(плавка в электропечи)
Методы расчета материального баланса и точность могут быть различными в зависимости от поставленной цели, технологии синтеза, требований ГОСТ и ТУ к качеству исходного сырья и готовой продукции, надежности исходных данных для расчета, точности контроля технологических параметров синтеза и анализа технологических проб и других факторов.
В заводских условиях для целей корректировки применяются упрощенные расчеты, позволяющие скорректировать состав целевого продукта и более грубо состав попутных продуктов, наиболее сильно влияющих на технологический режим синтеза. При разработке новой технологии необходимо выполнять более точные расчеты, позволяющие оценить возможность получения продукта заданного качества с наилучшими технико-экономическими показателями. Обычно целью расчета материального баланса является определение расходных коэффициентов сырьевых материалов на единицу целевого продукта, а также состава и количества получающихся продуктов. При этом точность расчета в конечном счете зависит от метода расчета и надежности исходных данных. Поскольку в процессе синтеза обычно происходит перераспределение отдельных компонентов между различными фазами, то надежность исходных данных, как правило, зависит от возможности получения представительной пробы от всех исходных, конечных и промежуточных продуктов, участвующих в процессе синтеза, и точности анализа. Так как представительную пробу каждого продукта получить весьма трудно, а зачастую просто невозможно, в некоторых случаях состав и количество отдельных продуктов приходится оценивать расчетным путем. Кроме того, иногда обычные методы анализа (химический, спектральный, минералогический и др.) также не обеспечивают высокой точности. Поэтому считается, что для расчета материальных балансов точность в 0.5 % можно считать удовлетворительной.
При установившемся технологическом процессе путем материальных балансов на промышленных установках (взвешивание и анализ всех исходных и полученных продуктов) определяют коэффициенты распределения вносимых сырьевыми материалами элементов между продуктами, получившимися в процессе синтеза (целевыми и попутными).
В тех случаях, когда представительные пробы от всех образовавшихся в процессе синтеза продуктов отобрать невозможно (а иногда и количество того или иного продукта определить трудно) довольствуются определением коэффициентов извлечения лишь основных элементов в целевой продукт. Такие коэффициенты извлечения могут быть получены путем систематической обработки промышленных плавок (количество и анализ израсходованных сырьевых материалов и полученных продуктов). В периодических технологических процессах достаточно надежные результаты получаются путем усреднения результатов, полученных при обработке достаточно большого числа плавок, в непрерывных процессах - путем получения расходных коэффициентов и усредненных результатов анализа за достаточно большой промежуток времени (месяц, квартал, год).
При небольшом количестве компонентов шихты и известных коэффициентах распределения достаточно легко рассчитывается соотношение между компонентами шихты.
Расчет удобно вести на 100 кг основного компонента шихты, хотя за базу можно выбрать любое количество любого продукта (например, 1000 кг готового целевого продукта).
Если в качестве шихтовых материалов используются продукты высокой степени чистоты, то соотношения между отдельными компонентами с достаточной точностью определяются в соответствии со стехиометрией химических реакций, имеющих место в технологическом процессе. Если же шихтовые материалы содержат значительное количество примесей, распределяющихся между различными продуктами, или если даже небольшое содержание примесей сильно влияет на качество целевого продукта, а также в случаях, когда небольшая погрешность в расчете может отрицательно сказаться на ходе технологического процесса, необходимо делать поправочные расчеты даже при наличии в шихте всего двух взаимодействующих компонентов и достаточно надежных коэффициентах распределения. Так, например, если в восстановительных процессах в качестве восстановителя выбирается углеродсодержащий материал с большим содержанием золы, то необходимо учитывать, что часть углерода пойдет на восстановление примесей золы, что приведет к недостатку восстановителя, необходимого на восстановление оксидов руды, и изменению состава целевого продукта. В связи с этим определяется содержание так называемого "активного углерода" Са в восстановителе, который активно используется непосредственно для восстановления оксидов рудных материалов. Пример расчета активного углерода в Листвянском антраците применительно к плавке нормального электрокорунда приводится в приложении Б.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.