Так как железо в шлаке находится в виде FeO, то делаем пересчет:

M (Fe) = 55,85 – M (FeO) = 71,85

5,83 кг Fe – x кг FeO;

x = 7,50 кг FeO.

б) Определяем количество цинка в шлаке: 12,5 – 0,48 ∙ 0,90 = 12,07 кг, что в пересчете на ZnO составит:

M (Zn) = 65,37 – M (ZnO) = 81,37

12,07 кг Zn – x кг ZnO;

x = 15,02 кг ZnO.

Для расчета принимаем сумму основных шлакообразующих оксидов 90% и составляем таблицу самоплавкого шлака.

Таблица 5

Состав самоплавкого шлака

	SiO2	FeO	CaO	ZnO	Всего
кг	2,0	7,50	2,5	15,02	27,02
%	6,66	24,98	8,33	50,03	90
Типовые шлаки, %	6-35	36-44	3-20	0-40

Анализируя данные таблицы 5, видно, что в шлак необходимо добавить флюсы.

5. Выбор типа шлака и расчет количества флюсов

Выбирая типовой состав шлака, нужно руководствоваться тем, чтобы расход флюсов был минимальным.

Для данного расчёта принимаем следующий состав шлака: ZnO = 21 %; SiO₂ = 19 %; CaO = 9 %; FeO = 41 % (такое высокое содержание FeO необходимо для улучшения растворения большого количества ZnO).

Общее количество шлака будет (по ZnO):

Zn – 15,02 кг – 21 %

x кг Zn – 100 %;

x = 71,76.

Тогда в шлаке будет:

SiO₂: 71,76 ∙ 0,19 = 13,63 кг,

CaO: 71,76 ∙ 0,09 = 6,46 кг,

FeO: 71,76 ∙ 0,41 = 29,42 кг.

Необходимо добавить с флюсами:

SiO₂: 13,63 – 2,0 = 11,63 кг,

CaO: 6,46 – 2,5 = 3,96 кг,

FeO: 29,42 – 7,50 = 21,92 кг.

Так как железо во флюсах находится в виде Fe₂O₃, то делаем перерасчет его на FeO:

А) для железной руды:

M (Fe) = 55,85 – M (FeO) = 71,85

59,5 кг Fe – x кг FeO;

x = 76,55 кг FeO.

Б) для известняка:

M (Fe) = 55,85 – M (FeO) = 71,85

5,3 кг Fe – x кг FeO;

x = 6,8 кг FeO.

В) для кварца:

M (Fe) = 55,85 – M (FeO) = 71,85

4,5 кг Fe – x кг FeO;

x = 2,4 кг FeO.

Необходимо составить таблицу шлакообразователей, для этого вводим обозначения:

x – количество известняка,

y – количество кварца,

z – количество железной руды.

Таблица 6

Шлакообразователи

Флюсы	кг	SiO2		FeO		CaO
		%	кг	%	кг	%	кг
Известняк	x	6,7	0,067x	6.8	0,068x	48,2	0,482x
Кварц	y	94	0,94y	2,4	0,024y	-
Железная руда	z	9	0,09z	76,55	0,766z	2	0,02z
Всего			11,63		21,92		3,96

Составляем систему уравнений с тремя неизвестными:

Решаем данную систему уравнений по методу Крамера. Находим Δ – основной определитель.

тогда

тогда y

тогдаz

Следовательно, x = 7,1 кг, y = 9,21 кг, z = 27,69 кг.

Делаем проверку состава рассчитанного шлака:

SiO₂: 2,0 + 0,067 ∙ 7,1 + 0,94 ∙ 9,21 + 0,09 ∙ 27,69 = 13,63 кг – 19,5 %;

FeO: 7,5 + 0,068 ∙ 7,1 + 0,024 ∙ 9,21 + 0,766 ∙ 27,69 = 29,41 кг – 42 %;

CaO: 2,5 + 0,48 ∙ 7,1 + 0,02 ∙ 27,69 = 6,5 кг – 9,3 %;

ZnO:15,02 кг – 21,5 %;

62,84 кг – 90,00%.

6. Определение состава шихты агломерации

1. Концентрат – 100,00 кг;

2. Кварц – 9,21 кг;

3. Известняк – 7,1 кг;

4. Железная руда – 27,69 кг;

Всего: 144 кг.

Необходимо рассчитать рациональный и химический состав шихты агломерации.

а) В кварце.

Содержание:

SiO₂: 0,94 ∙ y = 0,94 ∙ 9,21 = 8,66 кг;

FeO: 0,024 ∙ y = 0,024 ∙ 9,21 = 0,22 кг.

В нем Fe:

M (Fe) = 55,85 – M (FeO) = 71,85

x кг Fe – 0,22 кг FeO;

x = 0,2 кг Fe.

В пересчете на Fe₂O₃:

2 M (Fe) = 111,7 – 3 M (O) = 48

0,2 кг 2Fe – x кг 3O;

x = 0,09 кг O.

