Химический состав кварцевого флюса и конвертерного шлака, %. Технологическая схема конвертирования. Медноникелевый штейн, страница 2

2. Расчет обжига концентрата.

2.1. Степень десульфуризации при обжиге.

Исходя из содержания меди в концентрате 12%, принимаем степень извлечения меди в штейн при плавке 96%.

Извлечение меди из необожженного концентрата в огарок при обжиге (с учетом оборотов )принимаем 99%.

Тогда количество меди в штейне из 100 кг, сухого необожженного концентрата 12,0 кг.

При расчете обжига ориентируемся на получение штейна с содержанием 30% Cu.

Количество штейна на 100 кг сухого концентрата кг.

В 30%-ом  штейне содержание серы теоретически составляет 24,8%.Отсюда находим количество серы в штейне  кг. Количество серы в огарке  кг.

Удаляется серы в процессе обжига  кг. Степень десульфуризации при обжиге 70%. 

2.2  Окисление цинка и железа при обжиге.

Подсчитываем десульфуризацию за счет диссоциации высших сульфидов по реакциям :

2CuFeS₂ =Cu₂S+2FeS+S

Количество освобождающейся серы 2,15 кг.

FeS₂=FeS+S

Количество  освобождающейся серы 10,97 кг.

Всего удаляется серы в результате диссоциации 2,15+10,97=13,12 кг,или 37,5%.

В результате окисления ZnS и FeS удаляется серы 70-37,5=32,5%. Таким образом, наблюдается достаточно глубокий обжиг. Принимаем, что в ходе обжига окислится около 40% всего ZnS.

Так как имеет место достаточно глубокий обжиг, принимаем, что 30% всего окисляющегося при обжиге железа окисляется до FeO, а 70%-до Fe₂O₃. Исходя из суммарного извлечения металлов при обжиге 99%, количество их в огарке: Cu 11,89 kг, Zn 1,89 kг, Fe 31,67 кг.

Количество Fe₂O₃, перешедшее из необожженного концентрата в огарок 3,12 кг; в нем Fe  кг.

Количество Zn в ZnS огарка кг.

Количество ZnS в огарке   кг.

Количество S в ZnS огарка  кг.

Количество Zn в ZnO огарка  кг.

Количество ZnO в огарке  кг.

Количество S в Cu₂S огарка   кг.

Количество S в FeS огарка 10,47-(2,99+0,59)=6,89 кг.

Количество  FeS в огарке  кг в нем Fe  кг.

Количество Fe в огарке в окисленной форме 31,67-12,03=19,64 кг из них окислилось в ходе обжига  19,64-2,18=17,46 кг. Исходя из того что, в ходе обжига 30% Fe окисляется до FeO, а 70% до Fe₂O₃ находим количество FeO и Fe₂O₃ в огарке.

Количество Fe в FeO  кг.

Количество FeO  кг.

Количество Fe в Fe₂O₃  кг.

Количество Fe₂O₃  кг.

Общее количество Fe₂O₃ в огарке 17,48+ 3,12=20,60 кг.

2.3. Определение состава штейна и конвертерного шлака.

Рациональный состав  штейна без учета содержания в штейне цинка,% : 37,53 Cu₂S; 47,50 FeS; 11,97 Fe₃O₄; 3,0 прочие (30 Cu; 38,9 Fe).

Для нашего штейна, содержащего 30% Cu, балансовое содержание Fe₃O₄ и Si O₂ в конвертерном шлаке составит соответственно 14,8% и 27%.

Считая, что количество Fe₃O₄ в конвертерном шлаке на 10-20% выше, чем количество Fe₃O₄ в штейне, найдем что действительное содержание Fe₃O₄ в шлаке составит.

Соответствующее этому содержанию Fe₃O₄ cодержание SiO₂ в конвертерном шлаке, составит примерно 24%.

Находим содержание других компонентов конвертерного шлака. Для штейна с 30 % Cu содержание меди в конвертерном шлаке составит примерно 3 %.

В конвертерном шлаке медь находится преимущественно в виде Cu₂S, некоторая часть ее содержится в окисленной форме. Для простоты расчета принимаем, что вся медь в конвертерном   шлаке содержится в форме Cu₂S. Количество Cu₂S в шлаке. Для нашего штейна  примерно с 47% FeS количество FeS в конвертерном шлаке составит примерно 8,8%.

Количество прочих в конвертерном шлаке определяется прежде всего содержанием второстепенный компонентов в конвертерном флюсе.  Исходя из относительной чистоты кварцевого флюса (83% SiO₂) примем, что в конвертерном шлаке содержится 5% прочих.

Содержание FeO в конвертерном шлаке определяется по разности:

100-(17,0+24,0+3,75+8,8+5,0)=41,45%.

Содержание Fe в форме FeO в шлаке   

Содержание Fe в форме Fe₃O₄ в шлаке  

Общее содержание Fe в форме FeS в шлаке 32,1+12,3+5,6=50%.

Ориентировочный состав конвертерного шлака,%:3,0 Cu; 17,0 Fe₃O₄; 24,0 SiO₂; 8,8 FeS; 41,45 FeO; 50 Fe; 5,0 прочих.

2.4. Количество штейна и конвертерного шлака.