Вельцевание свинцовых шлаков в трубчатой вращающейся печи

Количество Fe в виде окислов (из концентрата): 12 - 0,84 = 11,16 (кг).

Количество Fe2O3 из концентрата:

.

Всего Fe2O3 (из концентрата и железной руды):

в нем кислорода:

Количество Fe3O4 из концентрата:

Всего Fe3O4:

в нем кислорода:

Количество СаО: 5,5 - 0,32 = 5,18 (кг).

Количество Pb в виде PbO: 36 - 0,78 = 35,22 (кг).

Количество PbO:

Количество Cu2O:

Количество SiO2 (из концентрата и железной руды):

Количество прочих (из концентратов и железной руды):

Результаты расчета рационального состава концентрата внесены в табл. 4. Дальнейшие расчеты проводятся на 100 кг концентрата полученного состава.

 

Таблица 4

Рациональный состав концентрата

Компо- ненты	Всего		Содержание, кг										Прочие
	кг	%	Pb	Zn	Cu	Fe	Ss	SSO4	O	CaO	SiO2	Al2O3
PbO PbSO4 ZnO ZnS Cu2O Fe2O3 Fe3O4 FeS CaO CaSO4 SiO2 Al2O3 Прочие	37,95 1,14 6,26 2,19 1,13 13,59 10,05 1,32 5,18 0,77 10,23 3,0 4,76	38,9 1,17 6,41 2,24 1,16 13,91 10,3 1,35 5,31 0,79 10,5 3,08 4,88	35,22 0,78 - - - - - - - - - - -	- - 5,03 1,47 - - - - - - - - -	- - - - 1 - - - - - - - -	- - - - - 9,5 7,27 0,84 - - - - -	- - - 0,72 - - - 0,48 - - - - -	- 0,12 - - - - - - 0,18 - - - -	2,73 0,24 1,23 - 0,13 4,09 2,78 - - 0,27 - - -	- - - - - - - - 5,18 0,32 - - -	- - - - - - - - - - 10,23 - -	- - - - - - - - - - - 3,0 -	- - - - - - - - - - - - 4,76
Итого: Кг %	97,57 -	- 100	36,0 36,9	6,5 6,66	1,0 1,02	17,61 18,05	1,2 1,23	0,3 0,31	11,47 11,77	5,5 5,64	10,23 10,48	3,0 3,07	4,76 4,87

 

5.3 РАСЧЕТ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ВЕЛЬЦЕВАНИЯ

 

5.3.1 РАСЧЕТ ПЫЛИ

Поданным практики при вельцевании свинцовых шлаков с высокой сыпью величина пылеуноса колеблется в пределах 0,5 - 3,0%. Пыль по сотаву близка к шихте, будучи несколько обогащенной летучими компонентами (свинцом, кадмием и др.).

 

Таблица 5

Количество и состав пыли

	Всего	Pb	Zn	Cu	Fe	CaO	SiO2	Al2O3	S	O2	Прочие
Содержание, % Количество, кг	100 1,0	36,9 0,37	6,66 0,07	1,02 0,01	18,05 0,18	5,64 0,06	10,48 0,10	3,07 0,03	1,54 0,01	11,77 0,12	4,87 0,05

 

 

5.3.2 РАСЧЕТ КЛИНКЕРА

Определяем с учетом пылеуноса количество клинкера, образовавшегося из 100 кг шлака.

Количество серы в клинкере:

(1,54 - 0,01) ∙ 0,6 = 0,92 (кг)

Количество клинкера:

Количество и состав клинкера приведены в табл. 6.

В табл. 7 приведены данные расчета рационального состава клинкера. В расчете принято, что 20% свинца находится в виде металла, остальные металлы находятся в сульфидной форме; железо частично находится в форме магнетита.

 

Таблица 6

Количество и состав клинкера

	Всего	Cu	Pb	Zn	S	Fe	Прочие
Содержание, % Количество, кг	100 4,6	3,33 0,15	20 0,92	8,0 0,37	20 0,92	40 1,84	8,67 0,40

 

Таблица 7

Рациональный состав клинкера, кг

Компоненты	Всего кг	Cu	Pb	Zn	S	Fe	O2	Прочие
Сu2S PbS Pbмет ZnS FeS Fe3O4 Прочие	0,19 0,85 0,18 0,55 1,62 1,12 0,09	0,15 - - - - - -	- 0,74 0,18 - - - -	- - - 0,37 - - -	0,04 0,11 - 0,18 0,59 - -	- - - - 1,03 0,81 -	- - - - - 0,31 -	- - - - - - 0,09
И т о г о	4,6	0,15	0,92	0,37	0,92	1,84	0,31	0,09

 

 

5.3.3 РАСЧЕТ ШЛАКА

В шлак переходят все щлакообразующие, а также некоторое количество металлов и их соединений.

