Техническое задание
Рассчитать рациональный состав медного концентрата следующего состава:
Cu |
Fe |
Zn |
S |
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
пр. |
18,000 |
33,900 |
1,700 |
44,500 |
0,800 |
0,200 |
0,200 |
0,700 |
В концентрате присутствуют следующие минералы: Халькопирит CuFeS2, Халькозин Cu2S, Ковеллин CuS, Сфалерит ZnS, Пирит FeS2, Известняк CaCO3. 25% меди от исходного содержания присутствует в форме CuFeS2, остальная медь распределена между CuS и Cu2S.
Рассчитать количество и состав черновой меди и шлака и отвального шлака и расход флюсов (на 100 кг сухой массы концентрата) при плавке медного концентрата заданного состава в жидкой ванне (ПВ) при следующих данных :
Извлечение меди в штейн – 97%, цинка в штейн – 30%, а цинка в шлак-45% остальной цинк переходит в газ
Требуемое содержание меди в штейн 50%
Содержание в отвальном шлаке SiO2 -34%, CaO-8%
Отношение FeO к Fe3O4 в отвальном шлаке 10:1
Химический состав флюсов:
Кварца:
SiO2
CaO
MgO
Al2O3
Пр+CO2
85,000
3,000
1,600
4,000
6,400
Известняка:
CaO |
SiO2 |
Al2O3 |
Пр+CO2 |
48,000 |
5,000 |
1,200 |
45,800 |
Атомная масса некоторых элементов |
|||||
Cu |
Fe |
Zn |
S |
Ca |
O |
63,546 |
55,847 |
65,370 |
32,064 |
40,078 |
15,9994 |
Рациональный состав концентрата
Медь, в концентрате представлена в виде халькопирита, халькозина и ковелина. |
||
Всего меди |
|
кг |
Меди в халькопирите |
|
кг |
Масса халькопирита |
|
кг |
Железа в халькопирите |
|
кг |
Серы в халькопирите |
|
кг |
Железо в концентрате представлено в виде пирита и халькопирита |
||
Всего железа |
|
кг |
Железа в халькопирите |
|
кг |
Железа в пирите |
|
кг |
Масса пирита |
|
кг |
Серы в пирите |
|
кг |
Цинк в концентрате содержится в виде сфалерита |
||
Всего цинка |
|
кг |
Масса сфалерита |
|
кг |
Серы в сфалерите |
|
кг |
CaO в концентрате содержится в виде CaCO3 |
||
Всего CaO |
|
кг |
Масса CaCO3 |
|
кг |
СО2 в CaCO3 |
|
кг |
Определим массу прочих в концентрате |
||
Всего прочих |
|
кг |
С учетом CO2 в CaCO3 |
|
кг |
Определим массы халькозина и ковелина |
||
Всего меди в концентрате |
|
кг |
Всего серы в концентрате |
|
кг |
Меди в халькопирите |
|
кг |
Серы в халькопирите, пирите, сфалерите |
|
кг |
Меди в халькозине и ковелине |
|
кг |
Серы в халькозине и ковелине |
|
кг
|
Составим систему уравнений и определим массы халькозина и ковелина. X – масса халькозина; Y – масса ковелина |
|
кг
кг |
Решая уравнения получим |
||
Масса халькозина, х |
|
кг |
Масса ковелина, y |
|
кг |
Меди в халькозине |
|
кг |
Серы в халькозине |
|
кг |
Меди в ковелине |
|
кг |
Серы в ковелине |
|
кг |
Внесем все полученные данные в таблицу рационального состава концентрата
|
Cu |
Fe |
S |
Zn |
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
CO2 |
пр. |
итого |
CuFeS2 |
4.500 |
3.955 |
4.541 |
|
|
|
|
|
|
12.996 |
CuS |
5.284 |
|
2.666 |
|
|
|
|
|
|
7.95 |
Cu2S |
8.217 |
|
2.073 |
|
|
|
|
|
|
10.290 |
ZnS |
|
|
0.834 |
1,700 |
|
|
|
|
|
2.534 |
FeS2 |
|
29.945 |
34.385 |
|
|
|
|
|
|
64.330 |
