7. Расчет рационального состава агломерата

В процессе окислительного обжига сульфиды металлов переходят в оксиды, частично в сульфаты. На основании практических данных принимаем, что сера агломерата находится на 80% в виде сульфидов и на 20% в виде сульфатов. Всего серы в агломерате 2,129 кг, следовательно:

Сера сульфидная связана с цинком, свинцом и медью и распределяется согласно их химическому сродству к сере в следующем соотношении: со свинцом – 76 %, цинком – 18 %, медью – 6 %.

1) Определяем количество сульфидной серы, связанной со свинцом:

1,886 ∙ 0,76 = 1,4 кг S.

Тогда количество PbS:

M (PbS) = 239,25 – M (S) = 32,06

x кг PbS – 1,4 кг S;

x = 10,696 кг PbS.

В нем Pb: 10,696 – 1, 4 = 9,296 кг.

2) Определяем количество сульфидной серы, связанной с цинком:

1,886 ∙ 0,18 = 0,339 кг S.

Тогда количество ZnS:

M (ZnS) = 97,43 – M (S) = 32,06

x кг ZnS – 0,339 кг S;

x = 1,032 кг ZnS.

В нем Zn: 1,032 – 0,339 = 0,693 кг.

3) Определяем количество сульфидной серы, связанной с Cu₂S:

1,886 – (1,4 + 0,339) = 0,147 кг S.

Тогда количество Cu₂S:

M (Cu₂S) = 159,16 – M (S) = 32,06

x кг Cu₂S – 0,147 кг S;

x = 0,730 кг Cu₂S.

В нем Cu: 0,730 – 0,147 = 0,583 кг.

Распределение сульфатной серы берем на основании практических данных: со свинцом – 92,5 %, с кальцием – 7,5 %; следовательно, со свинцом: 0,471 ∙ 0,925 = 0,436 кг, с кальцием: 0,471 – 0,436 = 0,035 кг.

4) Определяем количество PbSO₄:

M (PbSO₄) = 303,25 – M (S) = 32,06

x кг PbSO₄ – 0,436 кг S;

x = 4,124 кг PbSO₄.

В нем Pb:

M (Pb) = 207,19 – M (PbSO₄) = 303,25

x кг Pb – 4,124 кг PbSO₄;

x = 2,818 кг Pb.

В нем О₂: 4,124 – (2,818 + 0,436) = 0,87 кг.

5) Определяем количество CaSO₄:

M (CaSO₄) = 136,14 – M (S) = 32,06

x кг CaSO₄ – 0,035 кг S;

x = 0,149 кг CaSO₄.

Тогда количество CaO:

M (CaO) = 56,08 – M (CaSO₄) = 136,14

x кг CaO – 0,149 кг CaSO₄;

x = 0,061 кг CaO.

В нем О₂: 0,149 – (0,061 + 0,035) = 0,053 кг.

Осталось несвязанных металлов:

1. Pb: 49,5 – (9,296 + 2,818) = 37,356 кг,

2. Cu: 3,1 – 0,583 = 2,517 кг,

3. Zn: 12,5 – 0,693 = 11,807 кг,

4. CaO: 5,5 – 0,061 = 5,439 кг.

Эти металлы будут находиться в агломерате в виде оксидов (PbO, ZnO, Cu₂O), как свободных, так и связанных в ферриты, силикаты. Для упрощения расчета считаем на свободные оксиды.

а) Определяем количество PbO:

M (PbO) = 223,19 – M (Pb) = 207,19

x кг PbO – 37,356 кг Pb;

x = 40,241 кг PbO.

В нем O₂: 40,241 – 37,356 = 2,885 кг.

б) Определяем количество ZnO:

M (ZnO) = 81,37 – M (Zn) = 65,37

x кг ZnO – 11,807 кг Zn;

x = 14,697 кг ZnO.

В нем O₂: 14,697 – 11,807 = 2,890 кг.

в) Определяем количество Cu₂O:

M (Cu₂O) = 143,1 – 2M (Cu) = 127,1

x кг Cu₂O – 2,517 кг Cu;

x = 2,834 кг Cu₂O.

В нем O₂: 2,834 – 2,517 = 0,317 кг.

На основании практических данных установлено, что до 60% железа связано в Fe₃O₄, а 40% - в Fe₂O₃. Всего железа в шихте 24,54 кг, из него связано в:

Fe₂O₃: 24,54 ∙ 0,40 = 9,816 кг,

Fe₃O₄: 24,54 – 9,816 = 14,724 кг,

что в пересчете на Fe₂O₃ и Fe₃O₄ составит:

а) количество Fe₂O₃:

M (Fe₂O₃) = 159,7 – 2M (Fe) = 111,7

x кг Fe₂O₃ – 9,816 кг Fe;

x = 14,03 кг Fe₂O₃.

В нем О₂: 14,03 – 9,816 = 4,218 кг.

б) количество Fe₃O₄:

M (Fe₃O₄) = 231,55 – 3M (Fe) = 167,55

x кг Fe₃O₄ – 14,724 кг Fe;

x = 20,348 кг Fe₃O₄.

В нем О₂: 20,348 – 14,724 = 5,624 кг.

Составляем таблицу рационального состава агломерата:

Таблица 8

Рациональный состав агломерата

		Pb	Zn	Cu	Fe	S	O2	CaO	SiO2	Al2O3	Пр.	Всего
PbS		9,296	-	-	-	1,400	-	-	-	-	-	10,696
ZnS		-	0,693	-	-	0,339	-	-	-	-	-	1,032
Cu2S		-	-	0,583	-	0,147	-	-	-	-	-	0,730
PbSO4		2,818	-	-	-	0,436	0,870	-	-	-	-	4,124
PbO		37,356	-	-	-	-	2,885	-	-	-	-	40,241
ZnO		-	11,807	-	-	-	2,890	-	-	-	-	14,697
Cu2O		-	-	2,517	-	-	0,317	-	-	-	-	2,834
Fe2O3		-	-	-	9,816	-	4,218	-	-	-	-	14,030
Fe3O4		-	-	-	14,724	-	5,624	-	-	-	-	20,348
CaSO4		-	-	-	-	0,035	0,053	0,061	-	-	-	0,149
CaO		-	-	-	-	-	-	5,439	-	-	-	5,439
SiO2		-	-	-	-	-	-	-	13,630	-	-	13,630
Al2O3		-	-	-	-	-	-	-	-	0,500	-	0,500
Прочие		-	-	-	-	-	-	-	-	-	2,750	2,750
Всего	кг	49,500	12,500	3,100	24,54	2,357	16,857	5,500	13,630	0,500	2,750	132,234
	%	37,43	9,45	2,34	18,56	1,78	12,75	4,16	10,31	0,38	2,08	100