В пересчете на PbO2 это составит
кг.
В одной ванне осаждается марганца 0,51 кг. В пересчете на MnO2 получаем
кг.
Всего в шлам уйдет
кг.
Составляем сводку материального баланса одной ванны (таблица 35).
Таблица 35 – Материальный баланс одной ванны
№ | Наименование статей | Приход, кг | Расход, кг |
1 | Нейтральный раствор | 437,000 | - |
2 | Свинец с анодов | 0,032 | - |
3 | Катодный цинк | - | 21,760 |
4 | Кислород в атмосферу (за вычетом ушедшего в шлам) | - | 5,015 |
5 | Шлам | - | 0,847 |
6 | Потери | - | 3,000 |
7 | Отработанный электролит | - | 406,410 |
Всего | 437,032 | 437,032 |
Практическая работа № 5 Свинцовая шахтная плавка
Шахтная плавка является распространенным способом получения свинца. Она применима для переработки как богатых, так и бедных свинцовых руд и концентратов.
В настоящее время лишь на немногих заводах проплавляют окисленные руды попутно с сульфидными рудами и концентратами, предварительно подвергнутыми обжигу со спеканием. Обычно плавке подвергается агломерат, в котором свинец и другие металлы содержатся в окислительной форме. Плавка имеет восстановительный характер, так как требуется все окислительные соединения свинца восстановить до металла. Но слишком восстановительная атмосфера в печи может привести к нежелательному восстановлению окислов железа до металла с образованием в печи так называемых железных жуков. Поэтому при плавке требуется поддерживать умеренную восстановительную атмосферу, обеспечивающую селективное восстановление окислов металлов, содержащихся в шихте плавки, а именно: полное восстановление окислов свинца и меди, частичное (до закисных форм) восстановление окислов железа и марганца. Создание в печи нужной восстановительной атмосферы и ее регулирование по мере надобности приобретают исключительно важное значение.
Восстановительная способность печи зависит пропорционально от следующих причин: расхода топлива, высоты сыпи, времени восстановления, температуры.
Для получения хороших результатов плавки необходимо строго соблюдать установленный режим технологического процесса. На каждом свинцовом заводе режим плавки может иметь свои специфические особенности. Наиболее характерные различия имеют два следующих режима шахтной плавки: плавка с высокой сыпью (4-6 м) и плавка с низкой сыпью (2,5-3 м).
Олдрайт Миллер подвергли подробному изучению шахтную свинцовую плавку с низкой сыпью на заводе Бункер-Хилл (Айдахо) и с высокой пылью на заводе Туэль (Юта). По данным этих исследований составлена таблица главнейших показателей шахтной плавки (таблица 36).
Из приведенной таблицы видно, что каждый режим плавки имеет свои достоинства и недостатки
Плавка с высокой сыпью позволяет полнее извлекать свинец, так как отвальные шлаки получаются бедные и при холодном колошнике меньше свинца испаряется и уносится с газами. К недостаткам плавки с высокой сыпью нужно отнести пониженный проплав шихты и повышенный расход кокса.
Таблица 36 – Технические показатели шахтной плавки
Наименование | Завод Бункер-Хилл | Завод Туэль |
Высота сыпи, м | 2,5 | 4,2 |
Расход кокса, % от шихты | 10,0 | 15,0 |
Содержание свинца в агломерате, % | 51,0 | 30,0 |
Проплав шихты за сутки, т/м2 | 70,0 | 40,0 |
Десульфуризация при плавке, % | 65-70 | 20-40 |
Температура колошниковых газов, С | 600 (до 1150) | 150 |
Расход воздуха, м3 на 1 т проплавленной шихты | 1440 | 900 |
на 1 т сожженного кокса | 14400 | 6000 |
Выход пыли, % от шихты | 3-5 | 0,5 |
Содержание свинца в отвальном шлаке, % | до 1,8 | 0,7 |
Состав колошниковых газов, % | ||
CO | 6-12 | 24-28 |
CO2 | 20 | 12-15 |
SO2 | 0,3-6.0 | 0,02 |
O2 | до 20 | мало |
Н2 | не более 0,5 | >> |
Плавка с низкой сыпью представляет более форсированный процесс. Проплав при низкой сыпи значительно возрастает, а расход топлива снижается. Но плавка с низкой сыпью имеет весьма существенные недостатки, главнейшие из которых: а) горячий колошник печи и, как следствие, большой унос свинца с газами; б) более богатые по свинцу шлаки.
