13.5. Расчет количества катодов и матричных ванн

Требуется рассчитать количество катодов и количество матричных ванн при производительности цеха 200 тыс. т катодной меди в год. Размеры катода 860х860 мм. Размеры анода 820х820 мм. Масса одного анода при плотности меди 8,5 т/м³, без учета ушей, будет равна 0,860•0,86•0,045•8,5•1000=283 кг. В соответствии с материальным балансом на катод перейдет из анода меди 79,958%,. или 283•0,79958=226,28 кг.

Для производства 200 тыс. т катодной меди необходимо переработать анодов 200000/0,22628=883856 шт. При плотности тока 260 А/м² и выходе по току 94% на катоде в сутки отложится меди

1,186•0,94•260•2•0,86•24=11965,4 г=11,965 кг.

Продолжительность растворения анода будет равна

226,28/11,965=18,9 сут.

При двукратном наращивании катода срок наращивания катодов составит 19/2=9,5 сут*, а число катодов составит 883856•2=1767712 шт. в год, или 1767712/365/24=202 катода в час при средней массе 226,28/2=113,14 кг.

* При более интенсивном режиме 4–5 суток.

Матричные серии должны выдавать в сутки 202•24=4848 шт. основ для завешивания в товарные серии. Кроме того, около 10% от этого количества основ необходимо произвести для ушек и покрытия брака.

При толщине основы 1 мм и размерах 860х860 мм, при условной плотности 8,8 г/см³ масса одной основы будет равна 0,860•0,860•0,001•8,8=6,5 кг. Всего в сутки матричные серии должны выделить меди 1,1•4848•6,5=34663 кг.

Примем, что для производства матричной меди используют те же ванны, что и для товарных катодов, но плотность тока равна 200 А/м², а выход по току составляет 96%. В этом случае суточная производительность ванны будет равна

1,186•200•32•0,860•0,860•0,96•24=134,7 кг,

а количество ванн будет

34663/134,7/0,93=277 шт.

где 0,93 – машинное время ванн в матричном переделе.

Глава III расчеты по металлургии никеля

В данном разделе приведены расчеты по основным переделам окисленных и сульфидных никелевых руд. Расчеты выполнены с учетом современного состояния и ближайшей перспективы развития металлургии никеля в СССР. В связи с этим сравнительно с ранее изданными материалами введены некоторые новые разделы, такие как шахтная плавка на дутье, обогащенном кислородом, обжиг в печах с кипящим слоем, плавка на ферроникель. Некоторые расчеты не приведены, поскольку перестали применять соответствующие процессы (отражательная и шахтная плавки медно-никелевых руд и концентратов, избирательное растворение меди). Расчеты составлены применительно к современным режимам и показателям никель кобальтовой промышленности. Например, в примере расчета по электролизу никеля изменены сразу плотность тока, число катодов в ванне, выход, по току, концентрация никеля в растворе, поверхность катода, т.е. основные параметры всего расчета процесса.

§ 14. Агломерация окисленной никелевой руды

СССР принадлежит приоритет в разработке и применении схемы агломерации окисленных никелевых руд. В процессе агломерации шихту с большой скоростью нагревают до температуры размягчения или частичного плавления. Нужное для этого тепло получают от горения мелкого кокса. Серусодержащие флюсы в шихту не вводят, так как десульфуризация во время спекания велика. Известняк в шихту тоже не вводят. Шихта, поступающая на агломашину, состоит из руды, мелкого кокса и оборотного мелкого агломерата. Работа спекательной машины оценивается по качеству и количеству полученного агломерата.

Производительность спекательной машины (т/сут) определяется по формуле

Q=24•60hbvyR,

где Q – производительность машины по шихте, т/сут;

h – высота слоя шихты, м;

b – ширина паллеты, соответствующая ширине рабочей части машины, м;

v – скорость движения паллет, м/мин;

y – насыпная масса, равная 0,96–1,06 т/м³;

R – коэффициент использования машины, часы за сутки.

Машина с полезной площадью 50 м² перерабатывает в сутки от 1600 до 2000 т шихты.

Скорость движения паллет v определяется в зависимости от скорости спекания С. Причем время спекания τ ₁ должно соответствовать времени нахождения паллет над камерой разрежения τ, т.е. τ ₁=τ, где τ ₁=h/С.

Здесь h – высота слоя шихты, равная 250–360 мм;

С – скорость спекания 25–35 мм/мин,

а τ=l/v,

где l – длина рабочей части машины – камеры разрежения, м;

v – скорость движения паллеты, м/мин.

При τ₁=τ•h/С=l/v, откуда скорость движения паллет v=l•С/h м/мин.

Оптимальные условия процесса агломерации зависят от состава шихты и ориентировочно могут быть приняты следующими:

1) содержание углерода в шихте 7,5–9%, коксика 8–10%;

2) влажность шихты 21–23%;

3) содержание, возврата в шихте не менее 20%;

4) содержание пыли шахтных печей 15–20%;

5) крупность коксика 3–5 мм, руды 15–20 мм;

6) температура поверхности шихты под камерой зажигания 1100–1150⁰С.

Расход на 1 т агломерата, по данным комбината «Южуралникель», составляет:

	ДАЦ-1	ДАЦ-2
Коксика натурального, кг Коксика условного, кг Природного газа, м3 Электроэнергии, кВт•ч Руды никелевой, т	155 121 5,6 30 1,25	170 135 5,5 38 1,35

Выход агломерата от руды и пыли составляет 75–80%, а только от руды 64–67%.