Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена

Проведение исследования агломерационного обжига свинцовых концентратов. Анализ цинксодержащего сырья на содержание цинка и свинца. Электролитическое осаждение микроэлемента из сернокислотных растворов. Особенность электроплавки оксидных цинковых руд.

Рубрика Производство и технологии
Вид методичка
Язык русский
Дата добавления 27.09.2016
Размер файла 661,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.О. АУЭЗОВА

Высшая школа «Химическая инженерия и биотехнология»

Кафедра «Металлургия»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена» для студентов специальности 5В070900 - «Металлургия»

ШЫМКЕНТ 2016 г

УДК 669.2/.8(075.8)

Составители: Каратаева Г.Е., Шевко В.М. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена» для студентов специальности 5В070900 - Металлургия. г.Шымкент: Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауэзова, 2016.- 87с.

Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и государственного стандарта специальности 5В070900-«Металлургия» по дисциплине «Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена» и включают все необходимые сведения по выполнению лабораторных работ.

В настоящих методических указаниях рассмотрены краткие теоретические сведения и методики проведения процессов агломерационного обжига, реакционной и восстановительной плавки свинцовых концентратов, химический анализ цинксодержащего сырья, выщелачивание обожженного цинкового концентрата, электролитическое осаждение цинка из сернокислотных растворов, электроплавка оксидных цинковых руд, спекание шеелита с содой и выщелачивание шеелитового концентрата, обжига сульфидного молибденового концентрата и получение титанового шлака.

Методические указания предназначены для студентов специальностей 5В070900-«Металлургия».

Рецензент:

Зобнин Н.Н. - к.т.н., ст.преподаватель кафедры «Металлургия» ЮКГУ им.М.Ауэзова

Жукенов М.Д. - Технический директор ТОО «Нуран»

Рассмотрено и рекомендовано к печати заседанием кафедры (протокол №1 от _29.08._2016г.) и комитетом по инновационным технологиям обучения и методической обеспеченности высшей школы «Химическая инженерия и биотехнология» от 31.08._2016г., протокол № 1.

Рекомендовано к изданию Учебно-методическим советом ЮКГУ им. М.Ауэзова, протокол № __ от « » _ ____ 2016г.

© Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауэзова, 2016г

Ответственный за выпуск Каратаева Г.Е.

Содержание

Введение

1. Цель и задачи дисциплины «Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена»

2. Рекомендации студентам по подготовке к занятиям

3. Методика выполнения работы

3.1 Порядок проведения работы

3.2 Определение содержания серы в агломерате

4. Расчет шихты агломерирующего обжига

5. Порядок оформления отчетов и их защита

6. Контрольные вопросы

7. Методика выполнения работы

7.1 Порядок проведения работы

8. Анализ цинксодержащего сырья на содержание цинка и свинца

9. Выщелачивание обожженного цинкового концентрата

10. Электролитическое осаждение цинка из сернокислых растворов

11. Электроплавка оксидных цинковых руд

12. Спекание шеелита с содой и выщелачивание шеелитового концентрата

13. Влияние концентрации кислорода в дутье на показатели окислительного обжига сульфидного молибденового концентрата

Введение

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена» предусматривают практическое изучение металлургических процессов протекающих в агрегатах цветной металлургии; освоение методов расчета шихты, интенсификации технологических процессов и управления плавкой.

Лабораторный практикум является важной, неотъемлемой частью изучения данной дисциплины. На лабораторных занятиях прививаются навыки практического, экспериментального и расчетного анализа металлургических процессов, изучаются и усваиваются основные закономерности металлургии.

Во время лабораторных занятий студенты должны самостоятельно выполнить лабораторные работы с использованием различных металлургических процессов. Это позволит студентам получить навыки самостоятельного подхода к решению конкретных задач, касающихся инженеров металлургов, а также к проведению научно-исследовательской работы. Описанные условия проведения лабораторных работ максимально приближены к производственным режимам. При выполнении лабораторных работ студенты получают полное представление о технологических схемах пирометаллургических процессов.

Методические указания охватывают содержание всего курса «Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена» и содержат 9 лабораторных работ, каждая из которых включает цель, план занятия, краткие теоретические сведения, описание оборудования, технических средств, описание установки, методику выполнения работы, порядок расчета технологических показателей процесса, контрольные вопросы и задание. Методические указания состоят из 9 лабораторных работ, в том числе 6 работ рассчитанных для проведения занятий по 2 часа и 3 работы по 1 часу.

Разработанная преподавателями кафедры «Металлургия» виртуальная лабораторная работа «Спекание шеелита с содой и выщелачивание шеелитового концентрата» выполняется как экспериментальным путем, так и по компьютерной программе. Программа предназначена для выполнения сложного пирометаллургического процесса, требующего большого количества времени при выполнении в реальном режиме, и оценки влияния режима спекания шеелита с содой на технологические показатели процесса.

Перед выполнением работы студентам необходимо получить допуск к лабораторной работе. После выполнения работы каждый студент оформляет и защищает отчет по лабораторной работе. Отчет по работе должен содержать: краткое описание теоретической сущности и химизм процесса; аппаратурное оформление процесса в промышленных условиях; изложение методики проведения работы в лаборатории; необходимые расчеты и результаты работы.

1. Цель и задачи дисциплины «Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена»

Цель преподавания дисциплины «Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена» заключается в формировании у студентов умений и навыков в области цветной металлургии, в т.ч. приобретение знаний в области физико-химических свойств, форм нахождения в природе и применение тяжелых цветных и тугоплавких металлов (свинца, цинка, вольфрама и молибдена); освоить физико-химические основы процессов извлечения тяжелых цветных и тугоплавких металлов из руд, концентратов и промышленных продуктов, техногенного и вторичного сырья; описывать способы обогащения руд, технологии получения, методов разделения и очистки тяжелых цветных и тугоплавких металлов; выбирать методы разделения и очистки цветных металлов; решать задачи теоретического и прикладного характера в области металлургии цветных металлов.

Задачи изучения дисциплины:

- демонстрировать глубокие знания основ металлургии тяжелых цветных и тугоплавких металлов, в том числе, свинца, цинка, вольфрама и молибдена.

- освоить общие закономерности процессов, протекающих в агрегатах цветной металлургии;

- проводить анализ тяжелых цветных и тугоплавких металлов в рудах, промышленных продуктах и отходах металлургического производства.

2. Рекомендации студентам по подготовке к занятиям

Для подготовки к лабораторным занятиям студент обязан:

- знать теоретические основы получения тяжелых цветных и тугоплавких металлов,

- знать технологию получения тяжелых цветных тугоплавких металлов,

- владеть методикой составления материальных балансов,

- владеть методикой расчета равновесия основных реакций получения тяжелых цветных и тугоплавких металлов,

- знать правила работы по технике безопасности при проведении лабораторных работ,

- иметь навыки представления получения результатов в графических и табличных видах.

Домашнее задание студенты должны выполнять в соответствии заданной темой по лабораторной работе. Каждое домашнее задание вместе с лабораторной работой студент показывает преподавателю на очередном лабораторном занятии.