Подсчитываем количество шлака по компонентам.

Количество ZnO в шлаке:

.

Количество Al2O3:

3,07 - 0,03 = 3,04 (кг).

Количество SiO2:

10,48 - 0,10 = 10,38 (кг).

Количество CaO:

5,64 - 0,06 = 5,58 (кг).

Количество FeO подсчитываем по железу, перешедшему в шлак:

В шлак переходит основная масса прочих, в том числе зола прочих. Определяем количество золы топлива.

Основываясь на данных практики, принимаем расход мазута 0,3% от веса шихты.

Количество золы мазута:

Количество прочих в шлаке:

4,87 - (0,09 + 0,05 + 0,37) + 0,035 = 4,4 (кг),

где 4,87 - количество прочих в шлаке;

0,09 - количество прочих в клинкере;

0,05 - количество прочих в пыли;

0,37 - ориентировочное количество прочих в черновом свинце (принято равным 1% от свинца, содержащегося в шлаке).

Всего образуется шлака без учета свинца и меди:

7,38 + 3,04 + 10,38 + 5,58 + 20,62 + 4,4 = 51,4 (кг).

На основании данных практики принимаем содержание свинца в шлаке 0,8% и меди 0,25%.

Количество свинца и меди определяем из уравнения:

51,4 + 0,008∙х + 0,0025∙х = х,

где х - количество шлака;

0,008∙х и 0,0025∙х - соответственно количество свинца и меди в шлаке.

Отсюда х = 51,95 (кг).

Количество Pb в шлаке:

51,95 ∙ 0,008 = 0,42 (кг).

Количество Cu в шлаке:

51,95 ∙ 0,0025 = 0,13 (кг).

Составляем табл. 8 состава шлака, одновременно проверяя правильность расчета. Как видно из таблицы, состав шлака соответствует выбранному ранее.

 

Таблица 8

Количество и состав шлака

	Всего	Pb	Cu	ZnO	Al2O3	FeO	SiO2	CaO	Прочие
Количество, кг Содержание, %	51,95 100	0,42 0,82	0,13 0,25	7,38 13,85	3,04 5,70	20,62 38,72	10,38 19,49	5,58 10,46	5,68 10,72

 

5.3.4 РАСЧЕТ ЧЕРНОВОГО СВИНЦА

Количество Pb в черновом свинце:

 

mч.св(Pb) = m(Pb) - [mпыль(Pb) + mклинкер(Pb) + mшлак(Pb)] = 36,9 - (0,92 + 0,43 + 0,37) = 35,18 (кг).

 

Количество Cu в черновом свинце:

 

mч.св(Cu) = m(Cu) - [mпыль(Cu) + mклинкер(Cu) + mшлак(Cu)] = 1,02 - (0,15 + 0,13 + 0,01) = 0,73 (кг).

 

Количество Zn в черновом свинце:

 

mч.св(Zn) = m(Zn) - [mпыль(Zn) + mклинкер(Zn) + mшлак(Zn)] = 6,66 - (0,37 + 5,93 + 0,07) = 0,29 (кг).

 

Прочих в черновом свинце 0,37 кг.

Количество и состав чернового свинца приведены в табл. 9.

 

Таблица 9

Количество и состав чернового свинца

	Всего	Pb	Cu	Zn	Прочие
Количество, кг Содержание, %	36,57 100	35,18 96,2	0,73 2,0	0,29 0,8	0,37 1,0

 

Полученный состав чернового свинца отвечает практическим данным.

Извлечение свинца в черновой свинец составляет:

 

меди

 

6. РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА

 

Воздух в процессе вельцевания расходуется, главным образом, на горение шлака. Принимаем в нашем случае, что 60% углерода мазута в печи сгорает до СО2, а остальные 40% - до СО. Состав мазута в пересчете на рабочую массу и количество составляющих его на 100 кг шлака приведены в табл. 10.

 

Таблица 10

Состав и количество мазута

	Всего	CP	HP	NP	OP	SP	AP	wP
Содержание, % Количество, кг	100 11,5	85,3 9,81	10,2 1,17	0,3 0,03	0,4 0,05	0,5 0,06	0,3 0,03	3,0 0,35