Электр қуаты арқылы мыс концентратын қорыту

Қолданылып жүрген шарпу, шахта пештерінің технологияларына қарағанда, кен немесе концентратты қорыту процесіне көміртегі отынын қолданбай, тікесінен электр тоғын қолданған әлде қайда тиімді деп есептеледі. Өйткені, электр тоғын қорытылу процесіне қолданғанда бөлінетін газ аз бөлініп, төмен температурада балқымайтын шикізатты қорыта беруге қала береді де, ал электр тоғын қолданғаннан бөлінетін жылылық кемінде 70 %-ке дейін пайдаланады. Ал бұл көрсеткіш шарпу пешінде шихта қорытқандағы пайдаланатын жылылықтан әлде қайда жоғары.

Міне, электр тоғын осы қасиетін пайдалана отырып, металлургияның бір қатар саласыда электр тоғымен істейтін пештер салынып, оларда мыс, никель, қорғасын сияқты металдары бар шикізаттарды қорыту, олардан металл айырып алу әдісі кеңінен ұлғайып келеді. Бұл пештер электр қуаты сол жерлерде, көбінесе жоғары температурада балқитын шикізаттарда, не болмаса жоғары температурада газбенен қосылып ұшатын металдары бар шикізаттарды қорытуға қолданылады. Электр пешінің жалпы сұлбасы төртбұрышты немесе дөңгелек болып, іргелері және күймесі отқа төзімді кірпіштерден қаланады.

Осы кездегі пайдаланып жүрген электр пештерінің құрылысын алсақ, олардың аумағы төртбұрышты, жалпы қорыту өнімділігі шикізаттың химиялық минералдық құрамына және пеш табанына /еденіне/ керекті энергия қуатын еруге байланысты болады. Әрине, бұл жағдайда пеш үздіксіз істеп, қорытылған шикізат тасымалданған болуы керек.

Сонымен, электр пештері үш фазалы ауыспалы электр тоғымен істейді, токтың фазасына қарай әр пеш, не үш, не алты электродпен қорыту процесін атқарады. Электр арнайы қысым арқылы қалыпты жұмыр түрінде жасалады.

Электродтың жуандығы және ұзындығы әр түрлі пештің қуаты мен өнім мөлшеріне байланыстыра алдын ала жасалған есеппен белгіленеді.

Жалпы алғанда электродтың мәні ерекше деуге болады, өйткені оның сапасы, жуан, жіңішкелігі өоырту процесінде құралатын шлактың құрамы мен олардың ток өткізгіштік қасиетіне байланысты. Мысалы, құрамына қарай кейбір шлактардың ток өткізгіштік қасиетіне жоғары болса, кейбіреулерінікі төмен. Әрине, осы қасиеттерді қолданып, алдын ала есеп жасағанда электр қуатының көп, аз жұмсалаындығы дұрыс айқындалады.

Электр пешінің ұзындығының кескіндісін және пешке электродтардың қалай жалғасатынын 1-суреттен қараңыз.

Суретте электрод электрод пеш ваннасына, былайша айтқанда сұйық қорытпаға түйісіп сәл батып тұр. Осы түйіскенде, электрод арқылы келген ток шлак қалыңдығынан өте алмай, кедергіге кездескендей тұйыққа тіреледі.

Ал электрод шлак ішіндегі тұйыққа тірелген кезде, жылу бөлініп электрод айналасындағы сұйық шлактың температурасы тез көтеріледі. Пеш температурасы тыс жоғары көтерілген кезде осы сұйық, шлактың үстіне қорытылатын шихтаны пеш күймесіндегі тесіктен сала береді.

Шихта қорыту ережесін тиімді дұрыс жүргізу үшін электрод арқылы келетін ток қуаты, оның кернеуі, шлактың ток өткізу қабілеті т.б. солар сияқты көрсеткіштер біріне-ьірі сәйкес болуы керек.

Міне, электр пешінде кен немесе концентрат қорытудың негізгі принципі осы.

Ал іс жүзінде электр пешінің қорыту технологиясын алатын болсақ, ол шарпу пешінен айырмасы шамалы. Қорытылған шихта пеш ваннасына жиналып салмағына қарай екі қоыртпаға бөлінеді: астыңғы тұнбада, салмағы ауырлау штейн тұнады да, ал шлак береді. Шарпу пешіне қарағанда электр пешіне қарағанда электр пешінен бөлінетін газ мөлшері 10-12-не кем, өйикені электр пешінде көміртектес отын типі жағылмайды. Сондықтан, нақты шарпу пешінде жылылық тек 30-35-не ғана пайдаланылса жылудың көбі газға кетеді, ал элекктр пешінде 70-не жылу толық пайдаланылады.

