Конвертирование медно-никелевых штейнов

Страницы работы

37 страниц (Word-файл)

Содержание работы

 Министерство  общего и профессионального  образования  Р.Ф.

Санкт-Петергбургский  государственный  горный  институт

                                              (технический  университет)

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ (РАБОТА)

         Дисциплина:  Основы  технологии  получения  металлов.

                                      ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ   ЗАПИСКА

                Тема :   КОНВЕРТИРОВАНИЕ  МЕДНО–НИКЕЛЕВЫХ  ШТЕЙНОВ .

Автор: студент  гр. ЭП-95-2       _____________                            /Морозов.А.В./ 

                                                       ( подпись)                                     (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА:_________

Дата:_________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта, доц.     ____________                                 /Савва В.П../      

                                                    (подпись)

                                                 Санкт-Петербург

                                                                1999 год

                                             Аннотация.

В данной работе описаны физико-химические основы процесса  кoнвертирования медно-никелевых штейнов. Даны общие сведения о технологии, конструкции, энергетики, газоходной системы и технико-экономических показателей процесса конвертирования. Приведен расчет тепловой работы конвертера,  газоходной  и  воздухоподводящей  системы .

The summary.

In given work is described physicist-chemical bases of process of converting nickel  shtainov. Given general information on technologies, designs, energy, system gazohod and technical-econmic factors of process of converting. Brought calculation of heat work  konverter, gazohod and air systems .

Оглавление:

1.  Введение  ……………………………………………………………6

2.  Расчет процесса  конвертирования  Cu/Ni  штейна    ……………12

3.  Расчет  конвертера    …………………………………….…………21

4.  Тепловой  баланс конвертера  ……………………………………..24

5.  Расчет  газоходной  системы   …..…………………………………28

6.  Список  используемой  литературы  ………………………………43

7.  Приложение   ………………………………………………………44

1.Введение [лит.7]

Назначение конвертирования - обогащение штейна рудных и обеднительных электропечей путем окисления содержащегося в них сернистого железа кислородом воздуха до файнштейна, удаление из конвертера окислившейся серы в виде газа (SO2), направляемого в сернокислотное производство, и ошлакование окислившегося железа кремнекислым флюсом (кварцитом) с образованием конвертерного шлака, передаваемого на обедпительную плавку.

Процесс конвертирования осуществляется путем продувки сжатого воздуха через штейн в присутствии кварцита. При этом преобладают следующие реакции:

2Fe+O2+SiO2 = 2FeO*SiO2 + 586000 кДж                                                                            2FеS-302+ SiO2 = 2FeO * SiO2+2SO2 + 1000000 кДж                                                              3FeS +502 = Fe3O4 + 3SO2 +1700000кДж

В первую очередь происходит окисление металлического железа и его сульфида с образованием окислов железа, в т.ч. Fe3O4.

Образовавшийся магнетит при высокой температуре реагирует о кремнеземом кварцевого флюса и сульфидом железа по реакции:   3Fe3O4+FeS+5SiO2=5(2FeO*SiO2)+SO2-238800кДж                                                                                                                  давая фаялитовый шлак,

Для получения текучих  шлаков, содержащих относительно меньше магнетита, нужно вести процесс конвертирования "горячо" с избытком кварцевого флюса, так как между содержанием SiO2 и Fe3O4 в конвертерном шлаке существует эмпирическая взаимозависимость . Повышенное содержание магнетита в конвертерном шлаке увеличивает содержание цветных металлов в нем, а повышенное содержание кремнезема (25-28%) уменьшает его, .так как кремнезем способствует разрушению магнетита и снижает растворимость в шлаке    сульфидов цветных металлов.

Кроме того, богатые кремнеземом конвертерные шлаки снижают плотность шлаков обеднительных электропечей и сокращают потери с ними цветных металлов, улучшал условия отстаивания штейнов за счет увеличения разности плотностей шлака и штейна ОЭП.

Процесс конвертирования состоит из двух периодов: набора конвертерной массы и варки файнштейна.

В первом периоде, когда конвертерная масса богата железом (более 20%), его сульфид интенсивно реагирует с образующимися в зоне окисления окислами цветных металлов, переводя их в сульфида и предупреждая их ошлакование, МеО +FeS = MeS + FeO т.е. выполняет по отношению к меди, никелю и кобальту защитную роль.

Во втором периоде, после прекращения набора штейна, с началом варки и доводки файнштейна, содержание железа в конвертерной маcсе снижается и начиная, примерно, с 16% и ниже, цветные металлы, в первую очередь кобальта, интенсивно окисляясь, начинают переходить в шлак,

Для никеля и кобальта это особенно заметно, когда содержание железа падает соответственно ниже 8 и 12 процентов , и содержание никеля и кобальта в шлаке повышается в несколько раз.

В этом же периоде в сульфидной массе понижается содержание серы и получает развитие реакция:

Ni3S2+4NiO=7Ni+2SO2-582000кДж

то есть  образуется  металлическая  фаза ,  которая  впоследствии  ухудшает процесс   флотационного разделения файнштейна на никелевый и медный концентраты. При продувке медно-никелевых штейнов образование металлической фракции облегчается из-за развития реакций:        Cu2S + 2Сu2О = 6Cu + SO2 –125000кДж                                                                               Ni3S2+ 4Cu = 2Cu2S + 3Ni- 44000кДж                                                                   

 CoS + 2Cu = Cu2S +Co-8800кДж                                                                               

2Cu2S+ 3O2 = 2Cu2O + 2SO2 + 778600кДж                                                        Металлическая фаза включает в себя медь и кобальт, находящиеся при затвердевании расплава в твердом растворе с никелем.

Реакции сдвигаются вправо, т.е.в сторону образования металлической фазы, тем полнее, чем выше температура сульфидного расплава, чем дольше идет доводка и чем выше отношение  Ni/Cu.

Доводочные (варочные) шлаки обогащаются окисляющимися цветным» металлами и требуют отдельной операции для их обеднения.

Процесс продувки штейнов технологически представляет собой выжигание железа с помощью кислорода дутья из штейнов и из добавляемых в конвертер присадок. Использование этого кислорода в расплавленной массе приближается (но не равно) 100% и производительность конвертера полностью зависит от количества подаваемого в него дутья, времени нахождения конвертера под дутьем и кроме того, от использования его внутреннего объема. Эти три фактора, вместе со стремлением свести до минимума переход цветных металлов в конвертерные шлаки должны всегда являться объектами самого пристального внимания технологов, управляющих процессом конвертирования.

Похожие материалы

Информация о работе