АГЛОМЕРИРУЮЩИЙ ОБЖИГ СВИНЦОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Цель: ознакомиться с принципами агломерации свинцовых сульфидных концентратов, методикой расчета шихты агломерирующего обжига, ходом процесса, видом материалов и продуктов процесса.

План занятия:

1. Краткое объяснение целей и задачи лабораторной работы

3. Выдача исходных данных для расчета

4. Проведение студентами необходимых теоретических и технологических расчетов

5. Получение допуска и выполнение лабораторной работы

6. Обработка полученных результатов, написание выводов и заключение

7. Защита лабораторной работы

Краткие теоретические сведения

В металлургическую переработку поступают почти исключительно сульфидные концентраты и редко сульфидные руды. Окисленные руды залегают в верхних частях рудных месторождений и к настоящему времени, как правило, выработаны. Поэтому обжиг концентратов для превращения сульфидов свинца в легко восстановимый оксид - первая и неизбежная металлургическая операция в существующем способе производства свинца шахтной восстановительной плавкой.

Поступающие на переработку концентраты содержат в себе, %: 40...78 свинца, 0,6...13 цинка, 0,1...4 меди, 1,8...15 железа, 14...23 серы, 0,8...4 оксида кремния, 0,3...2 оксида кальция и небольшое количество мышьяка и сурьмы.

Под обжигом концентратов понимают процесс его нагрева до такой температуры, при которой жидкая фаза или полностью отсутствует или появляется в очень небольшом количестве, а обжигаемый материал претерпевает те или иные физико-химические превращения, полезные для последующего металлургического передела. При обжиге концентратов сульфиды металлов превращаются в оксиды. Получение при обжиге сульфатов металлов нежелательно, так как при последующей плавке они будут восстанавливаться до сульфидов. Сульфидный свинец переходит в штейн, вследствие чего снижается извлечение свинца в черновой металл. Часто в концентратах в небольшом количестве присутствует мышьяк и сурьма, связывающие металлы в мышьяковистые и сурьменистые соединения. Обжиг превращает в окислы и эти соединения.

Второй продукт обжига - сернистые газы - до настоящего времени редко используется и выпускается в атмосферу, загрязняя ее.

Сульфидные свинцовые концентраты представляют собой продукты обогащения полиметаллических руд, которые предварительно подвергаются тонкому измельчению, и переработка их в шахтных печах невозможна из-за плохой газопроницаемости, большого пылевыноса и настылеобразования. Поэтому при проведении окислительного обжига свинцового концентрата процесс обжига ведут так, чтобы получить прочный и газопроницаемый кусковой материал - агломерат.

На агломерирующий обжиг поступает концентрат в смеси с флюсами (кварц, известняк, железная руда) и различными оборотными материалами (оборотный шлак, оборотный агломерат). Шихту обжига составляют так, чтобы количество и соотношение добавляемых флюсов соответствовали требованиям плавки, при которой получаемый шлак имеет соответствующие физико-химические свойства. Зная полный состав перерабатываемых свинцовых концентратов и флюсов, делают подробный расчет шихты для обжига. Шихта тщательно перемешивается и увлажняется для лучшего смешения материалов, уменьшения пылевыноса, а также для улучшения газопроницаемости.

В процессе агломерирующего обжига вводимые в шихту флюсы ведут себя следующим образом. В первый момент обжига они механически разъединяют частицы сульфидов, способствуя их индивидуальному обжигу. Поглощая избыточную теплоту реакции окисления сульфидов на свой нагрев или диссоциацию (известняк), они снижают температуру шихты, удерживая ее в течение долгого времени в неспекшемся состоянии, хорошо проницаемом для дутья. По мере образования оксида свинца протекают следующие реакции:

РbО + Fe2O3 = PbO • Fe2O3;

PbO + SiO2 = PbO • SiO2.

Это полезные реакции, снижающие летучесть оксида свинца. Кроме того, силикат свинца, будучи легкоплавким, является главным цементирующим агентом обожженной шихты и способствует хорошему спеканию ее. Количество жидкой фазы в шихте, за счет которой идет окускование материала в процессе обжига, составляет 20...25%.

При образовании сульфата свинца присутствующие флюсы способствуют их разложению:

PbSO4 + Fe2O3 = PbO • Fe2О3 + SO2 + l/2O2;

PbSO4 + SiO2 = PbO • SiO2 + SО2 + l/2O2;

PbSO4 + CaO = PbO + CaSO4.

Сульфат кальция - стойкое соединение, разлагающееся при температуре выше 10000С, следовательно, в свинцовом агломерате значительная его часть останется не разложенной. Поэтому повышенное содержание сульфатной серы в агломерате при обжиге высококальциевых шихт наблюдается за счет сульфата кальция.

При агломерирующем обжиге большое значение имеет правильный состав шихты. Шихта должна удовлетворить определенным требованиям по химическому составу и физическим свойствам (крупность, влажность, газопроницаемость).

Агломерирующий обжиг свинцовой шихты - это процесс интенсивного сжигания топлива (сульфидов), обладающего низкой теплотворной способностью. Для того чтобы процесс протекал в благоприятных условиях, дают большой (10-15-кратный) избыток воздуха. За счет тепла от сжигания сульфидов температура в зоне горения достигает 900...11500С. Количество сульфидов в шихте должно быть таким, чтобы теплоты, выделенной при их окислении, было достаточно для поддержания нужной температуры при обжиге и спекании. При избытке сульфидов наступит перегрев, сульфиды спекутся и обжиг прекратится, при недостатке - процесс обжига пойдет холодно и может также прекратиться. Практикой установлено, что 6...8% сульфидной серы в шихте обжига вполне достаточно для поддержания процесса и при этом получается малосернистый агломерат (1...2% серы). Обычно в свинцовой шихте содержится 12...16 % сульфидной серы. Этим объясняется применение двойного либо одноступенчатого обжига с разбавлением шихты агломерационной мелочью (обжиг с возвратом). Иногда при недостатке сульфидов в шихту задают небольшое количество коксовой мелочи.

По содержанию свинца агломерат желательно получать по возможности богаче, но при слишком богатой шихте затрудняется обжиг (из-за легкоплавкости шихты) и последующая плавка (трудно получить бедные по свинцу шлаки). Практикой установлено, что агломерат должен содержать свинца не более 40...50% (или шихта обжига не более 40...45 %). Вводимые в шихту флюсы и оборотные материалы разбавляют ее по свинцу и сульфидной сере. Таким образом, при агломерирующем обжиге протекают два процесса: окисление сульфидов металлов и окускование окисленного материала. Для получения малосернистого агломерата необходимо процесс вести таким образом, чтобы окисление сульфидов несколько опережало оплавление.

Скорость обжига и другие показатели процесса обжига зависят от минералогического состава концентратов, его крупности, температуры и продолжительности обжига, избытка поступающего в печь воздуха и др.

