Шахтная пкавка

Количество свинца, связанного с кислородом, составит:

Кислорода в оксиде свинца содержится:

В шлак перейдёт меди:

Количество меди в соединении с кислородом составит:

Количество кислорода  содержится в оксиде меди:

В шлак перейдёт серы:

Рассчитываем  количество кислорода в шлаке. Его  содержится:

В оксиде железа (II) -

В оксиде цинка -

Всего кислорода  в шлаке содержится:

Состав шлака  по основным компонентам сведён в  таблицу5:

Таблица 5 – Состав и количество шлака

Компонента	Количество
	Кг	%
SiO2	8,44	26,07
FeO	15,17	46,86
CaO	3,02	9,33
Al2O3	1,87	5,78
ZnO	2,25	6,95
Прочее	1,62	5,01
Итого	32,37	100

5.4 Расчёт количества пыли

Из данных практики принимаем, что в пыль перейдёт 6 % цинка и 1,3% свинца. Сумма их в  пыли составляет 70 %.

Количество указанных  металлов в пыли составит:

Выход пыли будет  равен:

Металлы в пыли присутствуют в виде оксидов.

Определяем количество кислорода в пыли. Кислорода с  цинком связано:

Кислорода со свинцом  связано:

Примем, что остальной  кислород связан с прочими в количестве 20 % от их массы:

Общее количество кислорода в пыли:

Содержание прочих элементов в пыли составит, кг:

 

5.5 Расчёт количества чернового  свинца

В черновой металл перейдёт свинца в количестве:

Содержание свинца в черновом металле принимаем 91,5 %, тогда чернового металла  получено:

В черновой металл перейдёт:

Меди -

Цинка -

Прочих -

Распределение свинца по продуктам плавки показано в таблицу  6:

Таблица 6 – Распределение свинца по продуктам плавки

Продукты плавки	Количество
	Кг	%
Черновой свинец	52,55	95,55
Штейн	1,15	2,09
Шлак	0,58	1,05
Пыль	0,72	1,31
Всего	55	100

 

5.6 Расчёт горения кокса  и количества отходящих газов

Состав кокса  и его количество на рабочую массу  и количества составляющих его на 100 кг агломерата (10 %) приведён в таблица 7:

Таблица 7 – Химический состав кокса

Компоненты	СР	НР	NP	OP	SP	AP	WP	Всего
Содержание, %	81,6	0,4	1,2	1,4	0,5	10,0	4,9	100
Количество, кг	8,16	0,04	0,12	0,14	0,05	1,05	0,49	10

Определяем теоретическое  количество воздуха, необходимое для  горения кокса.

Принимаем, что 30 % кокса взаимодействует с диоксидом  углерода (СО₂) по реакции (25). Остальное количество кокса сгорает, причём 35 % по реакции (23) и 65 % по реакции (24).

Количество углерода кокса взаимодействует с диоксидом  углерода по реакции (25):

Углерода сгорает  по реакции (24):

Расходуется кислорода:

При этом образуется диоксида углерода:

Углерода по реакции (23) сгорает:

Расходуется кислорода:

Оксида углерода по реакции (26) получится:

Расход кислорода  на сжигание водорода кокса составит:

Паров воды при  этом получится:

На сжигание серы кокса необходимо следующее количество кислорода:

Определяем количество кислорода для обеспечения 16,5 % десульфуризации при плавке агломерата.

В результате процесса десльфуризации в газовую фазу перейдёт серы:

Количество кислорода  на сжигание серы агломерата затратится:

Получим сернистого ангидрида в количестве:

Теоретический расход кислорода на сжигание кокса составит:

Расход воздуха  составит:

Азота в этом количестве воздуха содержится:

Учитывая, что  в коксе содержится 0,12 кг азота, общее количество азота в отходящих газах составит:

Из кокса в  отходящие газы перейдёт 0,14 кг кислорода.

