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 %

х - 100 %; х = 60,5 кг.

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;

0,67 z = 10,6;

0,542у + 0,029 z = 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

126,2 кг - 100%

23кг - х; х = 18,1 %.

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

126,2 кг - 100 кг

33,3 кг - х; х = 26,4 кг.

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.