В состав свинцовых концентратов входят сульфиды различных металлов (свинца, меди, железа, цинка, мышьяка, сурьмы и др.). Каждый сульфид имеет свои химические, физические свойства и, в частности, определенную для него температуру воспламенения и тепловой эффект реакции его окисления. Температурой воспламенения называется такая температура, при достижении которой окисление сульфида идет настолько интенсивно, что выделяемого тепла достаточно для самопроизвольного распространения процесса окисления по всей массе материала.

Температура воспламенения некоторых сульфидных материалов при крупности 0,075 мм составляет: пирита (FeS2) - 3450С, сфалерита (ZnS) - 6050С, галенита (PbS) - 6970С. Температура воспламенения свинцового концентрата - около 7000С.

При этих температурах окисление сульфидов металлов может происходить как с образованием окислов, так и с образованием сульфатов металлов по реакциям:

2MeS + 3О2 = 2МеО + 3SO2;

MeS + 2О2 = MeSO4.

Известно, что реакции окисления сульфидов металлов протекают до воспламенения сульфида в кинетической области, после воспламенения - в диффузионной. Зажигание свинцовой шихты проводят при температуре 1000...11000С, поэтому реакция окисления сульфидов сразу переходит в диффузионную область и образование сульфатов металлов ограниченно.

Количество серы, оставшееся в обожженном материале, характеризует полноту или степень обжига. Нужная степень обжига определяется составом перерабатываемого сульфидного концентрата. Так, например, содержание в концентрате значительного количества сульфидного цинка требует самого тщательного удаления серы при обжиге. Сульфид цинка при шахтной плавке мало растворяется в штейне и переходит в шлак, делая его вязким. Присутствие цинка в штейне также нежелательно, так как цинк повышает температуру плавления штейна и понижает его удельный вес. Присутствие же в агломерате оксида цинка сравнительно безвредно при восстановительной плавке потому, что оксид цинка хорошо растворяется в шлаке соответствующего состава. Если концентрат содержит много меди (более 1 %), то при обжиге оставляют часть серы в агломерате для образования штейна при плавке.

Десульфуризацией, или степенью десульфуризации, называется отношение серы, выгоревшей при обжиге, ко всей сере, которая содержалась в исходном концентрате, выраженное в процентах.

Агломерирующий обжиг на свинцовых заводах осуществляется на ленточных спекательных машинах. Шихта загружается в голове машины с помощью питателей и зажигается в горне мазутными или газовыми горелками. Необходимый для горения сульфидов воздух или просасывается через слой шихты с помощью эксгаустеров, или продувается через колосниковые решетки снизу вверх. Процесс горения происходит в тонком слое. Горячие отходящие газы подсушивают следующие слои шихты, а холодный воздух, просасывающийся через слои по ходу движения машины, охлаждает образующийся агломерат. Удельная производительность ленточных машин в зависимости от состава шихты колеблется от 4 до 19 т/м2 в сутки по готовому агломерату.

3. Методика выполнения работы

3.1 Порядок проведения работы

Лабораторная работа состоит из трех частей:

1) приготовление шихты с параллельным изучением влияния
влажности на изменение физических свойств шихты;

проведение опыта по агломерирующему обжигу;

определение состава полученного агломерата.

Для проведения работы приготовляют шихту, состоящую из свинцового концентрата (300г), рассчитанного количества флюсов и оборотного агломерата. Методика расчета количества флюсов и оборотного агломерата приведена ниже. Химический состав концентрата и флюсов дается преподавателем. Все компоненты шихты дробятся и просеиваются через сито 3...5 мм.

Шихту тщательно перемешивают и с помощью мерного цилиндра замеряют объем неувлажненной шихты. Затем навеску высыпают в фарфоровую чашу и увлажняют по указанию преподавателя. После увлажнения шихту тщательно перемешивают и снова замеряют ее объем. Таким образом, определяют объем шихты при различных содержаниях влаги. Увлажнение шихты и ее перемешивание проводят в фарфоровой чаше. Шихту в мерный цилиндр следует засыпать свободно, без уплотнения, допускается лишь осторожное выравнивание поверхности шихты. Как только будет достигнута влажность, при которой произойдет уменьшение объема шихты, замеры прекращаются. На основании полученных данных строят график. По оси абсцисс откладывают влажность, по оси ординат - объем шихты. Оптимальная влажность шихты соответствует ее наибольшему объему. Шихту с оптимальной влажностью подвергают агломерирующему обжигу.

Лабораторная установка (рис.1) для агломерации состоит из железного сварного тигля (котелка) с колосниковой решеткой и поршневого насоса с мотором.

Пространство от дна тигля до решетки является воздушной камерой, наличие которой обеспечивает равномерное распределение воздуха через участки горизонтального сечения шихты. Воздушная камера с помощью патрубка соединена резиновым шлангом с насосом. Насос нагнетает воздух через слой шихты. Количество подаваемого воздуха регулируется помощью зажима на резиновом шланге.

Перед началом агломерации на колосниковой решетке разводят костер из щепы, загружают постель из кусков кокса (размер 10...12 мм) массой 100...120 г и от насоса нагнетают воздух. Когда кокс хорошо разгорится, приступают к загрузке приготовленной шихты. Загружать шихту следует не сразу, а постепенно несколькими порциями с тем, чтобы не загасить разгоревшийся кокс и обеспечить зажигание низких слоев шихты. После загрузки всей шихты рекомендуется ее слегка утрамбовать.

Концом процесса является начало оплавления шихты на поверхности. После некоторого охлаждения (до потемнения) полученный агломерат разгружается на чугунную плиту, где он полностью остывает. От агломерата отделяют вручную несгоревшие кусочки кокса. Определяют общую массу агломерата, а также массу кускового материала и мелочи (+5 мм и -5 мм).

Рассчитывают общий выход агломерата в процентах от массы исходной шихты и выход годного (+5 мм) агломерата (в процентах от общей массы агломерата).

При агломерации следует:

зафиксировать температуру в слое шихты при помощи термопары с чехлом;

определить вертикальную скорость горения в шихте;

3) определить удельную производительность обжигового котелка.
Для определения вертикальной скорости горения (см/с) в шихте следует мелом отметить толщину слоя шихты (снаружи котелка) и зафиксировать время агломерации (от начала загрузки шихты на раскаленный кокс до окончания обжига).

,

где д- толщина слоя шихты, см;

ф - время агломерации, с.

Для определения удельной производительности котелка следует измерить площадь решетки. Зная массу шихты и время агломерации, определяем удельную суточную производительность [т/(м2-сут)]:

,

где Q - масса шихты, т;

F - сечение решетки, м2;

ф - время агломерации, сут.

От измельченного агломерата отбирают среднюю пробу для анализа на общую серу. По содержанию серы в шихте и агломерате и выходу продуктов рассчитывают степень десульфуризации.

3.2 Определение содержания серы в агломерате

Среднюю пробу агломерата массой 3...5 г тщательно истирают сначала в стальных ступах, а затем в механическом истирателе.

