ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

КАФЕДРА МЕТАЛЛУРГИИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

М.И. Алкацев, в.М. Алкацева металлургические расчеты: обжиг медных сульфидных шихт

Методическая разработка для курсового и дипломного проектирования для студентов специальности 150102 – «Металлургия цветных металлов» по курсу «Металлургия тяжёлых цветных металлов»

Владикавказ

2008

УДК 669.331

ББК 34.33

А 50

М.И. А л к а ц е в, В.М. А л к а ц е в а. Металлургические расчеты: Обжиг медных сульфидных шихт. Методическая разработка для курсового и дипломного проектирования для студентов специальности 150102 – «Металлургия цветных металлов» по курсу «Металлургия тяжёлых цветных металлов». Владикавказ: Терек, 2008. 34 с.

В методической разработке даны методики расчета рационального состава концентрата, окислительного обжига медного сульфидного концентрата, требуемого количества флюсов для плавки огарка, расхода дутья и количества и состава обжиговых газов, материального и теплового балансов обжига, расчёт производительности и количества обжиговых печей с определением площади поверхности теплообменников в печи.

Предназначается в качестве учебной методической разработки для студентов специальности 150102 – «Металлургия цветных металлов».

Ил. 2. Табл. 7. Библиогр. список 6 назв.

Издательство скгми «Терек», 2008

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Введение ………………………………………………………………………. 4

Задание……………………………………………………………………..….. 5

Исходные данные……………………………………………………………... 5

I. Минеральный (рациональный) состав концентрата ….……………….. 6

II. Расчёт необходимой степени десульфуризации при обжиге для

получения заданного содержания меди в штейне……………………... 9

III. Расчёт необходимой массы флюсов при плавке огарка…………….... 11

IV. Расчет количества дутья и состава обжиговых газов………………… 13

V. Расчёт параметров обжига в кипящем слое………………………….... 15

VI. Материальный баланс обжига на годовую производительность

цеха и часовую производительность единичной печи…………….… 17

VII. Расчет теплового баланса обжига на часовую

производительность единичной печи…………….…………………… 21

Литература…………………………………………………………….… 31

ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………… 32

Введение

Цель методической разработки. Научить студентов использовать полученные ими научные знания в области химии, физики, математики и теплотехники для осуществления технологических расчётов, являющихся одной из наиболее важных частей знаний о проектировании металлургических аппаратов и предприятий.

Обжигом называют физико-химический процесс термической обработки материала (в данном случае медного сульфидного концентрата) при температуре выше температуры воспламенения, но ниже температуры плавления.

Цель обжига – снижение себестоимости извлекаемого металла и

экологических рисков, связанных с выбросами сернистого газа в атмосферу.

Применение обжига имеет следующие преимущества перед прямой плавкой сульфидного концентрата:

1. снижение расхода углеродистого топлива в плавильном агрегате вследствие того, что огарок поступает в печь с высокой температурой порядка 500-600 ^оС;

2. получение обжиговых газов, богатых по SO₂ (более 7 %) пригодных для получения серной кислоты;

3. получение богатых по меди штейнов в плавильных печах, что позволяет снизить затраты на их конвертирование с получением черновой меди;

4. снизить выбросы сернистого газа в атмосферу.

Предложенный расчёт обладает широкими обучающими свойствами. В нём используются сведения из математики, гидродинамики кипящего слоя твёрдых частиц в газовом потоке, химической термодинамики и других разделов знаний. Приведенные в расчётах уравнения температурной зависимости теплоёмкости твёрдых и газовых материалов, а также энтальпий химических реакций, протекающих при обжиге, получены лично авторами методической разработки.

На основе предложенной разработки составлена программа для ЭВМ, используемая для проверки правильности выполненных студентами расчётов по курсовому и дипломному проектированию.