123713 (577636)
Текст из файла
Конрольная работа
по дисциплине: «Металлургия тяжелых металлов»
на тему: «Предварительный обжиг
цинковых концентратов для дистилляционного процесса»
Выполнил: студент гр
Челябинск
2009 год
На цинковом дистилляционном заводе подвергают предварительному обжигу концентрат такого состава (в мас.%):
Таблица 1. Химический состав концентрата
| Zn | Pb | Cu | Fe | S | Cd | SiO2 | CaO | MgO | Прочие |
| 52,5 | 2,5 | 1,7 | 5,8 | 31,9 | 0,5 | 2,1 | 0,6 | 0,9 | 1,5 |
Требуется рассчитать:
1. Рациональный состав сырого (необожжённого) концентрата;
2. Количество обожжённого цинкового концентрата, а также его химический и рациональный состав;
3. Количество воздуха, необходимого для предварительного обжига концентрата до порошка;
4. Количество и состав обжиговых газов;
5. Материальный баланс обжига;
6. Тепловой баланс обжига.
Подсчитаем рациональный состав сырого концентрата, полагая, что металлы в нём находятся в виде следующих соединений: Zn в виде ZnS; Pb-PbS; Cu-CuFeS2; Cd-CdS; Fe-FeS2 и Fe7S8 ;CaO-CaCO3и Mg-MgCO3. Расчёт ведём на 100 кг концентрата.
Количество жидкого минерала по элементам, входящим в этот минерал, рассчитывают по соотношениям атомных масс. Приведём примеры расчетов.
Количество ZnS (сфалерит) на 100 кг концентрата:
65,4 кг Zn требуют 32 кг S (по молекулярным массам)
52,5 кг Zn - x кг S;
xs=(52,5•32)/65,4=25,69 кг, mZnS=78,19 кг.
Количество PbS (галенит) на 100 кг концентрата:
207,2 кг Pb требуют 32 кг S
2,5 кг Pb - x кг S;
xS=(2,5•32)/207,2=0,39 кг, mPbS=2,89 кг.
Количество CuFeS2 (халькопирит) на 100 кг концентрата:
183,4 кг CuFeS2 содержат 63,6 кг Cu
x кг CuFeS2 - 1,7 кг Cu;
xCuFeS2=(183,4•1,7)/63,6=4,9 кг.
В халькопирите содержится серы:
183,4 кг CuFeS2 содержат 64 кг S
4,9 кг CuFeS2 - x кг S;
xS=(4,9•64)/183,4=1,71 кг.
В CdS содержится серы:
116,36 кг CdS содержат 32 кг S
0,5 кг Cd содержат x кг S;
xS=(32•0,5)/116,36=0,14 кг.
Количество железа в халькопирите:
183,4 кг CuFeS2 содержат 55,8 кг Fe
4,9 кг CuFeS2 - x кг Fe;
xFe=(4,9•55,8)/183,4=1,49 кг.
Согласно расчёту требуется серы для образования, кг:
ZnS-25,69;
PbS-0,39;
CuFeS2-1,71;
CdS-0,14
Итого: 27,93.
Остальная часть серы в количестве 31,9-27,93=3,97 кг будут связана с железом в виде FeS2 (пирит) и Fe7S8 (пирротин). Для этих соединений осталось железа 5,8-1,49=4,31 кг.
Примем, что с пиритом связано «а» кг железа, тогда с пирротином (4,31-а) кг железа. Если количество серы в пирите «b» кг, то в пирротине (3,97-b) кг серы. Составляем два следующих уравнения:
для пирита:
55,8 кг Fe требуют 64 кг S
а кг Fe - b кг S;
x =b=(64•a)/55,8=1,147a
для пирротина:
(55,8•7) кг Fe требуют (32•8) кг S
(4,31-а) кг Fe - (3,97-b) кг S.
Отсюда, (3,97-1,147а)=(4,31-а)•0,655;
а=2,33 кг;
b=2,67 кг.
Количество FeS2=2,33+2,67=5 кг;
Количество Fe7S8=(4,31-2,33)+(3,97-2,67)=3,28 кг.
Количество CaCO3:
56,1 кг CaO требуют 44,0 кг CO
0,6 кг CaO - x кг CO;
xСО2 =(0,6•44)/56,1=0,47 кг,
mСaCO3=0,6+0,47=1,07 кг.