Навеску 0,3-0,5г тонкоизмельченной средней пробы агломерата помещают в предварительно прокаленную фарфоровую лодочку и окисляют в трубчатой печи в потоке воздуха при температуре 1000... 10500С в течение 15 мин. Воздух просасывается с помощью воздуходувки со скоростью 1... 1,5 дм3/мин. Количество просасываемого воздуха регулируется по показанию реометра. Проходящий через печь воздух должен быть сухим и свободным от кислот, поэтому он подвергается очистке.

Общий вид установки для определения содержания серы в агломерате представлен на рис. 2.

Рис. 2. Установка для определения содержания серы в агломерате

При прокаливании навески агломерата в потоке воздуха (15 мин) и температуре 1000... 10500С сульфаты диссоциируют, а сульфидная сера окисляется до сернистого ангидрида.

Образующиеся при этом газы вместе с избытком воздуха пропускают через две поглотительные склянки, содержащие по 100 см' 0,5 %-ного раствора пероксида водорода. Пероксидом водорода сернистый ангидрид окисляется до серного, который образует серную кислоту. Раствор из поглотительных склянок сливают в одну колбу и титруют 0,1н. раствором едкого натра или калия в присутствии метилоранжа на полуавтоматическом титрометре.

где a - навеска огарка, г;

V - объем щелочи, израсходованной на титрование, см3;

4. Расчет шихты агломерирующего обжига

Предположим, что агломерирующему обжигу подвергается концентрат следующего состава, %: 38,6 Рb; 10,7 Zn; 10,6 Fe; 23,0 S; 4,9 SiO2; 1,6 CaO; 4,2 A12O3; 6,4 прочих.

Расчет шихты состоит в определении количественных отношений
материалов, поступающих на агломерирующий обжиг. При агломерирующем обжиге свинцовых концентратов на большинстве заводов
получают самоплавкий агломерат, т.е. при расчете шихты предусматривается добавка флюсов в таком количестве, чтобы при последующей плавке получить шлак выбранного состава. Поэтому расчет шихты для агломерации задается расчетом шихты для плавки.

Расчет ведем на 100 кг концентрата.

Предварительно подсчитаем состав шлака при условии самоплавкости концентрата, т.е. при плавке без флюсов. В шлак перейдут:
железо (в пересчете на FeO)

55,8 Fe - 71,8 FeO

10,6 Fe - x; x= 13,6 кг;

цинк (в пересчете на ZnO)

65,4Zn - 81,4ZnO

10,7Zn - x; x= 13,3 кг

и полностью SiO2, CaO и А12О3.

Принимая сумму FeO, ZnO, SiO2, CaO за 90% как основных шлакообразующих, составляем таблицу состава при плавке концентрата без флюсов (табл. 1).

Таблица 1 - Состав шлака при бесфлюсовой плавке концентрата

Компонент

Состав шлака

кг

%

SiO2

4,9

13,5

CaO

1,6

4,3

FeO

13,6

36,6

ZnO

13,3

35,6

Итого

33,4

90,0

Самоплавкость концентрата проверяем по правилу Нортона.

?ZnO + SiO2 ? 42%;

?ZnO + CaO ? 30%.

Из данных табл. 1 следует, что концентрат не самоплавкий и при его переработке для растворения в шлаке всего образующегося оксида цинка необходимо расходовать все три флюса: кварц, известняк и железную руду.

Примем в расчете, что шлак будет получаться с содержанием 22 % ZnO. По ошлакованному оксиду цинка подсчитаем выход шлака:

13,3 ZnO - 22 %

Соотношение между главными шлакообразующими компонентами при содержании 22% ZnO в шлаке принимаем в соответствии с условием на самоплавкость: 20 % SiO2, 8 % СаО и 40 % FeO.

В 60,5 кг шлака будет содержаться, кг:

SiO2- 60,5 • 0,20 =12,1;

FeO - 60,5 • 0,40 = 24,2;

СаО - 60,5 • 0,08 = 4,8.

За вычетом приходящих из концентрата в шлак требуется добавить с флюсами, кг:

SiO2- 12,1- 4,9 = 7,2;

FeO - 24,2 - 13,6 = 10,6;

СаО- 4,8 - 1,6 = 3,2.

Флюсы имеют следующий состав, %:

кварц 97,0 SiO2;

известняк 1,4 SiO2 и 52,4 СаО;

железная руда 13,0 SiO2; 67,0 FeO и 2,9 СаО.

Обозначим количество добавляемых флюсов так: х - кварца, у - известняка и z- железной руды. Составим табл. 2 шлакообразователей, пользуясь которым, можно написать следующие уравнения:

0,97х + 0,014у + 0,13z = 7,2;

0,67z = 10,6;

0,542у + 0,029z = 3,2.

Решая систему этих уравнений, находим х = 5,2 кг; у = 5,2 кг; z = 15,8 кг.

Таблица 2 - Шлакообразователи

Материал

Масса, кг

SiO2

FeO

СаО

%

кг

%

кг

%

кг

Кварц

х

97,0

0,97х

-

-

-

-

Известняк

у

1,4

0,014 у

-

-

52,4

0,524х

Железная руда

z

13,0

0,13 z

67,0

0,67

2,9

0,029 z

Таким образом, на 100 кг концентрата необходимо добавить всего флюсов 26,2 кг. В полученной шихте серы будет

Обжиг проводим одноступенчатый с возвратом. Количество серы в окончательной шихте обжига примем 7%. Разбавлять серу шихты необходимо оборотным агломератом, содержащим 1,5% серы.

Обозначив количество оборотного агломерата через х, находим

7,0 = (100 - х) • 0,181 + 0,015х,

откуда х = 66,7 кг, т.е. на каждые 33,3 кг шихты потребуется вводить 66,7 кг оборотного агломерата, что от первоначальной шихты составит:

Количество концентрата в шихте составит

Окончательный состав шихты одноступенчатого агломерирующего обжига приведен в таблице 3.

Таблица 3 - Окончательный состав шихты одноступенчатого агломерирующего обжига

Материал

Окончательный состав шихты

кг

%

Концентрат

100,0

26,4

Кварц

5,2

1,4

Известняк

5,2

1,4

Железная руда

15,8

4,2

Оборотный агломерат

252,7

66,6

Итого

378,9

100,0

В соответствии с приведенным расчетом определяется необходимое количество флюсов и оборотного агломерата для лабораторной навески концентрата. Необходимые данные для расчета и проведения работы даются преподавателем.

5. Порядок оформления отчетов и их защита

Отчет о работе должен содержать:

1. Краткое изложение теории агломерирующего обжига и условий его проведения.

2. Описание аппаратуры и методики проведения работы. Эскиз лабораторной установки.

3. Необходимые расчеты и полученные результаты с выводами и заключением.

Результаты работы приводятся по следующей форме:

Задано, г:

концентрата___

известняка

железной руды____

кварца

оборотного агломерата ____

6) содержание серы в исходной шихте

Получено:

влажность шихты ____%

температура обжига____°С

время обжига мин

всего агломерата г, % в шихте ____

годного агломерата г, % в шихте ____

удельная производительность котелка, т/(м2-сут) ____

вертикальная скорость горения шихты, см/с ____

степень обжига____%

степень десульфуризации _____%

6. Контрольные вопросы

1. Для чего необходим обжиг концентратов?

