Өзіндік жұмысқа арналған тапсырмалар

1-тапсырма. Кенде 3970 т гематит болады. Осы кен мөлшерінде қанша пайыз темір болады?

2- тапсырма. Кеннің бір үлгісін талдауда кеннен 2,8 г темір табылды. Ол темір тотығының қандай мөлшеріне (III) сәйкес келеді?

3-тапсырма. Магнитогор темір кен үлгісінде магнетит минералы түрінде 62% темір бар. Берілген кенде магнетит мөлшері қанша (пайызда)?

4-тапсырма. 5 кг магнетитте темір мөлшері қанша?

5-тапсырма. Темір кенінде 80% Fe₂O₃ және 10% SiO₂, қалғаны – қоспалар. Осы кенде темір мен кремний қанша (пайызда)?

6-тапсырма. Магнитті, қоңыр және шпаттық теміртаста темір мөлшері сәйкесінше 63%, 50% және 41% құрайды. Әрбіреуіндегі бос жыныстың мөлшерін анықтаңыз.

7- тапсырма. 1 кг Fe₂O₃ және 1 кг Fe₃O₄ темір мөлшері бірдей бола ма?

8-тапсырма. 4640 т магнитті теміртастан тұратын Fe₃O₄ зауытқа кен жеткізілді. Осы мөлшердегі кенде қанша темір болады?

9-тапсырма. Құрамы келесідей [C] = 4%; [Si] = 1%; [Mn] = 0,6%; [S] = 0,03%; [P] = 0,1%; 94,27% Fe 1т шойынға кен шығынын анықтаңыз.

Әртүрлі темір кендерінің және концентраттарының химиялық құрамдары 1.1.1-кестеде көрсетілген.

10-тапсырма. 1.1.1-кестеде темір кендерінің және оларды байытатын концентраттардың құрамы келтірілген. Кендегі немесе сіздің нұсқаңызға сәйкес концентраттағы темірден тұратын минералдардың пайыздық мөлшерін анықтаңыз.

11-тапсырма. 1.1.1-кестедегі мәліметтерге сәйкес кен түрін және бос жыныс мөлшерін анықтаңыз.

2. Домнада балқыту отыны.

Домнада балқыту үшін пайдаланылатын жағармай (отын) тек шихтаны қыздыру мен балқытуға ғана емес, сонымен бірге пештегі тотықсыздандыратын процестерде және темірді көміртектендіруге негізгі химиялық реагентті атқарады.

Домналық балқытуда отынның негізгі түрі кокс. Металлургиялық кокстың сапасын бағалау үшін оның химиялық құрамын, физика-химиялық және физика-механикалық қасиеттерін білу керек.

Кокстың химиялық құрамын оның органикалық массасымен сипатталады. Кокстың органикалық затты әдетте келесілерден тұрады 96,5 – 97,5% С; 0,5 – 0,8% Н₂; 0,3 – 0,4% О₂ және S және N₂ кейбір мөлшерінен.

Органикалық массаның талдауын кейде элементарлы талдау деп те атайды. Осы талдаудың негізгі көрсеткіші ұшардан және ұшпайтын көміртектен құралатын көміртек мөлшері табылады. Тәжірибелік есептерді жүргізу үшін С_{ұшпайтын} мөлшерін білу керек. Осы көміртектің мөлшерін техникалық талдаудан анықтауға болады.

Техникалық талдауда күлдің (А), ылғалдың (W), ұшқыш заттардың (L) және күкірттің (S) мөлшері, яғни кокстың жұмыс массасы анықталады. С_{ұшпайтын} мөлшері төмендегі теңдеу бойынша кокстың құрғақ массасынан анықталады:

= 100 – (А^С + L^C + S^C).