Количество MgCO3:
40,3 кг MgO требуют 44,0 кг CO2
0,9 кг MgO - x кг CO;
xCO2 =(0,9•44)/40,3=0,98 кг,
mMgCO3 =0,9+0,98=1,88 кг.
Данные по рациональному составу сырого концентрата приведены в табл.2.
Таблица 2.
Рациональный состав сырого цинкового концентрата, %
| Соединение | Zn | Pb | Cu | Cd | Fe | S | CaO | MgO | CO2 | SiO2 | Прочие | Всего |
| ZnS | 52,5 | 25,69 | 78,19 | |||||||||
| PbS | 2,5 | 0,39 | 2,89 | |||||||||
| CuFeS2 | 1,7 | 1,49 | 1,71 | 4,90 | ||||||||
| CdS | 0,5 | 0,14 | 0,64 | |||||||||
| FeS2 | 2,33 | 2,67 | 5,00 | |||||||||
| Fe7S8 | 1,98 | 1,30 | 3,28 | |||||||||
| CaCO3 | 0,6 | 0,47 | 1,07 | |||||||||
| MgCO3 | 0,9 | 0,98 | 1,88 | |||||||||
| SiO2 | 2,1 | 2,10 | ||||||||||
| Прочие (по разности) | 0,05 | 0,05 | ||||||||||
| Итого: | 52,5 | 2,5 | 1,7 | 0,5 | 5,8 | 31,90 | 0,6 | 0,9 | 1,45 | 2,1 | 0,05 | 100 |
Подсчитаем рациональный состав огарка. Принимаем, что концентрат обжигают в виде порошка в печи с механическим перегребанием, а затем на спекательной машине. В предварительно обожжённом концентрате оставляем 7,9% общей серы, причём 0,9% находится в виде SSO3 и 7,0% в виде SS. В концентрате наиболее трудно обжигающийся сульфид ZnS, поэтому допустим, что вся сульфидная сера будут связана в огарке только с цинком. Сульфатную серу распределяем следующим образом: половину свинца, оксида кальция и оксида магния связываем в сульфатную форму, а остальную серу связываем с цинком в ZnSO4.
Принимаем, что все карбонаты, присутствующие в концентрате, при обжиге диссоциируют полностью; железо окисляется наполовину до Fe2O3 и наполовину до Fe3O4; вся медь окислиться до Cu2O и весь кадмий-до CdO.
Принимаем, что полуобожжённого концентрата будет получено 87% от сырого. Тогда в огарке будет содержаться 0,783 кг SSO3 и 6,09 кг SS.
Результаты подсчётов рационального и химического составов полуобожжённого концентрата представлены в табл.3.
Количество ZnS:
65,4 кг Zn требует 32 кг SS
x кг Zn - 6,09 кг SS
xZn=(65,4•6,09)/32=12,45 кг,
mZnS=12,45 + 6,09=18,54 кг.
Количество PbO:
207,2 кг Pb требует 16 кг O2
1,25 кг Pb - x кг O2
xO2=(1,25•16)/207,2=0,097 кг,
mPbO=1,25 + 0,097=1,347 кг.
Количество Cu2O:
127,2 кг Cu требует 16 кг O2
1,7 кг Cu - x кг O2
x O2=(16•1,7)/127,2=0,2 кг,
mCu2O=1,7+ 0,2=1,9 кг.
Количество Fe2O3:
111,6 кг Fe требует 48 кг O2
2,9 кг Fe - x кг O2
xO2=(2,9•48)/111,6=1,25 кг,
mFe2O3=1,25 + 2,9=4,15 кг.
Количество Fe3O4:
167,4 кг Fe требует 64 кг O2
2,9 кг Fe - x кг O2
xO2=(2,9•64)/167,4=1,11 кг,
mFe3 O4=1,11 + 2,9=4,01 кг.
Количество CdO:
112,4 кг Cd требует 16 кг O2
0,5 кг Cd - x кг O2
xO2=(0,5•16)/112,4=0,07 кг,
mCdO=0,5 + 0,07=0,57кг.
Количество PbSO4:
303,2 кг PbSO4 содержат 207,2 кг Pb
x кг PbSO4 - 1,25 кг Pb
xPbSO4=(303,2•1,25)/207,2=1,83 кг.
В PbSO4 содержится серы:
303,2 кг PbSO4 содержат 32 кг SS03
1,83 кг PbSO4 - x кг SS03
xSO3=(1,83•32)/303,2=0,19 кг.