2. Почему нежелательно получение при обжиге сульфатов металлов?

3. Какие продукты получаются при агломерирующем обжиге?

4. Какова цель агломерации?

5. Что входит в шихту агломерирующего обжига? Роль каждого компонента.

6. Что является основным цементирующим агентом при агломерации?

7. Каковы процессы, и в какой последовательности они протекают при агломерирующем обжиге?

8. Что является топливом при агломерирующем обжиге?

9. Чем объясняется применение двухступенчатого обжига?

10. Что называется степенью обжига, десульфуризацией, температурой воспламенения сульфидов?

11. Будете ли вы оставлять при обжиге сульфидную серу в агломерате для дальнейшего получения штейна при обжиге свинцово-медного, свинцово-цинково-медного концентратов и почему?

12. Каков порядок проведения лабораторного опыта?

13. Какие величины и как определяются вами при лабораторном опыте?

Задание на дом

1. Ознакомиться с теорией поведения основных металлов при агломерации.

2. Изучить технологию и основные показатели процесса агломерации.

Задание к СРС

Студент должен приготовить СРС по следующим темам:

1. Ознакомиться с термодинамическими закономерностями в процессе агломерации свинцовых концентратов.

2. Изучить кинетику процесса агломерации свинцовых концентратов.

3. Изучить характеристику сырьевых компонентов.

4. Предложить основные пути улучшения технологического процесса.

Краткие теоретические сведения

Реакционная плавка свинцового концентрата состоит их двух стадий: частичного обжига свинцового концентрата, т.е. перевода сульфидов в оксиды, и реакционной плавки. Реакционной она называется потому, что свинец при этом получается в результате реакций, происходящих между продуктами процесса, - сульфидом свинца и его оксидами. Обе стадии процесса могут проводиться последовательно (в отражательной, короткобарабанной печах) или одновременно (в горне электропечи) в одном металлургическом аппарате. В зависимости от применяемого аппарата реакционная плавка носит название отражательной, горновой или электроплавки. Практическое применение находят сейчас горновая плавка, электроплавка и короткобарабанная.

Если смешать в определенной пропорции сульфид свинца и его оксид или сульфид свинца и его сульфат, то при нагревании эти соединения реагируют между собой с выделением металлического свинца и сернистого газа по следующим уравнениям:

PbS + 2РЬО 3Рb + SO2 - 219,62 кДж;

PbS + PbSO4 2Pb + 2SO2 - 407,05 кДж

Если подвергнуть обжигу сульфид свинца, то при определенных условиях ведения процесса могут образовываться и вступать во взаимодействие друг с другом сульфид, оксид, сульфат свинца, металлический свинец, сернистый газ.

При точном соблюдении приведенных в реакциях (11) и (12) соотношений между сульфидом, сульфатом и оксидом свинца можно теоретически получить весь свинец в металлическом виде. На практике, однако, часто получается избыток оксида и сульфата свинца. Избыточный сульфат, реагируя с сульфидом, образует оксид свинца по уравнению

PbS + 3PbSO4 = 4РbО + 4SO2 - 718,96 кДж.

Реакции (11) и (12) обратимы, и константа равновесия их определяется равновесным давлением пара сернистого ангидрида.

Зависимость равновесного давления пара сернистого ангидрида от температуры для реакции (11) приведена в табл. 4.

Таблица 4- Зависимость давления пара от температуры для реакции

Температура, °С

692

755

800

847

870

Pso2, кПа*

0,67

5,07

13,196

72,52

110,64

Та же зависимость для реакции (12) приведена в таблице 5.

Таблица 5 - Зависимость давления пара от температуры для реакции

Температура, °С

609

655

700

723

Pso2, кПа*

3,99

20,66

56,25

97,97

При определенных температурах и давлении сернистого ангидрида наступает химическое равновесие, при котором реакции протекают с одинаковой скоростью в обоих направлениях. При повышении температуры равновесие нарушается и реакции идут слева направо, в сторону образования свинца и сернистого ангидрида. Таким образом, повышение температуры полезно для реакционной плавки, так как при этом увеличивается выход металлического свинца и ускоряется обжиг сульфида свинца. Но как для обжига, так и для самой реакционной плавки шихту необходимо сохранять в твердом состоянии. Поэтому процесс реакционной плавки осуществляется при температурах не выше 850°С, т.е. ниже температур плавления всех участников реакции (температуры плавления для: PbS - 1135°С, PbSO4 -1170°С, РbО - 883°С). При более высоких температурах оксид свинца расплавляется, происходит разделение по удельному весу, отчего нарушается контакт между сульфидом и оксидом свинца и вытапливание свинца прекращается.

Из табл. 6 и 7 видно, что температура 800-850°С вполне достаточна для протекания этих реакций, так как давление при этом превышает 1•105 Па (1 атм). На практике за счет перемешивания шихты и хорошей тяги содержание сернистого газа ангидрида в отходящих газах редко превышает 4,5 %, поэтому реакции протекают в сторону образования металлического свинца.

Реакция (13) начинает протекать заметно при температуре 550°С. Так как сернистый газ удаляется из процесса в момент своего образования, то при повышении температуры ход реакции слева направо значительно ускоряется.

Все приведенные выше реакции эндотермичны. Тепло, необходимое для эндотермических реакций, получается при предшествующих реакциях окисления сульфида свинца в оксид и сульфат. На практике к шихте прибавляется некоторое количество углеродистого топлива в виде мелкого кокса (4-10% массы шихты). Прибавка горючего необходима для компенсации потерь тепла, а также для получения температуры, обеспечивающей ход процесса и восстановление избыточного оксида свинца по реакциям:

PbО + С = Pb + СО;

PbО + СО = Pb + СО2.

На практике протекание реакций между сульфидом, оксидом и сульфатом свинца осложняется рядом побочных явлений.

Сульфидные флотационные концентраты, поступающие на реакционную плавку, почти всегда ассоциированы с сульфидами других металлов и пустой породой, количество которых резко влияет на качество концентрата.

Концентрат, представляющий собой чистый свинцовый блеск (PbS), был бы идеальным сырьем для реакционного процесса, так как в нем отсутствовали примеси, разъединяющие сульфиды свинца от оксидов, т.е. мешающие процессу. С этой точки зрения можно сказать, что все примеси концентрата вредны для реакционного процесса.

Но не все примеси одинаково вредны. Самой вредной примесью является оксид кремния. Вредное действие ее сказывается в следующем. При содержании в концентрате значительного количества оксида кремния образованные при реакционном процессе оксиды и сульфаты свинца будут связываться в силикаты:

PbО + SiО2 = PbO• SiО2;

PbSО4 + SiО2 = PbO• SiО2 + SO2 + ЅO2;

Связанный в силикат свинец не будет извлечен при реакционном процессе, он перейдет в шлак, называемый серым шлаком. От этого извлечение свинца может настолько понизиться, что реакционный процесс может оказаться невыгодным. Извлечение свинца в данном случае будет зависеть от содержания кремнезема в исходном сырье. Предположим, что руда содержит 5% кремнезема, и что при реакционной плавке образуется моносиликат оксида свинца (2PbO•SiО2). В этом случае каждые 60 (мол. масса SiО2) массовых частей кремнезема ошлакуют 414,4 (мол. масс. двух частей свинца)массовых частей свинца, а 5% кремнезема переведут в серый шлак:

г Pb.

