Получение свинца методом восстановительной плавки

претерпевает, а изменения имеются в 20,93кг рудной шихты, поэтому рассчитываем вещественный состав рудной шихты обжига. Расчет без учета потерь в процессе обжига. Результаты расчета представлены в таблице 5.

Распределение Pb по продуктам плавки представлено в таблице 4.

Таблица 4 – Распределение Pb по продуктам плавки

Продукты плавки	кг	%
Штейн	2,5	4,98
Шлак	0,75	1,49
Черновой Pb	45,9	91,4
Пыль, газы	1	1,99
Всего	50,2	100

3.4 Расчет количества оборотного агломерата

Обжиг проводят одноступенчато, поэтому серы в шихте поступающей на обжиг не должно превышать 8%. Для снижения содержания серы в шихте поступающей на обжиг, вводят оборотный агломерат. Рудная шихта состоит из концентрата и флюсов. Окончательная шихта состоит из концентрата, флюсов и оборотного агломерата.

Пусть x – количество оборотного агломерата, принимаем количество серы в окончательной шихте равным 7% (по заводским данным). Расчет ведем на 100кг окончательной шихты. Масса рудной шихты равна х-100, серы в рудной шихте (100-х)·0,11, серы с х кг агломерата внесем: 0,044·х, получим (100-х)·0,11+0,044·х=7

0,066х=4

х=60,6кг

Масса рудной шихты равна 100-60,6=39,4кг.

3.5 Расчет вещественного состава рудной шихты обжига

При обжиге 60,6кг оборотного агломерата никаких изменений не претерпевает, а изменения имеются в 39,4кг рудной шихты, поэтому рассчитываем вещественный состав рудной шихты обжига. Расчет без учета потерь в процессе обжига. Результаты расчета представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Вещественный состав рудной шихты обжига

соед комп	Pb	Cu	Zn	S	Fe	Al2O3	CaO	SiO2	CO2	O2	Пр	Всего
PbS	14,97	-	-	2,31	-	-	-	-	-	-	-	17,28
ZnS	-	-	0,7	0,3	-	-	-	-	-	-	-	1
Cu2S	-	0,5	-	0,76	-	-	-	-	-	-	-	1,26
FeS2	-	-	-	2,6	2,3	-	-	-	-	-	-	4,9
Fe2O3	-	-	-	-	2,79	-	-	-	-	1,2	-	3,99
Fe7S8	-	-	-	0,8	1,18	-	-	-	-	-	-	1,98
CaCO3	-	-	-	-	-	-	1,97	-	1,5	-	-	3,47
SiO2	-	-	-	-	-	-	-	5,3	-	-	-	5,3
Al2O3	-	-	-	-	-	0,03	-	-	-	-	-	0,03
Прочие	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,12	0,12
Всего,кг	14,97	0,5	0,7	6,77	6,34	0,03	1,97	5,3	1,5	1,2	0,12	39,4
Всего,%	37,9	1,3	1,87	17,18	16,1	0,08	5	13,5	3,8	3	0,3	100

3.6 Расчет вещественного состава агломерата

Рассчитываем вещественный состав агломерата, полученного из рудной шихты обжига. Расчет ведем на 100кг концентрата. Степень десульфуризации 74%, значит количество S в агломерате равно 0,74·6,77=6; 6,77-6=0,77кг. 2/3 S в агломерате находится в форме сульфидов 2/3·0,77=0,51кг, а 1/3 в форме сульфатов 0,26кг. 60% сульфидной S связана с Zn: 0,51·0,6=0,3кг, с Fe на 20%: 0,51·0,2=0,1кг, с Pb на 20%: 0,51·0,2=0,1кг. Сульфатная сера в равных количествах связана с Pb и Ca, по 0,13кг. Вся Cu находится в виде Cu₂O и остальной Zn в форме ZnO. Расчет ведем без учета потерь в процессе обжига. Результат расчета вещественного состава агломерата, полученного из рудной шихты обжига представлен в таблице 6.