SiO2 |
|
|
|
|
0,800 |
|
|
|
|
0.800 |
Al2O3 |
|
|
|
|
|
0,200 |
|
|
|
0.200 |
CaCO3 |
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,157 |
|
0.357 |
пр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,543 |
0.543 |
итого |
18,001 |
33,900 |
44,499 |
1.700 |
0.800 |
0.200 |
0.200 |
0.157 |
0.543 |
100,000 |
Расчет плавки в печи Ванюкова на черновой металл
Расчет массы и состав штейна |
||
Всего меди |
|
кг |
Извлечение меди в штейн |
|
% |
Масса меди в штейна |
|
кг |
Масса штейна |
|
кг |
Извлечение цинка в штейн |
|
% |
Масса цинка в штейне |
|
кг |
Содержание серы в штейне |
25 |
% |
Масса серы в штейне |
|
|
кг
Содержание кислорода
в штейне
кг
Масса кислорода в
штейне
кг
Содержание прочих в
штейне
%
Масса прочих в штейне
кг
Масса железа в штейне
кг
Количество и состав штейна
Компонент |
Масса ,кг |
Содержание,% |
Cu |
17,46 |
50 |
Fe |
7,0328 |
20,14 |
S |
8,73 |
25 |
Zn |
0,51 |
1,46 |
O |
0,838 |
2,4 |
Пр |
0,3492 |
1 |
Всего |
34,92 |
100 |
Расчет состава и количества самоплавкого шлака
Всего железа в руде кг
Масса железа в шлаке
кг
Соотношение FeO
и Fe3O4
Составленное уравнение
Масса Fe3O4 в шлаке 3,162 кг
Масса железа в Fe3O4
=2,2886
кг
Масса FeO в шлаке 31,62 кг
Масса железа в FeO
=24,5784
кг
Извлечение цинка в шлак 45 %
Масса цинка в шлаке
кг
Масса ZnO
в шлаке
кг
Масса меди в шлаке
кг
Масса CuO
в шлаке
кг
Масса прочих в шлаке
кг
Масса шлака
кг
Количество и состав самоплавкого шлака.
Оксиды |
Масса,кг |
Содержание,% |
FeO |
31,62 |
83.642 |
Fe3O4 |
3,162 |
8.3642 |
CuO |
0,676 |
1.7882 |
ZnO |
0,952 |
2.5183 |
Al2O3 |
0,2 |
0.5290 |
SiO2 |
0,8 |
2.1162 |
CaO |
0,2 |
0.5290 |
Пр |
1,938 |
0.5126 |
Всего |
37.8038 |
100 |
Расчет флюсов
Кварцевый флюс
CaCO3=»
+
x1=2.353
%
MgCO3=»
x2=1.746
%
Известняковый
флюс CaCO3=»
+
y=37.647
%
Доля
твердого в кварцевом флюсе
=100-(x1+x2)=95.901
% (0.95901)
Доля
твердого в известняковом флюсе
=100-y=62.353
% (0.62353)
Масса шлака Gшл= Gшл.самоплав+Х*0,95901+Y*0.62353
X-масса кв.фл Y-масса из.фл
Баланс по SiO2
*Gшл=0,8+X*0.85+Y*0.05
Баланс по CaO
*Gшл=0,2+X*0.03+Y*0.48
Решая эти 3 уравнения с 3 неизвестными получим следующие данные
Масса шлака 70.1198 кг
Масса кварцевого флюса 27,4866 кг
Масса известнякового флюса 9,5520 кг
Масса SiO2
в кварцевом флюсе
кг
Масса CaO
в кварцевом флюсе
кг
Масса MgO
в кварцевом флюсе
кг
Масса
Al2O3
в кварцевом флюсе
кг
Содержание пр в кварцевом флюсе 6,4-4,099=2,301 %
Масса
прочих в кварцевом флюсе
кг
Масса SiO2
в известняковом флюсе
кг
Масса CaO
в известняковом флюсе
кг
Масса Al2O3
в известняковом флюсе
кг
Содержание пр в известняковом флюсе 45,8-37,647=8,153 %
Масса прочих
в известняковом флюсе
кг
Масса отвального шлака (с учетом флюсов)
Оксиды |
Масса,кг |
Содержание,% |
Норма |
FeO |
31,62 |
44,021 |
|
Fe3O4 |
3,162 |
4,4021 |
|
CuO |
0,676 |
0,9411 |
|
ZnO |
0,952 |
1,32537 |
|
Al2O3 |
1.4141 |
1,9583 |
|
SiO2 |
23.8412 |
34 |
34 |
CaO |
5.6096 |
8 |
8 |
MgO |
0.4398 |
0,606 |
|
Пр |
1.6051 |
4,7453 |
|
Всего |
70.1198 |
100 |
|