Металлургия свинца и цинка (стр. 4 )

Производительность спекательной машины рассчитывается по формуле (возврат)

, (3)

где h – толщина слоя шихты на паллетах. Для пористой шихты, содержащей мало серы, она может быть принята равной 250 мм;

b – ширина слоя шихты, которая выбирается в зависимости

от размеров машины. Примем ее равной 2 м;

γ – насыпной вес шихты. Принимаем его равным 2,8 т/м3;

υ – скорость движения паллет агломерационной машины,

принимаем υ = 0,9 м/мин;

η – выход агломерата из шихты; (таблица 9) η = 0,84.

Количество возврата в нашем случае составляет 39%.

Валовая производительность машины без учета оборотного агломерата будет

Количество оборотного агломерата

т/сутки.

Всего агломерационная машина выдает в сутки годного агломерата

т.

При длине камеры всасывания 25 м это составит

т/м2·сутки.

Эта высокая производительность достигнута в результате высокого содержания серы в шихте.

1.9 Проверка состава шлака с учетом золы кокса, применяемого при шахтной плавке

Расчет ведем на 100 кг агломерата.

Принимаем расход кокса при плавке равным 12% от веса шихты (в нашем случае от веса агломерата, так как флюсы в его состав уже введены). Это составит 12 кг.

В распоряжении имеется кокс, содержащий 13% золы состава: 50%SiO2, 30% FeO, 10% CaO, 10% Al2O3.

Золы в шлак перейдет

кг.

Вместе с золой будут введены следующие компоненты

кг SiO2;

кг FeO;

кг СаО;

кг Al2O3.

Пользуясь таблицей 9 и принимая, что со шлаком теряется 1% свинца от его содержания в агломерате, определяем количество компонентов, переходящих в шлак из 100 кг агломерата: Pb – 0,45; ZnO – 5,28; FeO – 14,32; CaO – 6,10; SiO2 – 11,33; прочих – 6,54; всего – 44,12.

С учетом золы кокса шлак получается состава, приведенного в таблице 10. Сравнение полученного шлака с рекомендованными ранее (таблица 6) показывает, что зола кокса значительных изменений в состав шлака не вносит и, следовательно, вводить добавочное количество флюсов для ошлакования золы не требуется.

Таблица 10 – Окончательный состав шлака с учетом компонентов

золы

Составля-ющие шихты	Содержание, кг
Pb	ZnO	FeO	CaO	SiO2	прочие	всего
Агломерат	0,45	5,28	14,32	6,10	11,33	6,54	44,12
Зола кокса	-	-	0,47	0,16	0,78	0,15	1,56
Итого кг	0,45	5,28	14,79	6,26	12,11	6,69	45,68
%	1,0	11,65	32,35	13,75	26,55	14,7	100,0

1.10 Распределение свинца по продуктам плавки

По данным практики заводов принимаем количество образующейся при плавке пыли равным 2% от веса агломерата и кокса, что составит

кг пыли.

В пыль переходит 3% свинца от его содержания в шихте, т. е.

кг свинца.

По количеству серы подсчитываем количество образующегося штейна

кг штейна.

Содержание свинца в штейне составит

кг.

В черновой свинец перейдет (за вычетом перешедших в пыль, шлак и штейн)

кг свинца.

Для подсчета выхода чернового свинца принимаем, что он содержит 99% свинца, так как плавке подвергалось чистое сырье и процесс шел с получением штейна. Тогда чернового свинца будет

кг.

Распределение свинца по продуктам плавки показано в таблице 11. Полученные цифры согласуются с данными практики.

Таблица 11 – Распределение свинца по продуктам плавки

Наименование продукта	кг	%
Черновой свинец	42,90	94,22
Штейн	0,72	1,78
Шлак	0,45	1,00
Пыль	1,35	3,00
Итого	45,50	100,00

1.11 Расчет количества воздуха, подаваемого в шахтную печь на 100 кг шихты

Для простоты расчета принимаем следующий состав кокса: 13% золы, 5% влаги и 82% углерода.

В 12 кг кокса углерода будет

кг.

Для создания восстановительной атмосферы в печи лишь половину углерода подвергают полному сгоранию по реакции

, (4)

на что требуется кислорода

кг.

Остальной углерод сгорает по реакции

. (5)

Кислорода для этого требуется

кг.

Сгорает также 55% серы, имеющейся в шихте

кг.

Для ее окисления по реакции

(6)

потребуется кислорода 1,39 кг.

Таким образом, всего для горения углерода и серы требуется кислорода

кг.

Частично углерод сгорает за счет кислорода восстанавливаемых окислов, имеющихся в агломерате. Восстановление окислов свинца дает кислорода (таблица 9)

кг.

Восстановление закиси меди

кг.

Восстановление магнитной окиси железа до закиси железа

кг.

Следовательно, с воздухом надо ввести кислорода

кг.

Вместе с этим кислородом в печь будет введено азота

кг.

Необходимое количество воздуха составляет

кг,

или по объему

м3.

Принимая температуру воздуха 200, получаем

м3,

или 5,1 м3 на 1 кг кокса.

Практически расходуется воздуха около 7 м3 на 1 кг кокса.

1. 12 Расчет количества и состава отходящих газов

В состав отходящих газов входят продукты горения углерода и серы, азот, влага топлива и влага шихты, которую принимаем равной 5 %. Данные по расчету отходящих газов сведены в таблицу 12.

Принимая температуру отходящих газов 1500, получаем следующий объем отходящих газов

м3.

Таблица 12 – Состав и выход отходящих газов

Компонент	кг	нм3	%
CO2	4,92+13,12 = 18,04	18,04·22,4/44 = 9,2	12,7
CO	4,92+6,56 = 11,48	11,48·22,4/28 = 9,4	13,0
SO2	1,39+1,39 = 2,78	2,78·22,4/64 = 1,0	1,4
N2	57,0	57,0·22,4/28 = 45,7	63,2
H2O	12×0,05+5 = 5,60	5,6·22,4/18 = 7,00	9,7
Всего	94,90	72,3	100,00

1.13 Материальный баланс процесса плавки

По данным проведенного расчета составляем таблицу материального баланса (таблица 13)

Таблица 13 – Материальный баланс процесса плавки

Приход	Расход
наименование материала	количество кг	наименование материала	количество кг
Агломерат	100,00	Черный свинец	43,40
Кокс	12,00	Штейн	4,8
Воздух	74,02	Шлак	45,68
Увлажнение шихты	5,00	Пыль	2,24
Невязка	-	Газы	94,90
Всего	191,02	Всего	191,02

1. 14 Расчет основных размеров шахтной печи