Министерство общего и профессионального образования Р.Ф.
Санкт-Петергбургский государственный горный институт
(технический университет)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
Дисциплина: Основы технологии получения металлов.
Тема : КОНВЕРТИРОВАНИЕ МЕДНО–НИКЕЛЕВЫХ ШТЕЙНОВ .
Автор: студент гр. ЭП-95-2 _____________ /Морозов.А.В./
( подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА:_________
Руководитель проекта, доц. ____________ /Савва В.П../
(подпись)
1999 год
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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
