0,2725*n*(Ni)_кш*0,01*y=0,18;

O  в  CoO_кш=0,2715*n*(Co)_кш*0,01*y=0,04;

      S в  FeS_кш=(S)_кш*0,01*y-0,3641*(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y-0,2523*(Cu)_кш*0,01*y=

                       =2,53;

   FeS_кш=2,7420*(S)_кш*0,01*y-0,3641*(1-n)*(Ni)_кш*0,01*y-0,2523*(Cu)_кш*0,01*y=

              =6,94;

          Fe в  FeS_кш=0,6353* FeS_кш=4,41;

Fe в Fe₃O_4кш=0,7236* Fe₃O_4кш=13,36;

O  в Fe₃O_4кш=0,2764* Fe₃O_4кш=5,1;