Әдетте металлургиялық коксттарда күлдің мөлшері 8…13% шектерде түрленіп тұрады. Кокс күлінің құрамы маңызды, себебі қож домна пешінде қож түзілу процесіне әсер етеді. Күлдің негізгі компоненттері SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃. Бұдан өзге, күлде СаО, MgO, SO₃, P₂O₅, Mn₃O₄ компоненттер және т.б. кездеседі. Күлдегі SiO₂ және Al₂O₃ мөлшері әдетте 50…70%, ал СаО және MgO барлығы 4…6%. Бұл бос жынысты қождауға жетпейді. Кокстағы ылғал мөлшері көп емес – 1…3% жуық. Ұшар заттардың мөлшері де аз– 0,8 – 1,2% және кокстау технологиясына байланысты, яғни кокстау температурасы неғұрлым жоғары және кокстау кезеңінің ұзақтығы үлкен болса, соғұрлым кокста ұшқыш заттар аздау болады. Ұшар заттар 300 – 350⁰С жоғары қыздырғанда бөліне бастайды, бұл домна пешінің шахта үстіне сәйкес келеді және домна процесіне қатыспайды.

1-мысалы.

Кокстың техникалық құрамы берілген, %:

күл – 9,5; күкірт – 1,7; ұшар заттар – 1,0; ылғал – 3,0. Кокстың органикалық массасында Н₂, N₂ және О₂ мөлшері 1,0%.

Күлдің талдауы %:

SiO₂ – 43,00; Al₂O₃ – 23,00; Fe₂O₃ – 22,50; CaO – 6,10; MgO – 1,36; P₂O₅ – 0,39; SO₃ – 3,32; Mn₃O₄ – 0,33.

Кокстағы ұшар заттардың құрамы, %:

СО₂ – 29,0; СО – 34,0; СН₄ – 1,0; Н₂ – 4,0; N₂ – 32.

Кокстың элементарлық құрамын және ондағы ұшпайтын көміртек мөлшерін анықтау.

ШЕШУІ:

Кокстың элементарлық құрамын анықтау үшін төмендегі теңдеу бойынша кокстағы қож компоненттерін (К_А) және (К_К) кокс құрамындағы (K_L) ұшар заттарды есептеу керек:

К_К = К_А  0,01А; К_К = K_L  0,01L.

1. Кокс қожында SO₃ түрінде болатын күкірт мөлшерін анықтаймыз:

9,5  0,0332 = 0,126%,

мұндағы: 32 – молярлық салмағы S;

80 – SO₃ молярлық салмағы.

2. SO₃ өзге, басқа қосылыстарда байланысқан күкірт мөлшерін анықтаймыз

1,7 – 0,126 = 1,574%.

3. Кокстың күл компоненттерін және ұшар заттарын кокс құрамына есептейміз, %.

Күл: SO₃ – 9,5  0,0332 = 0,3150 ұшар заттар: СО – 1,00  0,34 = 0,34

Al₂O₃ – 9,5  0,2300 = 2,1850 CO₂ – 1,00  0,29 = 0,29

CaO – 9,5  0,610 = 0,5795 N₂ – 1,00  0,32 = 0,32

Mn₃O₄ – 9,5  0,0033 = 0,0313 CH₄ – 1,00  0,01 = 0,01

SiO₂ – 9,5  0,4300 = 4,0850 H₂ – 1,00  0,04 = 0,04

Fe₂O₃ – 9,5 0,2250 = 2,1375

MgO – 9,5  0,0136 = 0,1292

P₂O₅ – 9,5  0,0039 = 0,0390

3. Кокстың органикалық массасында 1,0% Н₂, N₂ және О₂ болады.

4. Ұшпайтын көміртек мөлшерін анықтаймыз:

С_{ұшпайтын} = 100 – (1,574 + 9,5 + 1,0 + 1,0) = 86,926%.

5. Кокстың элементарлық құрамын анықтаймыз,%:

С_{ұшпайтын} – 86,926; S – 1,574; SO₃ – 0,315; SiO₂ – 4, 085; Al₂O₃ – 2,185; Fe₂O₃ – 2,1375; CaO – 0,5795; MgO – 0,1292; Mn₃O₄ – 0,0313; P₂O₅ – 0,039; CO₂ – 0,29; CO – 0,34; CH₄ – 0,01. Ұшатын заттарға кіретін компоненттерді біріктіріп (СО₂, СО СН₄, Н₂ және N₂), есептеуде пайдаланылатын кокстың әдеттегі химиялық құрамын аламыз. Бұл кезде барлық компоненттер қосындысы 100% құрайды.