В PbSO4 содержится кислорода:
303,2 кг PbSO4 содержат 64 кг O2
1,83 кг PbSO4 - x кг O2
xO2=(1,83•64)/303,2=0,39 кг.
Количество CaSO4:
136,1 кг CaSO4 содержат 57,1 кг CaO
x кг CaSO4 - 0,3 кг CaO
xCaSO4=(136,1•0,3)/57,1=0,72 кг.
В CaSO4 содержится серы:
136,1 кг CaSO4 содержат 32 кг SS03
0,72 кг CaSO4 - x кг SS03
xSO3=(0,72•32)/136,1=0,17 кг.
В CaSO4 содержится кислорода:
136,1 кг CaSO4 содержат 48 кг O2
0,72 кг CaSO4 - x кг O2
xO2=(0,72•48)/136,1=0,25 кг.
Количество MgSO4:
120,3 кг MgSO4 содержат 40,3 кг MgO
x кг MgSO4 - 0,45 кг MgO
xMgSO4=(120,3•0,45)/40,3=1,34 кг.
В MgSO4 содержится серы:
120,3 кг MgSO4 содержат 32 кг SS03
1,34 кг MgSO4 - x кг SS03
xSO3=(1,34•32)/120,3=0,356 кг.
В MgSO4 содержится кислорода:
120,3 кг MgSO4 содержат 48 кг O2
1,34 кг MgSO4 - x кг O2
xO2=(1,34•48)/120,3=0,53 кг.
Количество ZnSO4:
161,4 кг ZnSO4 содержат 32 кг SS03
x кг ZnSO4 - 0,067 кг SS03
xZnSO4=(161,4•0,067)/32=0,34 кг.
В ZnSO4 содержится цинка:
161,4 кг ZnSO4 содержат 65,4 кг Zn
0,34 кг ZnSO4 - x кг Zn
xZn=(65,4•0,34)/161,4=0,14 кг.
В ZnSO4 содержится кислорода:
161,4 кг ZnSO4 содержат 64 кг O2
0,34 кг ZnSO4 - x кг O2
xO2=(64•0,34)/161,4=0,13 кг.
ZnZnO=52,5-12,45-0,13=39,92 кг.
Количество ZnO:
65,4 кг Zn требует 16 кг O2
39,92 кг Zn - x кг O2
xO2=(39,92•16)/65,4=9,77 кг,
mZnO=39,92 + 9,77=49,69 кг.
Таблица 3.
Рациональный состав полуобожжённого концентрата, %
| Соеди- нения | Zn | Pb | Cu | Cd | Fe | SS | SSO3 | CaO | MgO | SiO2 | O2 | ||
| кг | % | ||||||||||||
| ZnO | 39,92 | 9,77 | 49,69 | 56,94 | |||||||||
| ZnSO4 | 0,14 | 0,067 | 0,13 | 0,337 | 0,37 | ||||||||
| ZnS | 12,45 | 6,09 | 18,54 | 21,24 | |||||||||
| PbO | 1,25 | 0,097 | 1,347 | 1,54 | |||||||||
| PbSO4 | 1,25 | 0,19 | 0,39 | 1,83 | 2,10 | ||||||||
| CaO | 0,3 | 0,3 | 0,34 | ||||||||||
| CaSO4 | 0,17 | 0,3 | 0,25 | 0,72 | 0,83 | ||||||||
| MgO | 0,45 | 0,45 | 0,52 | ||||||||||
| MgSO4 | 0,356 | 0,45 | 0,53 | 1,336 | 1,53 | ||||||||
| Fe2O3 | 2,90 | 1,25 | 4,15 | 4,76 | |||||||||
| Fe3O4 | 2,90 | 1,11 | 4,01 | 4,59 | |||||||||
| Cu2O | 1,70 | 0,2 | 1,9 | 2,18 | |||||||||
| SiO2 | 2,1 | 2,1 | 2,41 | ||||||||||
| CdO | 0,50 | 0,07 | 0,57 | 0,65 |
Итого:
| кг | 52,50 | 2,50 | 1,7 | 0,50 | 5,80 | 6,09 | 0,78 | 0,6 | 0,9 | 2,1 | 13,797 | 87,3 | — |
| % | 60,20 | 2,86 | 1,95 | 0,57 | 6,65 | 6,98 | 0,85 | 0,69 | 1,03 | 2,41 | 15,81 | — | 100 |
Из этой таблицы видно, что после уточнения выход огарка составил 87,27 % от сырого цинкового концентрата. Подсчитаем десульфурацию при обжиге.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