Всего Fe₂O₃: 0,2 + 0,09 = 0,29 кг.

б) В известняке.

Содержание:

SiO₂: 0,067 ∙ x = 0,067 ∙ 7,1 = 0,48 кг;

FeO: 0,068 ∙ x = 0,068 ∙ 7,1 = 0,48 кг,

В нем Fe:

M (Fe) = 55,85 – M (FeO) = 71,85

x кг Fe – 0,48 кг FeO;

x = 0,37 кг Fe.

В пересчете на Fe₂O₃:

2 M (Fe) = 111,7 – 3 M (O) = 48

0,34 кг 2Fe – x кг 3O;

x = 0,16 кг O.

Всего Fe₂O₃: 0,34 + 0,16 = 0,5 кг.

Содержание CaO: 0,34 ∙ x = 0,34 ∙ 7,1 = 2,4 кг.

Тогда CaCO₃:

M (CaO) = 56,08 – M (CaCO₃) = 100,09

2,4 кг CaO – x кг CaCO₃;

x = 4,3 кг CaCO₃.

В нем CO₂: 4,3 – 2,4 = 1,9 кг.

в) В железной руде.

Содержание:

SiO₂: 0,09 ∙ z = 0,09 ∙ 27,69 = 2,49 кг,

FeO: 0,766 ∙ z = 0,766 ∙ 27,69 = 21,2 кг,

В нем Fe:

M (Fe) = 55,85 – M (FeO) = 71,85

x кг Fe – 21,2 кг FeO;

x = 16,5 кг Fe.

В пересчете на Fe₂O₃:

2 M (Fe) = 111,7 – 3 M (O) = 48

16,5 кг 2Fe – x кг 3O;

x = 7,09 кг O.

Всего Fe₂O₃: 7,09 + 16,5 = 23,6 кг.

Содержание CaO: 0,02 ∙ z = 0,02 ∙ 27,69 = 0,6 кг.

Тогда CaCO₃:

M (CaO) = 56,08 – M (CaCO₃) = 100,09

0,6 кг CaO – x кг CaCO₃;

x = 1,1 кг CaCO₃.

В нем CO₂: 1,1 – 0,6 = 0,5 кг.

Все рассчитанные данные сводим в таблицу:

Таблица 7

Рациональный и химический состав шихты

		Pb	Zn	Cu	Fe	S	CaO	CO2	SiO2	Al2O3	O2	Прочие	Всего
													кг	%
Концентрат	PbS	49,50	-	-	-	7,66	-	-		-	-	-	57,16	39,69
	ZnS	-	12,50	-	-	6,13	-	-	-	-	-	-	18,63	12,94
	CuFeS2	-	-	3,10	1,76	2,02	-	-	-	-	-	-	6,88	4,78
	FeS2	-	-	-	1,49	1,71	-	-	-	-	-	-	3,20	2,22
	Fe7S8	-	-	-	4,25	2,78	-	-	-	-	-	-	7,03	6,43
	CaCO3	-	-	-	-	-	2,5	1,96	-	-	-	-	4,46	3,10
	SiO2	-	-	-	-	-	-	-	2,00	-	-	-	2,00	1,39
	Al2O3	-	-	-	-	-	-	-	-	0,50	-	-	0,50	0,35
	Прочие	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,14	0,14	0,10
	Итого	49,50	12,50	3,10	7,50	20,30	2,5	1,96	2,00	0,50	-	0,14	100	69,44
Кварцевая руда	Fe2O3	-	-	-	0,20	-	-	-	-	-	0,09	-	0,29	0,20
	SiO2	-	-	-	-	-	-	-	8,66	-	-	-	8,66	6,01
	Прочие	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,23	0,23	0,16
	Итого	-	-	-	0,20	-	-	-	8,66	-	0,09	0,23	9,21	6,40
Известняк	Fe2O3	-	-	-	0,34	-	-	-	-	-	0,16	-	0,50	0,35
	SiO2	-	-	-	-	-	-	-	0,48	-	-	-	0,48	0,33
	CaCO3	-	-	-	-	-	2,40	1,90	-	-	-	-	4,30	2,99
	Прочие	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	2,11	2,11	1,47
	Итого	-	-	-	0,34	-	2,40	1,90	0,48	-	0,16	2,11	7,10	4,93
Железная руда	Fe2O3	-	-	-	16,50	-	-	-	-	-	7,09	-	23,60	16,39
	SiO2	-	-	-	-	-	-	-	2,49	-	-	-	2,49	1,73
	CaCO3	-	-	-	-	-	0,60	0,50	-	-	-	-	1,10	0,73
	Прочие	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,50	0,50	0,35
	Итого	-	-	-	16,50	-	0,60	0,50	2,49	-	7,09	0,50	27,69	19,23
всего	кг	49,50	12,50	3,10	24,54	20,30	5,5	4,36	13,63	0,50	7,34	2,75	144	100
	%	34,38	8,68	2,15	17,04	14,10	3,82	3,00	9,47	0,35	5,10	1,91	100	100