Кесте. Қорғасынды концентратты біріктіруші күйдірудің қорытпасының оптималды құрамы.

Оптималды құрамның қорытпасына 7-9% су қосады. Су қорытпаның газөткізгіштігін жоғарылатады және агломераттаушы күйдіру процесінде термореттеуші рөлін атқарады.

Қорғасынды концентраттарды біріктіру үшін күйдіру процесінің есебі.

Қышқылды-біріктіруші күйдіру ленталы біріктіруші машиналарда қоыртпа қабаты арқылы ауаны үрлеу арқылы жүзеге асырылады. Нәтижесінде сульфидтердің оттекпен өзара байланысы металл оксидтерін және күкіртті ангидридті құрайды, сонымен қатар үлкен көлемде жылу бөліп шығарады. Күкіртті ангидрид газ фазасына өтеді. Күкірт диоксиді құрамына тәуелділігіне байланысты газ фазасында оны бай және жұтаң деп екіге бөліп қарастырады. Жандыру кезінде газ фазасына қорытпаның майда бөлшектері мен ұшатын металл байланыстары өтіп кетеді. Агломераттың үлкен бөліктері қайта ерітуге жіберіледі, ал майда бөлшектері біріктіруші күйдіру қорытпасын дайындауға бағытталады.

Жандыру процесінің есебін жүргізу үшін төмендегілерді орындау керке:

1. Қорытпаны жағуға қолданылған отынның жауына кеткен ауаны есептеу керек;

2. Қорытпа металдардың сульфидтерін қышқылдандыру кезінде жұмсалған ауа шығынын есептеу;

3. Шығарылатын бай және жұтаң газ көлемін анықтау керек;

4. Жандыру процесінің материалдық балансын құрастыру керек.

Біріктіруші күйдіруге келіп түсетін қорытпа құрамы үшін мыналар қабылданады:

Қоғасынды концентрат – 30,64%;

Кварцтық руда – 0,92%;

Темір руда – 4,04%;

Әктас – 0,69%;

Сыртқы агломерат – 63,68%.

Қорытпа компоненттері мен оның химиялық құрамының массасын біле отырып, «шикі» қорытпаның химиялық құрамын анықтауға болады.

Қоғасынды концентрат:

Pb: 30,64·0,48 = 14,70

Zn: 30,64·0,055 = 1,68

Cu: 30,64·0,015 = 0,45

Fe: 30,64·0,062 = 1,89

S: 30,64· 0,153 = 4,68

CaO: 30,64 · 0,01 = 0,30

Si 30,64 · 0,04 = 1,22

: 30,64 ·0,025 = 0,76

Өзгелері: 30,64· 0,157 = 4,81

Кварцтық руда:

Si : 0,92·0,9 = 0,828

CaO: 0,92·0,05 = 0,046

Өзгелері: 0,92·0,05 = 0,046

Темір руда:

Si : 4,04·0,05 = 0,202

CaO: 4,04·0,05 = 0,202

FeO:4,04·0,133 = 1,537

Өзгелері: 4,04·0,05 = 0,202

Әктас:

Si : 0,69·0,5 = 0,345

CaO: 0,69·0,1 = 0,069

FeO: 0,69·0,58 = 0,400

Өзгелері: 0,69·0,30 = 0,207

Кесте

	Pb	Zn	Cu	Fe	S	Si	CaO	FeO	Өзгелері	Барлығы
Pb-концентраты	14,70	1,68	0,45	1,89	4,68	1,22	0,30		4,81	30,495
Кварцтық руда						0,828	0,046		0,046	0,92
Темір руда						0,202	0,202	1,537	0,202	2,143
Әктас						0,345	0,069	0,400	0,207	1,01
Нәтижесі	14,70	1,68	0,45	1,89	4,68	2,595	0,617	1,937	5,26	34,56

Оптималды құрамды күйдіру кезінде алынған қорғасынды агломерат құрамын есептеу үшін жаңа қорытпадан Pb-агломерат құрамын анықтап алу керек. Жаңа қоыртпаны күйдіру кезінде алынған рационалды агломерат құрамының есебі.

«Жаңа» агломерат құрамына қорғасынды сульфидті концентрат, кварцтық және темір рудасы, әктас пен еріту арқылы қайта жасалған сыртқы шлак жатады. Агломераттың рационалды құрамын есептеу үшін десульфуризация деңгейін және агломератта металл орналасуының формасын білу керек.

«Жаңа» қорытпа үшін есептеулерді төмендегі сандар бойынша жүзеге асырамыз:

30,495 + 0,92 + 2,143 + 1,01 = 34,56 кг.

Бұл қорытпа құрамында 34,56 · 0,153 = 5,287 кг күкірт бар.

Мұнда 0,153 – қорғасынды концентраттағы күкірт құрамы бірлік үлесінде көрсетілген. Агломераттаушы күйдірутегі десульфизация деңгейі 72,55%-ға тең. Аталған десульфуризация бойынша агломерат күкіртке өтеді 5,287·(1 – 0,7255) = 1,451 кг.