Электр тоғы арқылы мыс шикізатын қорытатын пештер, тек соңғы жылдарда ғана (1960-1970 ж.) өндіріске енгізіліп, елімізге ең алғашқы электр пештері Жезқазған және Норильск зауыттарында қолданыла бастаған. Қазір Жезқазған мыс зауытында істейтін электр пешінің қуаттылығы мынадай:

-жалпы электр қуаттылығы. -50 мың КВА

-қорытуға жұмсалатын қуаттылық -33 мыс КВА

-ток кернеуі -500-800 В

-ток күші -25000 А

Мазмұны

1 қысқаша сипаттама

1. жұмыстың процестің мақсаты

2. міндеті

3. шикізат және оның құрамы

4. өнімдер оның құрамы

2 процестің теориясы

2.1процесті жүргізу принципі

2.2процестің химизмі

2.3материалдардың қозғалыс динамикасы

3 процестің режимдік параметрлері (ұзақтығы, температура, қысым)

4 процестің көрсеткіштері: өнімділік, алынған өнімнің шамасы

5 суреттер

5.1технологялық схема

5.2аппараттың сызбасы

6 модельдеу

6.1модельдеу мақсаты

6.2процестің саты бойынша формула түріндегі жазбасы

6.3модельдеудің құрылымы

6.4есептеу алгоритмі

7 обьектілі-бағытталған тілдердің біреуінде программа құрастыру

1. Қысқаша сипаттама.

1.1 жұмыстың процестің басты мақсаты: электр қуаты арқылы мыс концентратын штейнге қорыту.

1.2 Міндеті. Мысты байытылған штейн алу, отын ретінде электр қуаты қолданылады.

1.3 Шикізат және оның құрамы

1- таблица

Шикізат атауы	Құрамы, %
	Cu	Fe	S	Pb	Zn	С	FeO	SiO2	CaO
1.Концентрат	32.98						-
2. Әктас							4	6	45
3. Кварц кені							*	60	*
4. кокс						*

4. Өнімдер оның құрамы

2-таблица

Өнім атауы	Құрамы, %
	Cu	Fe	S	Pb	Zn	SO2	FeO	SiO2	CaO
1.Штейн	32.98						-
2. Шлак							4	6	45
3. Шаң							*	60	*
4. Газ						*

2. Процестің теориясы.

2.1 Процесті жүргізу принципі. Пештің тұрақты жұмысын қамтамасыздандыру үшін шихта құрамында ылғал және шаңдық фракциялар болмауы керек. Кен материалын балқыту кезінде ірілігі 10-20 мм агломерат немесе жентектер түрінде пайдалану тиімді. Пешке шихта тиеу күмбезіндегі тесік арқылы атқарылады, ал шлак пен штейн қарама-қарсы, бүйір қабырғасында орналасқан сәйкес шпура тесіктері арқылы мерзімді түрде шығарылады. Жылу техникалық көзқараспен қарағанда электр пештері шарпыма пештермен салыстырғанда неғұрылым жетілдірілген агрегат болып саналады. Пеш терең ваннамен жұмыс жасайды: шлак қабатының қалыңдығы 1900 мм, штейндікі 600-800 мм. Барлық химиялық процестер балқымаларда ( штейн және шлакта) жүреді. Электрод айналасында шлактың шеңбер бойымен қарқынды айналып қозғалу нәтижесінде қатты шихтаның балқу және еру процестерінің жылдамдығы артады. Газға тек SO₂- нің аздаған мөлшері өтеді, оның газдағы концентрациясы 5-7 % болады.

2.2 Процестің химизмі. Электр пешіне шихта салынып, ол балқи бастағанда жоғары жүйелі сульфид минералдары ыдырайды, күкірттің бір шамасы тікесінен бөлініп газға айналады. Ол реакциялар мыналар:

FeS₂-> FeS+0.5 S₂

2Cu FeS₂-> Cu₂S+ FeS+0.5 S₂

CuS-> Cu₂S+0.5 S₂

Fe₇S₈->7 FeS+0.5 S₂

Кейін, пеш температурасы көтеріле келе мына реакциялар ұлғая бастайды:

Cu₂O+ FeS= Cu₂S+ FeO;

3 Fe₃O₄+ FeS+5 SiO₂=5(FeO)₂ғ SO₂+SO₂

2.3 Материалдардың қозғалыс динамикасы. Шихта қандай жылдамдықта түседі түсетін заттар туралы жазу

3.Процестің режимдік параметрлері. (ұзақтығы, температурасы, қысым, өлшемдері)

Параметр атауы	өлшем бірлігі	Мәні
1. Температура	кВА	50 000
2. пеш өлшемдері	м	Ені 5-6, ұзынд.12-35, диаметрі 1,2-1,5.