2 Металлургический расчет с составлением материального и теплового балансов
2.1 Расчет рационального состава штейна
Химический состав штейна, %: 30 Cu; 3,8 Zn; 29,4 Fe; 22 S.
Минералогический состав штейна: Cu2S; ZnS; FeS; Fe3O4 и прочие.
Расчет процесса конвертирования ведется на 100 кг штейна.
Серы в Cu2S:
Cu2S
128 – 32
30 – x
x = 7,50 кг
Серы в ZnS:
ZnS
65 – 32
3,8 – x
x = 1,87 кг
Серы в FeS:
22 – 7,50 – 1,87 = 12,63 кг
Железа в FeS:
FeS
56 – 32
x – 12,63
x = 22,10 кг
Железа в Fe3O4:
29,4 – 22,10 = 7,30 кг
Кислорода в Fe3O4:
Fe3O4
168 – 64
7,30 – x
x = 2,78 кг
Рациональный состав штейна приведен в таблице 1.
Таблица 1 — Рациональный состав штейна
Минералы |
∑ |
Cu |
Fe |
Zn |
S |
O |
Прочие |
Cu2S |
37,50 |
30,00 |
— |
— |
7,50 |
— |
— |
ZnS |
5,67 |
— |
— |
3,80 |
1,87 |
— |
— |
FeS |
34,73 |
— |
22,10 |
— |
12,63 |
— |
— |
Fe3O4 |
10,08 |
— |
7,30 |
— |
— |
2,78 |
— |
Прочие |
12,02 |
— |
— |
— |
— |
— |
12,02 |
Всего: |
100,00 |
30,00 |
29,40 |
3,80 |
22,00 |
2,78 |
12,02 |
2.2 Расчет рационального состава кварцевого флюса
Химический состав, %: 1,0 Cu; 58,7 SiO2; 10,0 CaO; 9,0 Al2O3; 0,9 S; 5,0 Fe.
Минералогический состав: CuFeS2; Cu2O; Fe2O3∙3H2O; SiO2; Al2O3∙2SiO2∙2H2O; CaCO3.
Меди и железа в CuFeS2:
CuFeS2
64 – 56 – 64
x – y – 0,9
x = 0,90 кг
y = 0,79 кг
Меди в Cu2O:
1,0 – 0,9 = 0,1 кг
Кислорода в Cu2O:
Cu2O
128 – 16
0,1 – x
x = 0,01 кг
Железа в Fe2O3∙3H2O:
5,0 – 0,79 = 4,21 кг
Кислорода и воды в Fe2O3∙3H2O:
Fe2O3∙3H2O
112 – 48 – 54
4,21 – x – y
x = 1,81 кг
y = 2,03 кг
Кремнезема и воды в Al2O3∙2SiO2∙2H2O:
Al2O3∙2SiO2∙2H2O
102 – 120 – 36
9,0 – x – y
x = 10,59 кг
y = 3,18 кг
Свободного
SiO2:
58,70 – 10,59 = 48,11 кг
CO2 в CaCO3:
CaO – CO2
56 – 44
10 – x
x = 7,86 кг
Рациональный состав кварцевого флюса приведен в таблице 2.
Таблица 2 — Рациональный состав кварцевого флюса
Минералы |
∑ |
Cu |
Fe |
S |
O |
SiO2 |
CaO |
Al2O3 |
H2O |
CO2 |
Проч. |
CuFeS2 |
2,59 |
0,90 |
0,79 |
0,90 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
Cu2O |
0,11 |
0,10 |
— |
— |
0,01 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
Fe2O3∙3H2O |
8,05 |
— |
4,21 |
— |
1,81 |
— |
— |
— |
2,03 |
— |
— |
Al2O3∙2SiO2∙2H2O |
22,76 |
— |
— |
— |
— |
10,59 |
— |
9,00 |
3,18 |
— |
— |
CaCO3 |
17,86 |
— |
— |
— |
— |
— |
10,00 |
— |
— |
7,86 |
— |
SiO2 |
48,11 |
— |
— |
— |
— |
48,11 |
— |
— |
— |
— |
— |
Прочие |
0,52 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
0,52 |
Всего: |
100,00 |
1,00 |
5,00 |
0,90 |
1,82 |
58,70 |
10,00 |
9,00 |
5,21 |
7,86 |
0,52 |