Зауыттан шыққан агломераттар құрамының негізінде 80% күкірт металл сульфидтерін, ал 20% сульфаттарды құрайды деп қарастырамыз.

Сульфидті күкірт саны 1,329·0,8 = 1,063 кг-ға тең, ал сульфатты күкірт:

1,329·0,2 = 0,265 кг-ға тең.

Концентратта ZnS қиын жанатын сульфид болғандықтан, 75% сульфидті күкірт (0,996 кг) цинкпен, 15% күкірт (0,199 кг) қорғасынмен және 10% (0,116 кг) – мыспен байланысты деп болжаймыз. Сульфатты күкірт кальций және қорғасынмен тең дәрежеде байланысты.

Агломератта темір оксид және магнетит түрінде Железо в агломерате :находится в виде оксида и в магнетите в соотношении 1:1. Остальные қатынасында кездеседі. Карбонаттар жану кезінде толығымен диссоцияланады және газ газдық фазаға ауысады.

Агломераттағы цинк сульфидінің көлемін анықтаймыз, кг:

0,996 · 97,4 : 32 = 3,031.

Осы байланыстан цинкті табамыз 3,031 – 0,996 = 2,035 кг.

Оксид түріндегі цинк көлемін «шикі» қорытпа мен сульфидті цинк арасындағы ерекшеліктер бойынша анықтаймыз, кг:

1,68 – 0,996 = 0,684.

Цинк оксидінің көлемін анықтаймыз, кг:

0,684 · 81,4 : 35,4 = 1,572.

Цинк оксидінің осы көлемімен оттек байланысты болып келеді 1,395 – 1,121 = 0,274 кг. Агломераттағы PbS көлемін анықтаймыз, кг:

0,199 · 239,2 : 32 = 1,487.

Бұл байланыстан қорғасынды анықтап аламыз 1,487 – 0,199 = 1,288 кг.

Сульфатты күкірттің белгілі мәні бойынша (0,291 кг) қорғасын сульфатының көлемін есептейміз, кг:

· 303,2 = 1,379.

Бұл көлеммен қорғасын байланысты болып келеді 1,379 · 207,2 : 303,2 = 0,942 кг, қорғасын сульфатында оттек бар 1,379 – 0,942 – (0,291 : 2) = 0,291 кг.

«Шикі» қорытпадағы қорғасынның көлемі мен сульфид және сульфатта табылған қорғасын көлемінің айырмашылығы бойынша оксидтегі қорғасын массасын анықтаймыз, кг:

14,70 – 1,126 - 0,942 = 12,632.

Агломераттағы қорғасын оксидінің массасы 12,632 · 223,2 : 207,2 = 13,607 кг-ға тең. Бұл байланыстан оттекті қарастырамыз 13,607 – 12,632 = 0,975 кг.

Агломераттағы халькозин (Cu₂S) көлемін анықтаймыз, кг: 0,116 · 159 : 32 = 0,576. Бұл байланыс бойынша мысты қарастырамыз 0,576 – 0,116 = 0,46 кг.

Агломерат құрамындағы қалған мыс көлемі оксидтерде (Cu₂O) болады және ол 0,46 – 0,46 = 0 кг-ға тең.

Сульфатты күкірт құрамы бойынша CaSO₄ (0,5 жалпы сульфатты күкірт) кальций сульфатының көлемін анықтаймыз, кг: 0,291/2 · 32 ·136 = 0,618. Бұл көлемде CaSO₄ кальций оксиді бар 0,618 · 56 : 136 = 0,254 кг, оттек көлемі 0,618 · 3· 16 : 136 = 0,218 кг.

Агломерат құрамында еркін кездесетін кальций оксидінің массасын анықтаймыз, кг: 0,617 – 0,254 = 0,357.

Агломераттағы Fe₂O₃ көлемін есептейміз, кг:

1,89:2/2·55,8 · 159,6 = 1,351.

Бұл байланыста оттек бар 1,351 – (1,89 :2) = 0,406.

Агломераттағы магнетит (Fe₃O₄) көлемін анықтаймыз, кг:

1,89:2/ 3 · 55,8 : 231,4 = 0,683.

Магнетитпен оттек байланысты 0,683 – 0,612 = 0,071.

3,5 кг көлеміндегі кремнезем және 0,855 кг көлеміндегі алюминий оксиді агломератқа өзгерістерсіз өтеді. Басқа компоненттер қорытпадан агломератқа 1,6946 кг көлемінде өтеді.

Қорғасынды агломератты біріктіруші күйдіру кезінде алынған есептеулер нәтижелері 7-кестеде көрсетілген.

7 – кесте. «Жаңа» қорытпаны күйдірген кезде алынған қорғасынды агломерат құрамы.

Мұны есепке ала отырып күтілген қорғасынды агломерат құрамын анықтаймыз. Бұл қорғасынды агломерат 36,32 кг «жаңа» қорытпа мен 63,68 кг сыртқы агломератты күйдірген кезде алынуы мүмкін.

