II. Расчет необходимой степени десульфуризации при обжиге для получения заданного содержания меди в штейне
Степенью десульфуризации (десульфуризацией) называют отношение массы удаляемой серы к массе серы в исходной шихте.
Масса штейна, получаемого при плавке огарка, кг
,
где – сквозное (обжиг – плавка) извлечение меди, доли ед.;
Cuшт – принятое содержание меди в штейне, доли ед.
19. Масса серы в штейне при содержании в нем Sшт 25 % (по Мостовичу), кг
20. Необходимая масса серы в огарке при десульфуризации в процессе плавки, равной 0,1, кг
.
21. Масса серы, подлежащей удалению при обжиге, кг
22. Масса серы, переходящей в огарок, кг
.
23. Десульфуризация при обжиге, доли ед.
24. Масса элементной (элементарной) серы, выделяющейся в результате термолиза сульфидов по реакциям
4CuFeS2 = 2Cu2S + 4FeS + S2
4CuS = 2Cu2S + S2
2FeS2 = 2FeS + S2
25. Масса серы, окисляемой сверх элементной серы, кг.
26. Принимаем, что при обжиге с частичным удалением серы окислению подвергается FeS с образованием Fe3O4 по реакции
3 FeS + 5 O2 = Fe3O4 + 3 SO2
При этом образуется Fe3O4, кг
В нем кислорода, кг
27. Выход огарка на 100 кг концентрата, кг
III. Расчет необходимой массы флюсов при плавке огарка
28. Состав штейна
В исходных данных содержание меди в штейне принято равным Cuшт = 30,0 %.
По данным [1] содержание отдельных компонентов в медных штейнах может быть найдено с помощью следующих уравнений регрессии:
Fe = 66,0 – 0,83 Cuшт = 66,0 – 0,8330,0 = 41,1 %
S = 26,3 – 0,05 Cuшт = 26,3 – 0,0530,0 = 24,8 %
O = 7,7 – 0,12 Cuшт = 7,7 – 0,1230,0 = 4,1 %.
29. Количественный состав штейна в кг на 100 кг концентрата
Gшт = 65,66 кг (п. 18)
Cuшт = 65,66 0,30 = 19,698 кг
Feшт = 65,66 0,411 = 26,986 кг
Sшт = 65,66 0,248 = 16,284 кг
Oшт = 65,66 0,041 = 2,692 кг.
30. Предварительный состав шлака (без флюсов), кг и %
кг %
Feшл = Feк-т – Feшт = 32,9 – 26,986 = 5,914 45,79
SiO2 шл = 2,5 19,36
CaOшл = 0,7 5,42
Al2O3 шл = 1,8 13,94
Прочшл = 2,0 15,49
_____________________________________________
Сумма = 12,914 100,00
31. Выбор состава шлака
Рекомендуемые составы шлаков, %:
Fe = 23 – 35 (FeO = 30 – 45)
SiO2 = 32 – 42
CaO = 2 – 7
Полученный шлак (п. 51) является по составу нетехнологичным вследствие высокого содержания в нем железа и малого содержания SiO2.
Выбираем шлак следующего состава:
SiO2 = 32,0 % ,
CaO = 5,0 %.
32. Балансовые уравнения
Обозначения: X – масса кварца, кг на 100 кг концентрата;
Y – масса известняка, кг на 100 кг концентрата.
Баланс по SiO2
Баланс по СаО
В балансах: 2,5 и 0,7 – масса SiO2 и CaO в концентрате;
0,73 и 0,096 – содержание SiO2 в кварце и известняке,
доли ед.;
0,01 и 0,47 – содержание СаО в кварце и известняке,
доли ед.;
Y(1 – 0,37) – масса известняка без летучих (п.п.п.).
В итоге получаем следующую систему уравнений:
0,41 X – 0,1056 Y = 1,63248
– 0,04 X + 0,4385 Y = – 0,0543
Решение системы:
X = 4,045 кг кварцевого флюса на 100 кг концентрата;
Y = 0,245 кг известкового флюса на 100 кг концентрата.
Примечание: Если в результате решения системы уравнений получится отрицательное значение X или Y, то это означает, что состав шлака выбран некорректно. В этом случае необходимо выбрать новый состав шлака по SiO2 или СаО.
33. Количественный состав флюсов (%-ный состав в табл. 1), кг
Кварц: Известняк:
Fe = 4,045 0,07 = 0,283 Fe = 0,245 0,012 = 0,003
SiO2 = 4,045 0,73 = 2,953 SiO2 = 0,245 0,096 = 0,024
CaO = 4,045 0,01 = 0,041 CaO = 0,245 0,470 = 0,115
Al2O3 = 4,045 0,05 = 0,202 Al2O3 = 0,245 0,010 = 0,002
Проч. = 4,045 0,14 = 0,566 П.п.п. = 0,245 0,370 = 0,091
Проч. = 0,245 0,042 = 0,010
Сумма = 4,045 кг Сумма = 0,245 кг
34. Состав огарка (без учета потерь), кг:
Cu = Cuк-т = 20,1
Fe = Fe к-т + Fe кв + Fe изв = 32,9 + 0,283 + 0,003 = 33,186
S = 18,239 (п. 20)
O = 3,140 (п. 26)
SiO2 = SiO2 к-т + SiO2 кв + SiO2 изв = 2,5 + 2,953 + 0,024 = 5,477
CaO = CaO к-т + СaO кв + СaO изв = 0,7 + 0,041 + 0,115 = 0,856
Al2O3 = Al2O3 к-т +Al2O3 кв + Al2O3 изв = 1,8 + 0,202 + 0,002 = 2,004
Проч = Проч к-т + Проч кв + Проч изв = 2,0 + 0,566 + 0,010 = 2,576
Сумма (масса огарка) = 85,578 кг.