НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

Кафедра

"Металловедение цветных металлов"

Домашнее задание по курсу «Металлургическое технологии»

Вариант №2

Студент: Воротыло С. А.

Группа: С5-10-4

Преподаватель: Игнатов А.С.

Москва 2013

Исходные данные

1. Рассчитать рациональный состав медной руды следующего состава:

Cu	Fe	Ni	S	SiO2	Al2O3	CaO	пр.
20	27,6	1,7	37,4	5,6	3,3	1,8	2,6

В концентрате содержатся следующие минералы: Халькопирит, халькозин, ковеллин, сфалерит (ZnS), пирит (FeS₂), известняк (CaCO₃). 32,5% меди от исходного количества присутствует в форме CuFeS₂ (халькопирит), остальная медь распределена между CuS (ковеллин) и Cu₂S (халькозин)

2. Рассчитать количество и состав штейна и отвального шлака (на 100 кг сухой массы концентрата) и расход флюсов при плавке концентрата заданного состава по способу окислительного плавления при следующих исходных данных:

• Извлечение в штейн меди – 98%, цинка – 25%, а цинка в шлак – 40%

• Требуемое содержание меди в штейне – 60%

• Содержание в отвальном шлаке SiO₂ – 36%, CaO – 12%

• Отношение FeO к Fe₃O₄ в отвальном шлаке – 8 к 1

• Химический состав флюсов:

- кварца: SiO₂ – 90%, MgO – 4%, Al₂O₃ – 2%, остальное – прочие

- известняка: CaO - 51%, SiO₂-3%, Al₂O₃ – 0,6%, остальное – прочие (в.т.ч СО₂)

3. Рассчитать количество и состав отходящих газов на дутье, обогащенном до 65% (об) О₂, необходимое количество воздуха и технического кислорода при плавке концентрата в полуавтогенном режиме из условий:

• 4% серы в газах окисляется до SO₃, а 96% до SO₂;

• Коэффициент использования кислорода в расплаве - 100%;

• Содержание кислорода в техническом кислороде – 96%;

• Расход природного газа на 100 кг сухой шихты 2,5 кг%

• Состав природного газа (%объемн): СН₄ – 88%, С₂Н₆ – 8%, N₂ - 4%

• Влажность концентрата – 8%, флюсов – 7%.

• Подсосы воздуха в печь составляют 30% от объема дутья.

4. Составить материальный баланс полуавтогенного процесса окислительного плавления материала.

Атомная масса некоторых элементов
Cu	Fe	Zn	S	Ca	O
63,546	55,847	65,39	32,064	40,078	15,9994

1. Рациональный состав концентрата

Медь в концентрате представлена в виде халькопирита, халькозина и ковеллина. CuS – X кг, а Cu2S – Y кг; первое ур – ие: Второе ур – ие по кол – ву меди: CuCuS + CuCuS2 = (100%-32,5%)*0,2*100 кг = 13,5 кг CuCuS + CuCu2S = CuCuFeS2 = 32,5% * 20кг = 6,5 кг 183,3 CuFeS2 – 63,5 Cu Х кг CuFeS2 - CuCuFeS2 кг CuCuFeS2 = Х*63,5/183,3 95,5 CuS – 63,5 Cu Y кг CuS - CuCuS кг CuCuS = Y*63,5/95,5 127,674 Cu2S – 63,5 Cu Z кг Cu2S - CuCu2S кг CuCu2S = Z*63,5/159,156 кг Система уравнений: Преобразуем: Таким образом, в исходном концентрате, содержащем 20% меди, содержится 13,98 кг халькопирита, 14,54 кг ковеллина и 14,54 кг халькозина.
Масса халькопирита
Масса железа в халькопирите
Масса серы в халькопирите

Масса меди в халькопирите

Масса ковеллина
Масса серы в ковеллине Масса меди в ковеллине Масса халькозина Масса серы в халькозине Масса меди в халькозине
Определяем количество железа связанного в пирит (FeS2): Железа Масса пирита: Количество серы в пирите: Серы =26,75 кг Цинк в руде содержится в виде сфалерита:
Всего Zn
Масса сфалерита
Серы в сфалерите

Правильность расчетов проверяем по сере: 1,24+26,75+2,92+4,9+4,8 =40,6

CaO в руде содержится в виде CaCO3
Всего CaO
Масса CaCO3
СО2 в CaCO3

Определим массу прочих в руде
Всего прочих
С учетом CO2

Рациональный состав медной руды

Минералы	CU	Fe	Zn	S	CaO	CO2	пр.	Итого
CuFeS2	4,84	4,255		4,875				13,97
CuS	9,674			4,9				14,574
Сu2S	11,609			2,923				14,523
FeS2		23,345		26,75				50,095
ZnS			1,7	1,24				2,94
CaCO3					1,8	1,41		3,21
Прочее						1,41	1,19	1,19
Итого								98,972