Агломераттағы қорғасын құрамы, %,

50,01 + 0,02376 · 50,01 =

Агломераттағы цинк құрамы, %,

6,51 + 0,2376 · 6,51 =

Агломераттағы темір құрамы, %,

7,32 + 0,02376 · 7,32 =0

Агломераттағы оттек құрамы, %,

8,66 + 0,02376 · 8,66 =

Агломераттағы кальций оксидінің құрамы, %,

2,39 + 0,02376 · 2,39 =

Кварц құрамы, %,

10,05 + 0,02376 · 10,05 =

Глинозем құрамы, %,

2,94 + 0,02376 · 2,94 =

Кесте

Оптималды құрам қорытпасын күйдіру арқылы алынған қорғасынды агломерат құрамының рационалды есебін қарастырайық.

«Шикі» қорытпа мен қорғасынды агломераттың құрамындағы элементтер туралы мәліметерді қолдана отырып және оның массасын біле отырып біріктіруші күйдіру қорытпасының қорытынды құрамын есептейміз. Мысалы, қорытпадағы қорғасын құрамы 14,70 + 63,68 · 0,500 = 46,54 кг тең; қорытпадағы цинк құрамы 1,68 + 63,68 · 0,0666 = 5,921 кг тең; темір құрамы 1,89 + 63,68 · 0,0732 = 6,55 кг тең; күкірт құрамы 1,451 + 63,68 · 0,0562 = 5,029 кг тең; оттек құрамы 2,235 + 63,68 · 0,0866 = 7,749 кг тең; кальций оксидінің құрамы 0,617 + 63,68 · 0,0239 = 2,115 кг тең; кварц құрамы 2,595 + 63,68 · 0,1005 = 8,99 кг тең; глинозем құрамы 0,76 + 63,68 · 0,0294 = 1,872 кг тең; өзгелерінің көлемі 1,6946 + 63,68 · 0,0656 = 5,872 кг тең.

9-кесте. Сыртқы агломераттарды қоса есептегендегі біріктіруші күйдіру қорытпасының құрамы.

Агломераттағы күкірт құрамы 7· (1 – 0,7526) = 1,732 кг болады; оның ішінде сульфидтісі 1,723 · 0,8 = 1,386, ал сульфатты күкірт – 1,732 ·0,2 = 0,346 кг болады. Цинк сульфидіндегі күкірт құрамын анықтаймыз, кг: 1,386 · 0,75 = 1,039; қорғасын сульфидіндегі күкірт құрамы 1,386 · 0,15 = 0,208 тең болады; халькозиндегі күкірт құрамы (Cu₂S) – 1,386 · 0,10 = 0,139 болады.

Қорғасын сульфиді мен кальций сульфатындағы күкірт құрамы 0,346 :2 = 0,173 кг-ға тең болып келеді. Цинк сульфидінің құрамы 1,039 · 97,4 : 32 = 3,162 кг, бұл құрамда цинк үлесі 3,162 – 1,039 = 2,123 кг-ға тең болады.

Оксид түрінде кездесетін цинк массасын қорытпа мен «сульфидті» цинк арасындағы айырмашылық бойынша анықтаймыз , кг: 8,282 – 2,123 = 6,159.

Цинк оксидінің құрамы 6,159 · 81,4 : 65,4 = 7,666 кг болады , оның ішінде оттек құрамы 7,666 – 6,159 = 1,507 кг-ға тең.

Агломераттағы халькозин массасын есептейміз, кг: 0,139 · 159 : 32 0,686.

Қорғасын сульфидінің құрамын анықтаймыз, кг: 0,208 · 239,2 : 32 = 1,555, бұл байланыстағы қорғасын массасы 1,555 – 0,208 = 1,347 тең болады.

Агломераттағы қалған қорғасын көлемі оксид (PbO) түрінде кездеседі және ол 36,657 – 1,347 – 1,121 = 34,189 кг-ға тең, қорғасын оксидінің массасы 34,189 · 223,2 : 207,2 = 36,829 кг тең, қорғасын оксидіндегі оттек 36,829 – 34,189 = 2,64 кг-ға тең. Агломераттағы кальций сульфатының массасын анықтаймыз, кг: 0,173 · 136 : 32 = 0,736. Бұл байланыстағы кальция оксидінің құрамы 0,736 · 56 : 136 = 0,303 кг-ға тең болады, кальций сульфатындағы оттек құрамы 0,736 · 48 : 136 = 0,6 кг болады. Агломератта еркін күйде кездесетін кальций оксидінің массасы 5,211 – 0,303 = 4,908 кг болады. Агломераттағы Fe₂O₃ құрамын есептейміз, кг:

14,907 :2/2 · 55,8 · 159,6 = 10,66.

Бұл оксидте 10,66 – (14,907 : 2) = 2,85 кг оттек кездеседі.

Қалған компоненттер (CO₂) агломератқа қорытпадан өзгерістерсіз өтеді.

Қорғасынды агломератты біріктіруші күйдіру кезінде алынған құрамды есептеу нәтижелері кестеде көрсетілген.