Плавка свинца

необходимо затратить  оксида углерода СО 0,31 · 28 : (2 · 63,5) = 0,07 кг. В результате будет получено диоксида углерода СО₂  0,31 · 44 : (2 · 63,5) = 0,107 кг.

В восстановительной  атмосфере и при температурах более 1000° С сульфат кальция  будет превращаться в CaS по уравнению

CaSO₄ + 4CO = CaS + 4CO₂                                                                (41)

При этом потребуется оксида углерода СО 0,85 · 4 · 28 : 136 = 0,7кг, а врезультате реакции образуется диоксида углерода СО₂ 0,85 · 4 · 44 : 136 = 1,1 кг.

Сульфид кальция, участвуя в реакциях сульфидирования FeO, Cu₂O, ZnO, переходит в шлак в виде оксида СаО.

Рассчитываем количество оксидов углерода (СО и СО₂) в отходящих газах.

Итак, оксида углерода них содержится, кг:

m_CO = (m_CO)₍₂₅₎ + (m_CO)₍₃₇₎ – (m_CO)₍₃₃₎ – (m_CO)₍₃₄₎ – (m_CO)₍₂₆₎ – (m_CO)₍₂₇₎ – (m_CO)₍₂₈₎ – (m_CO)₍₂₉₎ – (m_CO)₍₃₈₎ – (m_CO)₍₃₉₎ – (m_CO)₍₄₀₎ – (m_CO)₍₄₁₎ = 14,532 + 0,283 – 0,042 – 0,199 – 0,743 – 2,592 – 1,957 – 1,002 – 1,256 – 0,457 – 0,07 – 0,7 = 5,797.

Диоксида углерода содержится, кг:

m_CO2 = (m_CO2)₍₂₄₎ - (m_CO2)₍₃₇₎ + (m_CO2)₍₃₃₎ + (m_CO2)₍₂₄₎ + (m_CO2)₍₂₆₎ + (m_CO2)₍₂₇₎ + (m_CO2)₍₂₈₎ + (m_CO2)₍₂₉₎ + (m_CO2)₍₃₈₎ + (m_CO2)₍₃₉₎ + (m_CO2)₍₄₀₎ (m_CO2)₍₄₁₎ = 15,224 – 0,444 + 0,093 + 0,314 + 1,17 + 4,074 + 3,076 + 1,575 + 1,974 + 0,718 + 0,107 + 1,1 = 28,981.

Количество прочих компонентов в отходящих газах составляет, кг: азота – 69,225; сернистого андигрида SO₂ - m _SO2 = (m _SO2)_к + (m _SO2)₍₃₀₎ + (m _SO2)₍₃₁₎ = 0,12 + 0,42 + 0,336 = 0,876; серного андигрида SO₃ – (m _SO3)₍₃₂₎ = 0,105; воды – 0,432; кислорода – 0,983.

Состав отходящих газов  приведен в таблице 7.

Таблица 7 – Количественный и качественный состав отходящих газов восстановительной плавки Pb – агломерата

Компоненты газа	Содержание компонентов
	кг	нм3	%
СО	5,797	4,6	6,03
СО2	28,981	14,7	19,3
N2	69,225	55,38	72,6
SO2	0,876	0,3	0,39
SO3	0,105	0,03	0,04
H2O	0,432	0,54	0,71
O2	0,983	0,69	0,91
Итого	106,399	76,24	100

 

Рассчитываем количество кислорода, углерода, серы и водорода в отходящих газах, кг

кислорода в СО будет 5,797 · 16 : 28 = 3,316,

углерода в СО           - 5,797 · 12 : 28 = 2,484,

кислорода в СО₂       - 28,981 · 32 : 44 = 21,077,

углерода  в СО₂        - 28,981 · 12 : 44 = 7,904,

кислорода в SO₂       - 0,876 · 32 : 64 = 0,438,

серы в SO₂                - 0,876 · 32 :64 = 0,438,

кислорода в SO₃      - 0,105 · 48 : 80 = 0,063,

серы в SO₃                - 0.105 ·32 : 80 = 0,042,

кислорода в Н₂О      - 0,432 · 16 : 18 = 0,384,

водорода в Н₂О        - 0,432 · 2 : 18 = 0,048,

избыточный О₂        - 0,983.

Всего в отходящих  газах содержится кислорода 

3,316 + 21,077 + 0,438 + 0,063 + 0,384 + 0,983 = 26,261 кг.

Углерода в отходящих  газах присутствует 2,484 + 7,904 = 10,388 кг.

Серы в отходящих  газах находится 0,438 + 0,042 = 0,48 кг.

