МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Кафедра ЦМиЗ

Домашнее задание по курсу:

«Металлургия меди и никеля»

Вариант 14

Студент: Черепов В.В.

Группа: МРМ-09-1

Преподаватель: Хабиев Р. П.

2012 год

1. Рассчитать рациональный состав медного концентрата следующего состава:

: Cu – 22%, Fe – 36%, Ni - 2%, S – 33,6%, SiO₂ – 0,6%, Al₂O₃ – 1,2%, CaO – 0,3%, MgО – 0,3.

В концентрате присутствуют следующие минералы: халькопирит (CuFeS₂), пирротин(Fe₇S₈), пентлантид (NiFeS₂), известняк (CaCO₃), магнезит (MgCO₃). Вся медь присутствует в форе халькопирита.

Состав медного концентрата:

Cu	Fe	Ni	S	SiO2	Al2O3	CaO	MgО	Прочее
22	36	2	33,6	0,6	1,2	0,3	0,3	4

2. Рассчитать количество и состав штейна и отвального шлака (на 100 кг сухой массы концентрата) и расход флюсов при плавке по способу окислительного восстановления (ПВ) при следующих условиях :

• Извлечение Cu в штейн – 98,5%, Ni – 97,5%.

• Содержание в штейне меди - 60%

• Содержание в шлаке SiO₂ -35%, CaO-6%, отношение FeO/Fe₃O₄ – 6:1

• Химический состав кварцевого флюса: SiO₂ – 95%, CaO – 1%;

• Химический состав известняка: CaO – 49%, SiO₂ – 0.5%, Al₂O₃ – 1,5%, MgO – 2%

3. Рассчитать количество и состав технологических и отходящих газов на обогащенном до 68 % (объемн.) O₂ в дутье при плавке концентрата в полуавтогенном режиме из условий:

- 5% серы в газах окисляется до SO₃ , а 95% до SO₂ ;

- коэффициент использования кислорода в расплаве – 94%;

- содержание кислорода в техническом кислороде – 95,5%;

- влажность концентрата -6,5%, флюсов – 9,5%;

- расход природного газа на 100 кг сухой шихты 2,8 кг

- состав природного газа (% объёмн.) CH₄ - 90%, C₂H₆ – 6%, N₂ – 4%

-подсосы воздуха в печь составляют 45% от объема дутья;

4.Составить материальный баланс процесса плавки. Рассчитать степень десульфуризации при плавке.

1. Расчёт рационального состава медного концентрата

Найдем количество CuFeS₂ и количество каждого компонента в нём:

Найдем количество Fe в Fe₇S₈ :

36 - 19,33 = 16,67

Найдем количество NiFeS₂ и содержание S в нём:

Найдём количество S в Fe₇S₈

Найдем количество CaCO₃ и содержание в нём CO₂:

CaCO₃ –> CaO + CO₂

Найдем количество MgCO₃ и содержание в нём CO₂:

Найдем количество прочего в концентрате:

Рациональный состав медного концентрата

	Cu	Ni	Fe	S	SiO2	Al2O3	CaO	MgО	CO2	Прочее	Всего
CuFeS2	22		19,33	22,18							63,51
Fe7S8			16,67	10,33							27
NiFeS2		2		1,09							3,09
CaCO3							0,3		0,24		0,54
MgCO3								0,3			0,63
SiO2					0,6						0,6
Al2O3						1,2					1,2
Прочее										3,43	3,43
Всего	22	2	36	33,6	0,6	1,2	0,3	0,3	0,57	3,43	100

2. Расчет количества и состава штейна и отвального шлака и расход флюсов

Расчет состава и количества штейна

Количество Cu в штейне:

Количество штейна:

Количество Ni в штейне:

Содержание серы в штейне

25% по правилу Мостовича:

кг

Содержание кислорода в штейне:

Содержание прочих в штейне

Количество Fe в штейне: =

Количество и состав штейна

Компонент	Масса ,кг	Содержание,%
Cu		60,00
Fe		7
Ni		5,4
S		25
O		1,6
Пр		1,00
Всего		100

Расчет состава и количества самоплавкого шлака

0,33

4 – 0,36 = 3,64

Количество и состав самоплавкого шлака

Оксиды	Масса,кг	Содержание,%
FeO	43,07	86,94
MgO	0,3	0,61
Cu2O	0,37	0,75
NiO	0,06	0,12
Al2O3	1,2	2,42
SiO2	0,6	1,21
CaO	0,3	0,61
Пр	3,64	7,35
Всего	49,54	100

Расчет флюсов

Кварцевый флюс – x кг

Известковый флюс – y кг

Составляем два балансовых уравнения и решаем их как систему

SiO₂: _SiO2+0.95x+0.05y=0.35(G_см.шл.+0,99x+0,62y)

CaO: _СаО+0.49y+0.01х=0.06(G_см.шл.+ 0,99x+0,62y)

Получаем:

x=30,22 кг – кварцевый флюс

y=7,52 кг – известковый флюс

Составим пропорцию :

Кварцевый флюс CaCO₃=» +

X₁=0,79% CO₂; Прочее 3,21%

Известковый флюс: CaCO₃=» +

X₂=38,5% CO₂; Прочее 8,5%

G_фл=30,22 +7,52 =37,74 кг

G^отв.шл_SiO2 = =30,22*0,95+7,52*0,005+0,6 = 29,35 кг

G^отв.шл_CaO = =30,22*0,01+7,52*0,49+0,3= 4,28 кг

G^отв.шл_MgO = кг

G^отв.шл_Al2O3 =

G _Пр = = 30,22*0,0321+7,52*0,085+3,64 = 5,25 кг