Таблица 6 - Вещественный состав агломерата

соед комп	Pb	Zn	Fe	S	Cu	Al2O3	CaO	SiO2	O2	Пр	Всего
ZnO	-	0,3	-	-	-	-	-	-	0,07	-	0,37
ZnS	-	0,4	-	0,3	-	-	-	-	-	-	0,7
FeS2	-	-	0,08	0,1	-	-	-	-	-	-	0,18
PbS	0,64	-	-	0,1	-	-	-	-	-	-	0,74
PbSO4	0,8	-	-	0,13	-	-	-	-	0,6	-	0,93
CaSO4	-	-	-	0,13	-	-	1,97	-	0,26	-	2,36
Fe2O3	-	-	6,26	-	-	-	-	-	2,7	-	8,96
PbO	13,53	-	-	-	-	-	-	-	1	-	14,53
Cu2O	-	-	-	-	0,5	-	-	-	0,06	-	0,56
Al2O3	-	-	-	-	-	0,03	-	-	-	-	0,03
SiO2	-	-	-	-	-	-	-	5,3	-	-	5,3
Прочее	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,12	0,12
Всего,кг	14,97	0,7	6,34	0,77	0,5	0,03	1,97	5,3	4,69	0,12	35,4
Всего,%	42,3	2	17,9	2,2	1,4	0,08	5,6	15	13,2	0,33	100

Выход агломерата: 35,4·100/39,4=89,8%

3.7 Расчет воздуха

Рассчитаем количество воздуха необходимого для обжига 100 кг окончательной шихты обжига, в которой присутствует 39,4 кг шихты. Кислород для окисления металлов: 4,69-1,2=3,49кг, для окисления SO₂: 6,77-0,77=6кг. Всего необходимо 3,49+6=9,49кг.

В воздухе 23% кислорода, тогда воздуха: 9,49·100/23=41,3кг, а N₂ в нем: 31,8кг. Для интенсификации процесса обжига просасывают в 5-10 раз больше необходимого объема воздуха: 41,3·5=213,7кг. Влажность шихты примем 8%.

Материальный баланс агломерационного обжига свинцового концентрата приведен в таблице 7.

Таблица 7 - Материальный баланс агломерационного обжига свинцового концентрата

Статьи баланса	кг
Поступило: 1.Окончательная шихта обжига, в т.ч. - рудная шихта, в т.ч. концентрат известняк железная руда кварц - оборотный агломерат 2.Влага 3.Воздух	100 39,4 29,8 2,2 7,3 0,04 60,6 8 213,7
Всего	321,7
1.Годный агломерат 2.Оборотный агломерат 3.Газовая фаза	35,4 60,6 225,3
Всего	321,7

Количество и состав обжиговых газов приведен в таблице 8.

Таблица 8 - Количество и состав обжиговых газов

Таблица 5 – Вещественный состав рудной шихты обжига

соед комп	Pb	Cu	Zn	S	Fe	Al2O3	CaO	SiO2	CO2	O2	Пр	Всего
PbS	7,32	-	-	1,13	-	-	-	-	-	-	-	8,45
ZnS	-	-	0,84	0,41	-	-	-	-	-	-	-	1,25
Cu2S	-	0,4	-	0,6	-	-	-	-	-	-	-	1
FeS2	-	-	-	0,7	0,61	-	-	-	-	-	-	1,31
Fe2O3	-	-	-	-	1,38	-	-	-	-	0,6	-	1,98
Fe7S8	-	-	-	0,4	0,31	-	-	-	-	-	-	0,71
CaCO3	-	-	-	-	-	-	1	-	0,85	-	-	1,85
SiO2	-	-	-	-	-	-	-	0,9	-	-	-	0,9
Al2O3	-	-	-	-	-	0,4	-	-	-	-	-	0,4
Прочие	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3,08	3,08
Всего,кг	7,32	0,4	0,84	3,24	2,3	0,4	1	0,9	0,85	0,6	3,08	20,93
Всего,%	35	2	4	15,5	11	1,9	5,2	4,4	4,1	2,9	14	100