При содержании в концентрате или руде 70% свинца только в серый шлак перешло бы 50% свинца, и, кроме того, значительное количество свинца переходит в пыль и возгоны. Естественно, что при 5% кремнеземе в руде или концентрате реакционная плавка немыслима.

Силикаты свинца вредны еще и потому, что вследствие своей легкоплавкости они быстро расплавляются и, смачивая реагирующие компоненты шихты, мешают реакции.

В связи со столь отрицательными свойствами кремнезема содержание его в поступающем на плавку материале допускается не выше 2%.

Другие примеси, присутствующие в свинцовом концентрате, также оказывают отрицательное влияние на ход процессов реакционной плавки, уменьшая контакт сульфида свинца с его сульфатом и оксидом, а также способствуя преждевременному оплавлению шихты, образуя легкоплавкие сплавы. К числу таких примесей относятся сульфидные минералы меди, железа, цинка, мышьяка, сурьмы.

Так как в каждом свинцовом концентрате всегда присутствуют в некоторых количествах другие минералы, кроме сульфида свинца, то для частичного снижения их вредного влияния и повышения тугоплавкости шихты к ней добавляют известняк крупностью 3-5мм в количестве до 2% массы шихты.

Исходя из вышесказанного, реакционной плавке должны подвергаться богатые свинцовые руды или концентраты, содержащие 70% свинца и выше.

Методика выполнения работы

Для проведения опыта берется 200...300 г свинцового концентрата и 3...4% от взятой навески концентрата известняка в качестве терморегулятора. Шихта тщательно перемешивается и загружается в железный противень. Противень с шихтой помещается в электрическую печь, нагретую до температуры 600°С. Концентрат при данной температуре энергично окисляется. Окисление проводится в течение 40...60 мин при непрерывном перемешивании.

После проведения частичного окислительного обжига свинцового концентрата сгребают всю навеску в один конец противня (к задней стенке) и дают противню наклон для стекания образующегося свинца в передний конец.

В передний конец противня загружают дробленый древесный уголь для предупреждения окисления свинца.

После выполнения всех операций температуру в печи повышают до 800°С. При этой температуре происходит энергичное взаимодействие между оксидом и сульфидом свинца. За время протекания второго периода процесса (вытопка свинца) шихта должна все время перемешиваться для предотвращения ее спекания и оплавления. В процессе перемешивания необходимо шихту сгребать к задней стенке противня. Отдельные мелкие капли свинца следует собирать в более крупные и помогать им стекать в переднюю часть противня. Опыт продолжают до тех пор, пока не прекратится образование свинца.

В конце опыта осторожно совочком из противня удаляют остаток шихты, состоящей из серого шлака непрореагировавших частиц шихты. Затем противень вынимают из печи, и свинец отливают в изложницу, стараясь при этом не допускать попадания древесного угля в изложницу. Попавшие случайно куски древесного угля снимают с поверхности свинца щипцами; предварительно перед разливкой свинца изложницу смазывают насыщенным известковым раствором или пульпой или натирают мелом. Изложницу просушивают и после этого выливают в нее свинец из противня.

После охлаждения полученные продукты плавки взвешивают и определяют извлечение свинца из концентрата за время опыта.

Опыт трудный и требует большого внимания. Результаты опыта в большой степени зависят от действий экспериментатора.

Содержание отчета

Отчет о работе должен содержать краткое изложение теории реакционной плавки, подробное описание проведенного опыта, расчет выхода металлического свинца и серого шлака.

Все проведенные операции заносятся в рабочий журнал, составляемый по следующей форме:

Цель: ознакомиться с восстановительной плавкой свинцовых агломератов, полученных с добавкой флюсов и без таковых; методикой металлургического расчета, ходом процесса, видом материалов и продуктов плавки; сравнить полученные результаты с расчетными.

План занятия:

1. Проверка домашнего задания

2. Краткое объяснение целей и задачи лабораторной работы

3. Выдача исходных данных для расчета

4. Проведение студентами необходимых теоретических и технологических расчетов

5. Получение допуска и выполнение лабораторной работы

6. Обработка полученных результатов, написание выводов и заключение

7. Защита лабораторной работы

Краткие теоретические сведения

Основным способом получения свинца является восстановительная плавка агломератов в шахтных печах, поскольку в них легче создать и регулировать восстановительную атмосферу. Свинец содержится в агломерате в виде оксида, силиката, феррита, сульфата и в небольшом количестве в виде сульфида и включений металлического свинца.

Цель шахтной плавки - получить максимальное количество свинца в виде металла, в котором сконцентрированы золото и серебро, и отвального шлака, в котором растворены компоненты пустой породы агломерата. При содержании в агломерате повышенного количества меди и серы при плавке получают штейн, а в некоторых сравнительно редких случаях также шпейзу.

Кроме агломерата, плавке подвергают различные оборотные материалы свинцового производства. Флюсы в шихту плавки не добавляют, так как при агломерирующем обжиге получают самоплавкий агломерат. Лишь в отдельных случаях для корректировки шихты в печь нагружают в небольшом количестве флюсы.

Топливом для шахтной плавки служит кокс, расход которого составляет 10... 15 % от массы шихты.

Расход кокса определяется опытным путем и зависит от многих причин, важнейшими из которых являются: качество кокса, плавкость шихты, характер плавки, скорость плавления, время года и др.

Малозольного кокса для плавки требуется меньше, чем многозольного, так как в последнем меньше горючего, а также часть топлива расходуется на расплавление золы.

Чем выше содержание свинца в агломерате, тем выше расход кокса, так как увеличивается потребность восстановителя для большего количества оксидов, и, кроме того, с повышением свинца в агломерате увеличивается способность последнего уплотняться в печи (за счет большего количества силикатов свинца), отчего газопроницаемость шихты уменьшается и на прогрев ее требуется больше кокса.

Состав шлака и физическое состояние шихты во многом влияют на расход кокса. Известковистые шлаки более тугоплавки по сравнению с железистыми и требуют больше кокса. Крупная пористая шихта нагревается быстрее мелкой плотной и требует меньше кокса.

Плавка с высокой сыпью (4...6 м) требует больше кокса по сравнению с низкой (2,5...3,0 м), поскольку в последнем случае топливо сгорает более полно (до СО2) и тепла выделяется значительно больше, чем при сгорании в СО.

Летом расход кокса меньше, чем зимой, так как зимой шихта более влажная.

Антрацит в качестве топлива при шахтной плавке не применяется, так как он при нагревании растрескивается, а мелочь замедляет плавку за счет плохой газопроницаемости и медленного горения.