На практики обычно проводят плавку свинцовой шихты с высокой сыпью, стремясь наиболее полно извлечь свинец. С низкой сыпью редко плавят, и то лишь в том случае, когда недостатки этого режима не имеют большого значения, а именно:
– когда шихта очень богата свинцом (40-50%), выход шлаков в этом случае мал и с повышенным содержанием свинца в шлаках можно мириться;
– когда получаемые шлаки подвергают обесцинкованию и при получении цинка из шлаков извлекают с большой полнотой и свинец;
– при наличии на заводе хорошо организованного пылеулавливания.
Если на заводе нет этих благоприятных условий для более форсированной плавки с низкой сыпью, то ее применение нецелесообразно, некоторые выгоды от более высокого проплава не окупятся большими потерями свинца.
Расчеты по шахтной плавке свинцового агломерата (воздушное дутье). В шахтную плавку поступает свинцовый агломерат такого состава: 38,4% Pb, 2,1% Cu, 9,0% Zn, 2,4% S, 13,6% Fe, 9,5% SiO2, 8,5% CaO, 3,0% MgO, 3,0% Al2O3.
Пирит, вводимый в шахту плавки, содержит 45% Fe, 51,6% S, 2% SiO2, 0,7% CaO.
Требуется рассчитать шихту шахтной свинцовой плавки и составить материальный и тепловой балансы плавки.
5.1 Расчет шихты
При подсчете рационального состава свинцового агломерата примем, что:
– в агломерате содержится только сульфидная сера, которая распределяется так: третья часть серы связана со свинцом, половина серы с цинком и остальная сера – с медью;
– окись свинца наполовину находится в силикатной форме, а наполовину - в свободном виде;
– известняк полностью продиссоциировал при обжиге и находится в агломерате в виде CaO;
– железо содержится в агломерате в виде Fe2O3 и Fe3O4 в равных количествах.
К сожалению данных, по рациональму составу агломерата в литературе очень мало. Для расчета шихты плавки желательно иметь не только элементарный, но и рациональный состав агломерата. В этом случае следует пользоваться фактическими, а не предлагаемыми данными по составу агломерата. Результаты подсчета рационального состава агломерата сведем в таблице 37.
Таблица 37 – Рациональный и элементарный состав агломерата
Соединения | Общий вес, кг | Pb | Cu | Zn | Fe | S | O2 | SiO2 | CaO | Al2O3 | МgO | Прочие |
PbO | 17,9 | 16,61 | - | - | - | - | 1,29 | - | - | - | - | - |
2PbO· SiO2 | 20,31 | 16,61 | - | - | - | - | 1,29 | 2,41 | - | - | - | - |
PbS | 5,98 | 5,18 | - | - | - | 0,8 | - | - | - | - | - | - |
ZnO | 8,15 | - | - | 6,55 | - | - | 1,6 | - | - | - | - | - |
ZnS | 3,65 | - | - | 2,45 | - | 1,2 | - | - | - | - | - | - |
Cu2O | 0,58 | - | 0,51 | - | - | - | 0,07 | - | - | - | - | - |
Cu2S | 1,99 | - | 1,59 | - | - | 0,4 | - | - | - | - | - | - |
Fe2O3 | 9,72 | - | - | - | 6,8 | - | 2,92 | - | - | - | - | - |
Fe3O4 | 8,8 | - | - | - | 6,8 | - | 2,0 | - | - | - | - | - |
SiO2 | 7,09 | - | - | - | - | - | - | 7,09 | - | - | - | - |
CaO | 8,5 | - | - | - | - | - | - | - | 8,5 | - | - | - |
Al2O3 | 3,0 | - | - | - | - | - | - | - | - | 3,0 | - | - |
MgO | 3,0 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 3,0 | - |
Прочие | 1,33 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 1,33 |
Итого | 100,0 | 38,4 | 2,1 | 9,0 | 13,6 | 2,4 | 9,17 | 9,50 | 8,5 | 3,0 | 3,0 | 1,33 |
5.2 Подсчет штейна
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
