2.3 Расчет рационального состава конвертерного шлака
Химический состав шлака, %: 1,8 Cu; 27,0 SiO2; 2,10 S; 51,20 Fe.
Минералогический состав шлака: Cu2S; ZnO; FeS; Fe3O4; 2FeO∙SiO2; SiO2.
При конвертировании 30% цинка из штейна переходит в шлак в форме ZnO.
Суммарное содержание FeO, SiO2, Fe3O4 при использовании малокремнистых флюсов составляет 85%.
Содержание магнетита в конвертерном шлаке — 15,3%.
Серы в Cu2S:
Cu2S
128 – 32
1,8 – x
x = 0,45 кг
Серы в FeS:
2,10 – 0,45 = 1,65 кг
Железа
в FeS:
FeS
56 – 32
х – 1,65
x = 2,89 кг
Кислорода в Fe3O4:
Fe3O4
232 – 64
15,3 – x
x = 4,22 кг
Железа в Fe3O4:
15,3 – 4,22 = 11,08 кг
Железа в 2FeO∙SiO2:
51,20 – 2,89 – 11,08 = 37,23 кг
Цинка в шлаке:
3,80 × 0,30 = 1,14 кг
Кислорода в ZnO:
ZnO
65 – 16
1,14 – x
x = 0,28 кг
Кислорода в 2FeO∙SiO2 (без SiO2):
Fe – O
56 – 16
37,23 – x
x = 10,64 кг
Кремнезема в 2FeO∙SiO2:
2Fe – SiO2
112 – 60
37,23 – x
x = 19,95 кг
Свободного SiO2:
27,00 – 19,95 = 7,05 кг
Рациональный состав конвертерного шлака приведен в таблице 3.
Таблица
3 — Рациональный состав конвертерного
шлака
Соединение |
∑ |
Cu |
Zn |
Fe |
S |
O |
SiO2 |
Прочие |
Cu2S |
2,25 |
1,80 |
— |
— |
0,45 |
— |
— |
— |
ZnO |
1,42 |
— |
1,14 |
— |
— |
0,28 |
— |
— |
FeS |
4,54 |
— |
— |
2,89 |
1,65 |
— |
— |
— |
Fe3O4 |
15,30 |
— |
— |
11,08 |
— |
4,22 |
— |
— |
2FeO∙SiO2 |
67,82 |
— |
— |
37,23 |
— |
10,64 |
19,95 |
— |
SiO2 |
7,05 |
— |
— |
— |
— |
— |
7,05 |
— |
Прочие |
1,62 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
1,62 |
Всего: |
100,00 |
1,80 |
1,14 |
51,20 |
2,10 |
15,14 |
27,00 |
1,62 |
2.4 Расчет рационального состава холодных материалов
Химический состав холодных материалов, %: 17,2 Cu; 25,8 Fe; 2,1 Zn; 3,6 S; 3,2 Al2O3; 10,2 SiO2; 2,4 CaO.
Минералогический состав холодных материалов: Cu; Cu2S; 2FeO∙SiO2; FeS; ZnS; CaO; Al2O3.
Половина меди находится в форме Cu2S, вторая — металлической.
Меди металлической в в Cu2S:
17,20 ×0,5 = 8,60 кг
Серы в Cu2S:
Cu2S
128 – 32
8,6 – x
x = 2,15 кг
Серы в ZnS:
ZnS
65 – 32
2,1 – x
x = 1,03 кг
Серы в FeS:
3,60 – 2,15 – 1,03 = 0,42 кг
Железа в FeS:
FeS
56 – 32
x – 0,42
x = 0,73 кг
Из
рационального состава конвертерного
шлака видно, что отношение свободного
кремнезема к общему составляет:
Поскольку кремнезем в холодных материалах в основном присутствует за счет конвертерных шлаков, то его соотношение сохраняется и для холодных материалов.
Свободного кремнезема:
Кремнезема в 2FeO∙SiO2:
10,20 – 2,66 = 7,54 кг
Железа и кислорода в 2FeO∙SiO2:
2Fe – 2O – SiO2
112 – 32 – 60
x – y – 7,54
x = 14,07 кг
y = 4,02 кг
Железа в Fe3O4:
25,80 – 0,73 – 14,07 = 11,01 кг
В нем кислорода:
Fe3O4
168 – 64
11,01 – x
x = 4,19 кг
Количество холодных материалов составляет 28% от массы штейна, то есть. 28 кг.
Рациональный состав холодных материалов приведен в таблице 4.
Таблица
4 — Рациональный состав холодных
материалов
Соединение |
∑ |
Cu |
Zn |
Fe |
S |
O |
CaO |
Al2O3 |
SiO2 |
Проч. |
Cu |
8,60 |
8,60 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
Cu2S |
10,75 |
8,60 |
— |
— |
2,15 |
— |
— |
— |
— |
— |
ZnS |
3,13 |
— |
2,10 |
— |
1,03 |
— |
— |
— |
— |
— |
FeS |
1,14 |
— |
— |
0,73 |
0,42 |
— |
— |
— |
— |
— |
Fe3O4 |
15,20 |
— |
— |
11,01 |
— |
4,19 |
— |
— |
— |
— |
2FeO∙SiO2 |
25,62 |
— |
— |
14,07 |
— |
4,02 |
— |
— |
7,54 |
— |
SiO2 |
2,66 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
2,66 |
— |
CaO |
2,40 |
— |
— |
— |
— |
— |
2,40 |
— |
— |
— |
Al2O3 |
3,20 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
3,20 |
— |
— |
Прочие |
27,29 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
27,29 |
Всего: |
100,00 |
17,20 |
2,10 |
25,80 |
3,60 |
8,21 |
2,40 |
3,20 |
10,20 |
27,29 |
28,00 |
4,82 |
0,59 |
7,22 |
1,01 |
2,30 |
0,67 |
0,90 |
2,86 |
7,64 |