По реакции (26) восстановится оксида свинца 11,85 кг, при этом будет затрачено оксида углерода:

И получено диоксида углерода:

 

Для восстановления 37,59 кг силиката свинца потребуется  оксида углерода:

При этом получено диоксида углерода:

Для восстановления 20,32 кг феррита свинца потребуется  оксида углерода:

При этом получено диоксида углерода:

Для восстановления 10,24 кг оксида железа (III) потребуется оксида углерода:

При этом получено диоксида углерода:

По реакции (25) 2.45 кг углерода кокса прореагирует с диоксидом углерода:

При этом получится  оксида углерода:

В отходящие газы перейдут следующие компоненты:

Диоксида углерода – 

Оксида углерода – 

Азота – 

Сернистого ангидрида  – 

Воды -

Кислорода -

Количественный  и качественный состав отходящих  газов сведён в таблица 8:

Таблица 8 – Количественный и качественный состав отходящих газов

Компоненты газа	Количество
	кг	нм3	% объём
CO2	20,29	10,33	27,81
CO	6,14	3,13	8,42
N2	44,61	22,72	61,14
SO2	0,93	0,47	1,27
H2O	0,43	0,43	1,17
O2	0,14	0,07	0,19
Всего	72,96	54,09	100,0

Рассчитаем количество кислорода, углерода и серы в отходящих  газах.

СО₂: кислорода –

         углерода -

СО:  кислорода -

         углерода -

SO₂: кислорода -

Н₂О: кислорода -

         водорода -

Всего кислорода  в отходящих газах содержится:

Углерода в  отходящих газах содержится:

Полный материальный баланс плавки свинцового агломерата приведён в таблице 9, 10 и 11:

Таблица 9 – Полный материальный баланс плавки 100 кг свинцового агломерата

Материалы и продукты	Содержание компонентов, кг
	Всего	Pb	Zn	Cu	Fe	SiO2	CaO	Al2O3	O2		N2	S		C	Прочие
Поступило
Свинцовый агломерат	100	55	2	3	14	7,96	3	1,5	11,23		-	2,22		-	0,09
Кокс	10	-	-	-	0,1	0,48	0,02	0,37	0,14		0,12	0,05		8,16	0,56
Воздух	57,78	-	-	-	-	-	-	-	13,29		44,49	-		-	-
Итого	167,78	55	2	3	14,1	8,44	3,02	1,87	24,66		44,61	2,27		8,16	0,65
Получено
Черновой свинец	57,4	52,55	0,1	1,01											3,74
Штейн	7,2	1,15	0,18	1,8	2,3	-	-			0,33			1,44
Шлак	32,37	0,58	1,81	0,19	11,79	8,44	3,02	1,87		3,86			0,16	-	0,65
Пыль	1,2	0,72	0,12	-	-	-	-			0,14				-	0,22
Газы	72,96	-	-	-	-	-	-			19,25	44,61		0,47	8,16	0,47
Итого	171,13	55	2,21	3	14,1	8,44	3,02	1,87		23,58	44,61		2,07	8,16	5,07

 

Невязка составляет:

 

Таблица 10 – Полный материальный баланс плавки 350000 т свинцового агломерата

Материалы и продукты	Содержание компонентов, тыс. т
	Всего		Pb		Zn	Cu	Fe	SiO2	CaO	Al2O3	O2	N2	S	C	Прочие
Поступило
Свинцовый агломерат	350	192,5		7		10,5	49	27,86	10,5	5,25	39,305	-	7,7	-	0,315
Кокс	35	-		-		-	0,35	1,68	0,07	1,295	0,49	0,42	0,175	28,56	1,96
Воздух	202,23	-		-		-	-	-	-	-	46,515	155,115	-	-	-
Итого	587,23	192,5		7		10,5	49,35	29,54	10,57	6,545	86,31	156,135	7,945	28,56	2,275
Получено
Черновой свинец	200,9	183,925		0,35		0,35	-	-	-	-	-	-	-	\-	13,09
Штейн	25,2	4,095		0,63		6,3	8,05	-	-	-	1,155	-	5,04	-	-
Шлак	113,295	2,03		6,335		0,665	41,3	29,54	10,57	6,545	12,51	-	0,56	-	2,275
Пыль	4,2	2,52		0,42		-	-	-	-	-	0,49	-	-	-	0,77
Газы	252,36	-		-		-	-	-	-	-	67,375	156,135	1,645	28,56	1,645
Итого	598,955	192,5		7,735		10,5	49,35	29,54	10,57	6,545	82,53	156,135	7,245	28,56	17,745