Домашнее задание по «Металлургии меди и никеля»

  

	НАЦИОНАЛЬНЫЙ  ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»
	Институт  ЭКОТЕХ

 

 

Кафедра цветных металлов и золота

 

 

Домашнее  задание по курсу

«Металлургия  меди и никеля»

Вариант 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа: ЭЖ-09-1

Студентка: Дончева А.Т.

Преподаватель: Лукавый С.Л.

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

 

1. Рассчитать рациональный состав медного концентрата следующего состава: Cu - 25.7%, Ni – 1,5%, Fe – 35,4%, S – 35%, - 0,9%, - 0,3%, CaO – 0,2%.

В концентрате присутствуют следующие минералы: халькопирит ( ), кубанит ( ), пирротин ( ), пентлантид ( ), известняк, 86% Cu присутствует в концентрате в форме халькопирита, остальная – в форме кубанита.

 

 

1. пентлантид ( )

= 1,5кг; M(Ni) = 58,7г/моль

= = =4,57кг;

= = =1,43кг;

кг;

2. халькопирит ( )

=25,7*0,86=22,1кг;

кг;

кг;

кг;

3. кубанит ( )

кг;

кг;

кг;

кг;

4. пирротин ( )

кг;

кг;

кг;

 

5. известняк ( )

кг;

кг;

 

6. 0,16=0,84кг.

 

Табл. 1

минералы	Cu	Ni	Fe	S			CaO		Пр.	всего
	22,1		19,42	22,3						63,82
	3,6		6,33	5,45						15,38
			8,22	5,61						13,83
		1,5	1,43	1,64						4,57
							0,2	0,16		0,36
					0,9					0,9
						0,3				0,3
Пр.									0,84	0,84
Всего	25,7	1,5	35,4	35	0,9	0,3	0.2	0,16	0,84

 

 

 

1. Рассчитать количество и состав медно-никелевого штейна и отвального шлака (на 100 кг сухой массы концентрата) и расход флюсов при плавке концентрата заданного состава в жидкой ванне (ПВ), исходя из следующих условий:

− извлечение в штейн меди – 97,5%, никеля – 96,5%;

− содержание суммы меди и никеля в штейне – 50%;

− содержание в отвальном шлаке - 35%, CaO – 5%;

− отношение FeO к в отвальном шлаке 10:1;

− химический состав флюсов:

кварца: - 85%, CaO – 3%, MgO – 1,5%, - 4%;

известняка: CaO – 48%, - 5%, - 1,2%;

влажность флюсов: 7%.

 

1) кг;

кг;

;

кг;

кг;

%;

%;

2) Правило Мостовича: содержание серы в медных и медно-никелевых штейнах близко к 25%.

кг;

;

3) Правило Аветисяна: 

%;

кг;

4) Прочие:

;

кг;

5) %;

кг;

 

Табл. 2 Количество и состав штейна

Элемент	Количество, кг	Содержание, %
Cu	25,06	47,27
Ni	1,45	2,73
S	13,26	25
O	1,39	2,62
Fe	11,34	21,38
Прочее	0,53	1
Всего	53,03	100

1) кг;

2) кг;

3) кг;

; ;

+ =24,06;

+ =24,06;

;

;

;

 

4) ;

0,72+0,07+28,25+2,83+0,9+0,3+0,2+0,47=33,74кг;

%;

 

Табл. 3 Состав и количество самоплавкого шлака

Элемент	Количество, кг	Содержание, %
	0,72	2,13
NiO	0,07	0,21
FeO	28,25	83,73
	2,83	8,39
	0,9	2,67 -> 35%
	0,3	0,89
CaO	0,2	0,59 -> 5%
Прочее	0,47	1,39
Всего	33,74	100

 

Расчет расхода флюсов

 

;

     2,67% -> 35%

     0,59% -> 5%

 

                    M=56    M=44

                    3%      кварц

                              48%    известняк

1) %;

;

;

2) %;

%;

 

/0,35=

/0,05=

x=22,858; y=4,267.