Полный материальный баланс плавки свинцового агломерата приведен в таблице 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8 – Материальный баланс плавки свинцового агломерата в шахтной печи

Материалы и продукты	Содержание компонентов, кг
	Всего	Pb	Zn	Cu	Fe	SiO2	CaO	Al2O3	O	N	S	C	H	Прочие
Поступило
Pb-агломерат	100	38,4	7	2,8	15,6	10,6	6,5	2,3	11,15		2			3,65
Кокс	12				0,101	0,6	0,036	0,42	0,211	0,144	0,06	10,38	0,048
Воздух	89,716								20,635	69,081
Итого	201,716	38,4	7	2,8	15,701	11,2	6,536	2,72	11,361	69,225	2,06	10,38	0,048	3,65
Получено
Pb-черновой	39,133	36,152	0,14	0,31										2,531
Штейн	6,104	1,115	0,49	2,2	0,896						1,22			0,183
Шлак	48,765	0,634	5,95	0,29	14,805	11,2	6,536	2,72	5,601		0,3			0,729
Пыль	1,267	0,499	0,42						0,141					0,207
Газы	106,399								26,261	69,225	0,48	10,38	0,048
Итого	201,668	38,4	7	2,8	15,7	11,2	6,536	2,72	32,003	69,225	2	10,38	0,048	3,65

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Выбор и расчет количества  оборудования

 

Рассчитаем количество печей, необходимых для выполнения производственной программы

1) 600 000 : 340 = 1764 т. в сутки

2) удельная производительность печи 70 тонн/м² ·  сутки

3) S=3 м²

4) 70м² · 3т. = 210 т. с печи в сутки

5) 1764 : 210 = 9 печей

Принимаю 9 печей, площадь которых составляет 3 м² .

 

 

4 Экологическая  часть

Защита окружающей среды  – комплексная проблема: наряду с природоохранными задачами она  решает также и социально –  экономическую задачу – улучшение  условий жизни, сохранение его здоровья .

Основными направлениями по решению проблем защиты окружающей среды является: совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов на окружающую среду, замена токсичных отходов на нетоксичные; замена неутилизируемых отходов на утилизируемые; применение пассивных методов защиты окружающей среды.

Важную роль в защите окружающей среды принадлежит мероприятиям по рациональному размещению источников загрязнений: устройство санитарно  – защитных зон; вынесение промышленных предприятий из крупных городов; расположение промышленных предприятий с учетом топографии местности и розы ветров. Большое значение имеет контроль качества окружающей среды /6/.

Несмотря на высокую  токсичность  свинца и его соединений потребление этого металла за последние 20 лет удвоилось и продолжает расти, в первую очередь за счет увеличения выпуска различных видов свинцово – кислотных аккумуляторов, так как альтернативных им источников для транспорта, связи, оборонной техники и ближайшем будущем.

Экологические требования  предусматривают минимизацию воздействия  свинца, серы и других вредных веществ  и факторов на человека и окружающую среду. За последние 10 лет ужесточились экологические требования к промышленным объектам такого рода /5/.

Летучесть свинца и его соединений приводит к потерям его в металлургическом производстве, что обуславливает необходимость организации на свинцово – плавильных заводах совершенной системы пылеулавливания. Это необходимо также для предохранения о отравления парами свинца и его соединений обслуживающего персонала заводов и населения, проживающего вблизи заводов. Пары свинца ядовиты. Они нарушают обменные процессы в организме, вызывая тяжелые заболевания /4/.

Заключение

В данной курсовой работе был рассмотрен тяжелый цветной металл  – свинец. Его физические и химические свойства, применение и сырьевые источники, а также способы получения свинца. Была рассмотрена экологическая проблема, связанная с эти металлом. Произведен расчет материального баланса, определено количество основного оборудования для выполнения производственной программы.

 

 

 

 

Список литературы

1. Зайцев В.Я. Маргулис Е.В. Металлургия свинца и цинка; Учебное пособие для вузов. – М.: Металлургия, - 1985. – 263с.
2. Гудима Н.В., Шеин Я.П. Краткий справочник по металлургии цветных металлов. – М.: Металлургия, 1975. – 536с.
3. Уткин Н.И. Производство цветных металлов. – 2 изд. – М.: Интермет Инжиниринг, 2004. – 442с.
4. Шиврин Г.Н. Металлургия свинца и цинка. – М.: Металлургия, 1982. – 352с.
5. Бессер А.Д. Экологическая безопасность переработки вторичного сырья. Свинец – важнейшее требование при разработке технологии // Цветные металлы. - №8. – 2001 г. – с. 34 – 36
6. Обеспечение безопасности жизнедеятельности в машиностроении: Учебное пособие для вузов / Еремин В.Г., Сафронов В.В. Схиртладце А.Г., Харламов Г.А. – М.: Машиностроение, 2002. – 400с.
7. Колмаков А.А. Расчеты технологических процессов в металлургии свинца. – Красноярск:Практикум,2005г.–90с.