19.1 Определение количества штейна, необходимого для обеднения 100 кг шлака*

Состав штейна и конверторного шлака приведен в таблице 46. Обычно извлечение кобальта в штейн из конверторного шлака составляет 85%. В расчете на 1 т шлака уменьшение количества штейна во время обеднения равно Y=386–5,9Х при X=56. По данным таблицы 46 находим: Y=386–5,9•56,0=56 кг на 1 т шлака, или 5,6 кг на 100кг шлака. В нашем примере Y=56 кг; Со_шт=0,6%; Со_шл=0,40%; Е_Со =85%. Отсюда (а+5,6)•0,6+0,40•85=3а; а=15,36 кг. Количество исходного штейна для конверторов обеднения равно 15,36+5,6=20,96 кг.

В нем содержится, кг: Ni 0,18•20,96=3,77; Со 0,006•20,96=0,13; Сu 0,002•20,96=0,04; Fe 0,56•20,96=11,74; S 0,24•20,96=5,08; прочие 0,012•20,96=0,25. Всего 20,96. Определим количество металлов в конечном штейне конверторов обеднения с учетом данных § 17.2. При загрузке на обеднение 100 кг конверторного шлака: Ni (3,77+2,84)•0,96=6,35 кг; Со (0,13+0,44)•0,85=0,48 кг; Fe (15,4•0,445)=6,85 кг. Извлечение никеля в штейн на, операции обеднения принято равным 96%. Следует заметить, что в полученном штейне отношение Ni : Со весьма неблагоприятно и равно примерно 13÷1.

19.2. Определение количества шлака, образующегося в конверторах рафинирования

Операция рафинирования конечного штейна необходима для снижения отношения Ni÷Со с 13 до 2. Исходные данные для расчета. Расход рядового, штейна шахтных печей при рафинировании составляет 20% от конечного штейна конверторов обеднения. Извлечение кобальта из штейновой массы в кобальтовый шлак 95%. Отношение в шлаках рафинировочного конвертора Ni÷Со=2÷1. В рафинировочном конверторе все железо штейна переходит в шлак. Содержание железа в шлаке этого конвертора 50%. Количество конечного штейна конверторов обеднения 15,4 кг, в нем содержится кобальта 0,48 кг.

Количество печного штейна, добавляемого в рафинировочный конвертор по ходу процесса: 15,4•0,20=3,08 кг.

В этом количестве печного штейна содержится (таблица 46) Fe 3,08•0,56=1,72 кг, Со 3,08•0,006=0,02 кг. Количество кобальта, переходящее в шлак: (0,48+0,02)•0,95=0,48 кг. Количество Ni, переходящее в шлак при отношении в шлаке Ni÷Со=2÷1, равно 0,48•2=0,96 кг. Количество железа, переходящее из штейновой массы в шлак: 6,85+1,72=8,57 кг. Количество шлака, образующегося в рафинировочном конверторе: 8,57/0,5=17,1 кг. Химический состав шлаков рафинировочного конвертора: Ni 0,96/17,1•100=5,6%; Со 0,48/17,1•100=2,8%; Fe 50%; прочие 41,6%.

* Расчет составлен инженером Кулаковым А. В.

19.3. Определение количества конечной обогащенной массы

Примем, что содержание железа в конечной массе рафинировочного конвертора 44,5%. Химический состав специального бедного железистого штейна шахтных печей: 7% Ni; 0,5% Со; 70% Fe; 22% S; 0,5% прочие.

Извлечение кобальта из шлака рафинировочного конвертора в обогащенную массу 85%. Извлечение никеля из шлака в обогащенную массу 96%. Расчет ведем по методике Б.Н. Захарова и В.А. Воробьева.

Уменьшение количества исходного бедного штейна в процессе получения обогащенной массы: Y=386–5,9Х=386–5,9•44,5=123 кг на 1 т шлака или (123/1000)•17,1=2,1 кг на 17,1 кг шлака.

Количество конечной обогащенной массы b, содержащей 4% Со, можно найти, решая следующее уравнение, составленное В.А. Воробьевым: (b+Y)•Со_шт+Со_шл•E_Со=4b.

Здесь Со_шт – содержание кобальта в бедном штейне (0,5%);

Со_шл – количество кобальта в шлаке, равное 0,48 кг;

Е_Со – извлечение кобальта из шлака в обогащенную массу (85%). У нас (b+2,1)•0,5+0,48•85=4b; b=12 кг.

Количество исходного бедного штейна 12+2,1=14,1 кг. В нем содержится Ni 14,1•0,07=0,99 кг; Со 14,1•0,005=0,07 кг. В обогащенной массе содержится:

а) никеля 0,99+0,96•0,96=1,91 кг,

где 0,99 – количество в исходном бедном штейне;

0,96– количество в исходном рафинировочном шлаке и 96% – извлечение из шлака в обогащенную массу;

б) кобальта 0,07+0,48•0,85=0,478 кг.

Состав массы следующий, %: Ni (1,91/12)•100=15,9; Со (0,478/12)•100=3,99.