;

 

Табл. 4 Состав и количество отвального шлака

Элемент	Количество, кг	Содержание, %
	0,72	1,226
NiO	0,07	0,119
FeO	28,25	48,111
	2,83	4,820
	20,543	34,986
	1,266	2,156
CaO	2,934	4,997
MgO	0,343	0,584
Прочее	1,762	3,001
Всего	58,718	100

 

Сод-е                                                     прочее+

2,357%        кварц. флюс       100-(85+3+1,5+4)=6,5%

37,714%       изв. флюс           100-(48+5+1,2)=45,8%

=>

сод-е прочего:

кварц.флюс     6,5-2,357=4,143%

изв. флюс        45,8-37,714=8,086%

 

=20,543;

0,3+0,04x+0,012y=1,266;

=2,934;

0+0,015x=0,343;

0,47+0,0414*22,858+0,0809*4,267=1,762.

 

2. Рассчитать количество и состав отходящих газов при плавке концентрата на дутье обогащенном до 75% (объемн.) в полуавтогенном режиме при условиях:

- 6% серы в газах окисляется  до  , а 94% до ;

- коэффициент использования кислорода  в расплаве – 94%;

- содержание кислорода в техническом  кислороде – 95% (объемн.);

- расход природного газа на 100 кг сухой шихты 3,0 кг;

- состав природного газа (%объемн.): -92%; -5%; ;

- влажность концентрата – 5%, флюсов – 7%;

- подсосы воздуха в печь составляют 40% от объема дутья.

 

 

FeS+3/2 =FeO+

Количество кислорода в дутье:

;

:

100%-3 кг

92%-x кг     => x=2,76 кг.

    

             

       

На 2,76 кг метана требуется  кг

 

100%-3 кг

5%-x кг       => x=0,15 кг.

    

             

       

На 0,15 кг этана требуется  кг

 

кг;

S в штейне – 13,26 кг;

S в концентрате – 35 кг;

13,26=21,74 кг;

 

;

           94%     6%

кг;

=21,74*0,06=1,3кг;

+ = кг;

 

Количество  в отвальном шлаке:

кг;

Количество кислорода в дутье:

=1,39+7,17+22,39+11,04+0,56=42,55кг;

кг;

;

  ;

  ;

 

 

;

 

 

• ; .

;

;

;

.

 

Табл. 5 Состав и количество дутья

Компонент	Количество, кг	Количество,	Содержание, % (об)
воздух	14,57	11,42	27
технический	43,77	30,83	73
всего	58,34	42,25	100

 

=3,43+11,14=14,57 кг;

41,84+1,93=43,77 кг.

 

Отходящие газы состоят из: , , , , , .

 

- влажность концентрата – 5%, флюсов – 7%;

- подсосы воздуха в печь составляют 40% от объема дутья.

 

 

Пусть x - масса влаги в концентрате, тогда

; 100x=500+5x;

x=5,26 кг.

 

;

= 27,125.

Пусть y - масса влаги флюса, тогда

; 100y=189,88+7y;

y=2,04 кг.

 

     

      100%-3 кг

      92%-x кг     => x=2,76 кг.

         

                   

             

      На 2,76 кг метана требуется кг

 

    

     100%-3 кг

     5%-x кг       => x=0,15 кг.

         

                  

            

     На 0,15 кг этана требуется кг

 

кг;

;

 

=20,44+20,44=40,88кг;

=14,31 ;

 

=1,3+1,95=3,25кг;

=1,14 ;

 

 

В концентрате по условию 0,2% CaO

-> 56г/моль

    -> 44г/моль

кг;

;

кг; (см. расчет расхода флюсов)

кг.

 

       

        100%-3 кг

        92%-x кг     => x=2,76 кг.

           

                     

               

       На 2,76 кг метана требуется кг

 

      

      100%-3 кг

      5%-x кг       => x=0,15 кг.

          

                   

              

      На 0,15 кг этана требуется кг

 

 

 

кг;

;

 

 и 

 от 

(42,25*40)/100=16,9 ;

;

кг;

;

кг; 

 

Табл. 6 Количество и состав отходящих газов

 

 

Компонент	Кол-во, кг	Кол-во,	Сод-е, % (об)
	13,78	17,15	25,49
	40,88	14,31	21,27
	10,34	5,26	7,82
	29,85	23,98	35,64
	7,79	5,45	8,1
	3,25	1,14	1,69
всего	105,89	67,02	100