3.6 Расчет вещественного состава агломерата

Рассчитываем вещественный состав агломерата, полученного из рудной шихты обжига. Расчет ведем на 100кг концентрата. Степень десульфуризации 78,6%, значит количество S в агломерате равно 0,786·3,24=2,54; 3,24-2,54=0,7кг. 2/3 S в агломерате находится в форме сульфидов 2/3·0,7=0,46кг, а 1/3 в форме сульфатов 0,24кг. 60% сульфидной S связана с Zn: 0,46·0,6=0,28кг, с Fe на 20%: 0,46·0,2=0,09кг, с Pb на 20%: 0,46·0,2=0,09кг. Сульфатная сера в равных количествах связана с Pb и Ca, по 0,12кг. Вся Cu находится в виде Cu₂O и остальной Zn в форме ZnO. Расчет ведем без учета потерь в процессе обжига. Результат расчета вещественного состава агломерата, полученного из рудной шихты обжига представлен в таблице 6.

Таблица 6 - Вещественный состав агломерата

соед комп	Pb	Zn	Fe	S	Cu	Al2O3	CaO	SiO2	O2	Пр	Всего
ZnO	-	0,27	-	-	-	-	-	-	0,06	-	0,33
ZnS	-	0,57	-	0,28	-	-	-	-	-	-	0,85
FeS2	-	-	0,24	0,09	-	-	-	-	-	-	0,33
PbS	0,58	-	-	0,09	-	-	-	-	-	-	0,67
PbSO4	0,77	-	-	0,12	-	-	-	-	0,24	-	1,13
CaSO4	-	-	-	0,12	-	-	1	-	0,24	-	1,36
Fe2O3	-	-	2,06	-	-	-	-	-	0,88	-	2,94
PbO	5,97	-	-	-	-	-	-	-	0,46	-	6,43
Cu2O	-	-	-	-	0,4	-	-	-	0,05	-	0,45
Al2O3	-	-	-	-	-	0,4	-	-	-	-	0,4
SiO2	-	-	-	-	-	-	-	0,9	-	-	0,9
Прочее	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3,08	3,08
Всего,кг	7,32	0,84	2,3	0,7	0,4	0,4	1	0,9	1,93	3,08	18,87
Всего,%	38,8	4,45	12,2	3,7	2,12	2,12	5,3	4,77	10,23	16,31	100

Выход агломерата: 18,87·100/20,93=90,1%

3.7 Расчет воздуха

Рассчитаем количество воздуха необходимого для обжига 100 кг окончательной шихты обжига, в которой присутствует 20,93 кг шихты. Кислород для окисления металлов: 1,93-0,6=1,33кг, для окисления SO₂: 3,24-0,7=2,54кг. Всего необходимо 1,33+2,54=3,87кг.

В воздухе 23% кислорода, тогда воздуха: 3,87·100/23=17,35кг, а N₂ в нем: 1,35кг. Для интенсификации процесса обжига просасывают в 5-10 раз больше необходимого объема воздуха: 17,35·5=86,75кг. Влажность шихты примем 8%.

Материальный баланс агломерационного обжига свинцового концентрата приведен в таблице 7.

Таблица 7 - Материальный баланс агломерационного обжига свинцового концентрата

Статьи баланса	кг
Поступило: 1.Окончательная шихта обжига, в т.ч. - рудная шихта, в т.ч. концентрат известняк железная руда кварц - оборотный агломерат 2.Влага 3.Воздух	100 20,93 16,2 0,06 1,7 3 79,07 8 86,75
Всего	194,75
1.Годный агломерат 2.Оборотный агломерат 3.Газовая фаза	18,87 79,07 96,81
Всего	194,75

Количество и состав обжиговых газов приведен в таблице 8.

Таблица 8 - Количество и состав обжиговых газов

Комп-ты	кг	%	м3	%
SO2	5,08	5,25
CO2	0,85	0,88
O2	18,15	18,75
H2O	8	8,26
N2	64,73	66,86
Всего	96,81	100

Заключение

Мировое производство рафинированного свинца достигло более