Шихта и кокс, загруженные в шахтную печь, опускаются в течение нескольких часов от места загрузки до пояса фурм навстречу потоку нагретых газов. За время пребывания в печи шихта подвергается физическим и химическим изменениям, в результате которых получаются упомянутые жидкие продукты и газы.

Жидкие продукты плавки собираются во внутреннем горне печи, где отстаиваются по плотности. Черновой свинец выпускают из внутреннего горна и направляют на рафинирование. Шлак со штейном выпускают в наружный отстойник, из которого штейн направляется на дальнейшую переработку, а шлак обычно вывозят в отвал. Но если шлаки богаты цинком, то их также перерабатывают.

Запыленные печные газы направляют на пылеулавливание, после чего очищенные газы выбрасывают в атмосферу, а пыль поступает на переработку.

Оксиды металлов восстанавливаются по общему уравнению

МеОn + mX Ме + XmOn

где X - восстановитель.

В металлургической практике обычные восстановители - углерод, оксид углерода и водород (в меньшей степени).

Оксиды металлов восстанавливаются твердым углеродом в две стадии

МеО + СО = Ме + СО2

МеО + С = Ме + СО

Непосредственное восстановление в твердых фазах играет в металлургических процессах небольшую роль из-за слабой взаимной диффузии твердых веществ. Большинство реакций восстановления твердым углеродом протекают при большом поглощении тепла извне, т.е. для таких реакций требуется довольно высокая температура. Для этой реакции необходим тесный контакт между реагирующими веществами. Крупнокусковой агломерат и кокс не обеспечивают такого контакта. После образования тонкого слоя продуктов восстановления реакция практически прекращается, так как в твердых фазах диффузия реагентов протекает очень медленно.

Главный восстановительный реагент - оксид углерода. Вследствие газообразного состояния он хорошо контактирует с оксидами металлов.

При восстановительной плавке кокс доходит до области фурм, образуя здесь постоянный слой.

За счет кислорода дутья углерод кокса горит:

С + О2 = СО2 + Q1 Дж и температура в области фурм поднимается до 1200-14000С.

Углекислый газ, поднимаясь по шахте печи, реагирует при высоких температурах с углеродом кокса:

СО2 + С 2СО - Q2 Дж.

Эта реакция обратима, ее равновесие сдвигается вправо или влево в зависимости от температуры (рис. 6). При движении газов вверх по шахте печи содержание СО в них снижается, а содержание СО2 возрастает за счет восстановлений оксидов металлов, разложения карбонатов, разложения СО при понижении температуры. Как видно на рис. 3, при содержании в газах 23 - 40 % оксида углерода (в пересчете абсолютного количества оксида и диоксида углерода в газах шахтной печи на 100%) из шихты должны полностью восстановиться оксиды свинца, кадмия, меди и трехвалентного железа. В то же время этого содержания оксида углерода недостаточно для восстановления оксида железа (II) и оксида цинка до металлов. Эти оксиды перейдут в ходе процесса в шлак.

Реакция восстановления оксида свинца начинается при низких температурах (160-185°С) и быстро протекает при более высоких температурах и незначительной концентрации СО в газах. Основная часть свинца восстанавливается в твердом агломерате за счет отходящих газов.

Частично оксид свинца может восстанавливаться и по такой реакции:

2РbO + PbS = 3Рb + SO2.

Эта реакция не имеет большого значения из-за слабого контакта между реагирующими компонентами и необходимости высокой температуры (800°С и выше), так как при этих температурах большая часть глета восстановится оксидом углерода. В свинцовом агломерате значительная часть глета связана в легкоплавкие силикаты, которые расплавляются в печи и, стекая по шахте, перегреваются и растворяют в себе оксиды других металлов.

Рисунок 3. Диаграмма кривых равновесия реакций

Поэтому невосстановившаяся часть свинца, а также оксиды меди, железа и других металлов восстанавливаются при шахтной плавке из шлака, стекающего навстречу потоку горячих восстановительных газов, а также за счет контакта шлака в горне с твердым коксом.

Реакция восстановления оксидов из шлака в общем виде напишется так:

(МеО)шл + СО = Me + СО2,

откуда видно, что чем ниже содержание оксида в шлаке, тем большая концентрация СО необходима в газах.

Восстановлению свинца из силикатов способствуют более сильные катионы (например, кальция), которые вытесняют катионы свинца из силиката:

2PbO•SiO2 + СаО + FeO + 2СО = 2Рb + CaO•FeO•SiO2 + 2СО2.

Ферриты свинца восстанавливаются сравнительно легко и при невысоких температурах как оксидом углерода, так и твердым углеродом. Сульфат свинца также восстанавливается, но до сульфида и частично до металла, а также диссоциирует. В присутствии кремнезема разложение ускоряется:

PbSO4 + SiO2 = PbO•SiO2 + SO2 + l/2O2.

При шахтной свинцовой плавке частично происходит реакция осаждения

PbS + Fe Pb + FeS,

поэтому в шахтную печь на многих заводах загружают железную стружку или магнитную фракцию клинкера.

Благодаря реакциям между кислородными и сернистыми соединениями свинца и других металлов при восстановительной плавке происходит десульфуризация, которая колеблется от 30 до 50 %.

Образовавшийся черновой свинец непрерывно удаляется из печи через сифонное устройство и отправляется на рафинирование.

Пустая порода концентрата и введенные в состав шихты флюсы при расплавлении образуют шлак, в котором может находиться от 0,5 до 2% свинца и от 0,4 до 1,2% меди. Выбор оптимального состава шлака представляет важную металлургическую задачу. Необходимо, чтобы шлак обладал хорошей жидкотекучестью, относительно невысокой температурой плавления, выход его был небольшим, а потери металлов со шлаком были минимальны. Оптимальный состав шлака в значительной степени определяется составом исходного концентрата.

Штейн в шахтных печах получается в том случае, когда в агломерате остается много серы, а шлак содержит недостаточно оксида кальция, способного хорошо растворять сульфиды.

Удельная производительность шахтных печей по агломерату колеблется в широких пределах и составляет от 40 до 100 т/м2 в сутки.

7. Методика выполнения работы

7.1 Порядок проведения работы

Перед проведением плавок рассчитывают состав шихты. Необходимые данные для расчета даются преподавателем. Методика расчета приводится ниже.

Во время нагрева и плавления необходимо проследить за началом протекания реакции восстановления (образование корольков свинца на поверхности твердой шихты) и началом образования жидкой фазы (оседание шихты).

После того как все реакции в основном закончатся, (поверхность расплава успокоится), тигель из печи вынуть и охладить. Из холодного тигля выбить шлак и веркблей (черновой металл), отделить их друг от друга, взвесить и рассчитать их выход.

В плавку поступает свинцовый агломерат следующего состава, %: 38,4 Рb; 2,0 Сu; 9,0 Zn; 2,5 S; 13,6 Fe; 9,5 SiO2; 8,5 СаО; 3,0 MgO; 3,0 А12О3 и проч.

Расчет ведется на 100 г агломерата.

При десульфуризации в процессе плавки 30 % количество серы, переходящей в штейн, составит

2,5 * 0,7 = 1,75 г.

Содержание серы в штейне примем 20 %, тогда количество штейна составит

1,75 : 0,2 = 8,75 г.

Количество меди в штейне при извлечении 80% составит

2 * 0,8 = 1,6 г.

Содержание меди в штейне

Содержание свинца в штейне примем 12 %, цинка 9 %.

Содержание железа определяется по разности

100 - (12 + 18,3 + 20 + 9) = 40,7 %.

Количество железа, переходящее в штейн, составит

8,75 * 0,407 = 3,56 г.

Состав штейна приведен в таблице 8.

Таблица 8 - Состав штейна

Компонент

Состав штейна

г

%

Медь

1,60

18,3

Сера

1,75

20,0

Свинец

1,05

12,0

Цинк

0,79

9,0

Железо

3,56

40,7

Итого

8,75

100,0

При условии самоплавкости агломерата шихта плавки будет состоять из 100 г агломерата.

...

Подобные документы

  • Руды и минералы цинка. Дистилляция цинка в горизонтальных и вертикальных ретортах, в электропечах и шахтных печах. Рафинирование чернового цинка. Обжиг концентратов и выщелачивание огарка. Очистка сульфатных растворов и электролитическое осаждение цинка.

    контрольная работа [2,9 M], добавлен 12.03.2015

  • Сульфидные и окисленные руды как сырье для получения свинца. Состав свинцовых концентратов, получаемых из свинцовых руд. Подготовка свинцовых концентратов в металлургической обработке. Технология выплавки чернового чугуна, рафинирование чернового свинца.

    реферат [415,0 K], добавлен 12.03.2015

  • Технологическая схема получения цинка. Обжиг цинковых концентратов в печах КС. Оборудование для обжига Zn-ых концентратов. Теоретические основы процесса обжига. Расчет процесса обжига цинкового концентрата в печи кипящего слоя. Расчет оборудования.

    курсовая работа [60,0 K], добавлен 23.03.2008

  • Краткий обзор рынка свинца. Технологическая схема переработки сульфидных свинцовых концентратов. Процесс агломерирующего обжига. Требования, предъявляемые к агломерату и методы подготовки шихты. Расчет материального баланса, печи и газоходной системы.

    курсовая работа [859,3 K], добавлен 16.12.2014

  • Производственные сферы, в которых применяются сплавы свинца. Извлечение оксида свинца из колошниковой пыли. Процесс рафинирования цинка для обработки остатков. Комплексная переработка содержащих свинец техногенных отходов медеплавильных предприятий Урала.

    курсовая работа [95,0 K], добавлен 11.10.2010

  • Влияние технологических факторов на процесс электролитического осаждения цинка на стальной подложке, органических добавок на качество и пористость цинковых покрытий. Зависимость толщины осаждаемых цинковых покрытий от продолжительности электролиза.

    презентация [1,1 M], добавлен 22.11.2015

  • Восстановление вольфрамового ангидрида водородом. Технологические схемы переработки вольфрамовых концентратов. Метод осаждения фосфат- и арсенат ионов в виде малорастворимых аммонийно-магниевых солей. Состав аммиачных растворов вольфрамовой кислоты.

    реферат [20,3 K], добавлен 11.03.2015

  • Сущность расчета рационального и химического составов сырого (необожжённого) концентрата по соотношениям атомных масс. Составление материального баланса предварительного обжига цинковых концентратов. Тепловой баланс обжига, приход и расход тепла.

    контрольная работа [29,7 K], добавлен 01.06.2010

  • Техническое обоснование и инженерная разработка системы автоматизации управления технологическим процессом обжига цинковых концентратов в печи кипящего слоя. Определение текущих и итоговых затрат и прироста прибыли. Вопросы охраны труда на производстве.

    дипломная работа [1,7 M], добавлен 28.04.2011

  • Виды руд и минералов. Технология окислительного обжига молибденовых концентратов. Производство чистого молибденового ангидрида. Способ возгонки. Гидрометаллургический способ переработки огарков. Получение молибденовых порошков и компактного молибдена.

    реферат [105,9 K], добавлен 11.03.2015

  • Технологические этапы процесса извлечения кадмия из колошниковой пыли: рафинирование цинка, плавка цинковых и легкоплавких цинков и извлечение кадмия из установок для рафинирования цинка. Метод вакуумный дистилляции получения кадмия высокой частоты.

    реферат [102,0 K], добавлен 11.10.2010

  • Описание шлаков, фосфорной кислоты и побочных продуктов, которые являются отходами цветной металлургии. Влияние температуры и продолжительности на степень превращения хлорида цинка. Характеристика оптимального режима при использовании хлорида железа.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.12.2017

  • Понятие и общая характеристика легкоплавких металов на основе пяти наиболее распространенных их представителей: свинца, цинка, ртути, олова и лития. Основные физические и химические свойства данных металлов, сферы их практического применения на сегодня.

    реферат [704,1 K], добавлен 21.05.2013

  • Технологический процесс замкнутого противоточного двухстадийного выщелачивания цинкового огарка, выделение его компонентов; сгущение пульпы, отделение жидкой фракции от твердой, фильтрация. Расчет состава остатков, определение выхода катодного цинка.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 19.01.2011

  • Хрусталь как одна из разновидностей стекла, отличающаяся от других видов наличием в составе оксидов серебра, бария, цинка или свинца, его разновидности отличительные особенности. История производства хрустальной посуды и его современное состояние.

    презентация [198,1 K], добавлен 09.12.2013

  • Современное состояние переработки медно-никелевых руд и концентратов. Оценка энергетических показателей электроплавки медно-никелевого сырья при переходе на новый вид исходных материалов. Определение корреляционных взаимосвязей и теплоты реакций.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 01.03.2012

  • Печи для обжига сульфидных концентратов в кипящем слое. Научные основы окислительного обжига медных концентратов. Оценка выхода обоженного медного концентрата и его химический и рациональный состав. Определение размеров печи для обжига в кипящем слое.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.10.2022

  • Составление материальных балансов процесса обжига. Обзор основных составляющих агломерационной шихты, особенностей её подготовки к работе. Исследование процесса спекания. Расчет оптимального состава шихты агломерирующего обжига свинцовых концентратов.

    курсовая работа [411,5 K], добавлен 06.05.2013

  • Свойства и применение молибдена, характеристика сырья для его получения. Окислительный обжиг молибденитовых концентратов. Разложение азотной кислотой. Выбор и технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии получения триоксида молибдена.

    курсовая работа [148,8 K], добавлен 04.08.2012

  • Два способа получения металлического цинка: пирометаллургический и гидрометаллургический. Обжиг и классификация продуктов. Выщелачивание огарка для полного извлечения цинка. Аппараты для выщелачивания. Группы примесей и завершающая стадия – электролиз.

    курсовая работа [24,4 K], добавлен 19.02.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.