Расчет материального баланса плавки на штейн.

Проведем расчет состава и количества отвального шлака и расхода флюсов на плавку.

Расчет проведем для концентрата и штейна, рассмотренных в примере практической работы №4.

Для расчета примем следующие условия:

1.Отвальный шлак должен содержать 38 % SiO₂ и 7 % CaO.

2.В качестве флюсов используем: кварц (100 % SiO₂), известняк (CaCO₃), содержащий 57 % CaO (ост. - CO₂).

3. Безвозвратные потери для упрощения расчета не учитываем.

С учетом перешедших в штейн и газы компонентов концентрата в шлак перейдет (см работу№4 по варианту2 ):

Такой шлак, полученный без добавки флюсов, называется самоплавким. Иногда самоплавкий шлак удовлетворяет требованиям данного вида плавки, и флюсы в этом случае в шихту не добавляют.

Проверим, удовлетворяет ли получающийся самоплавкий шлак заданным условиям. Для этого определим процентное содержание, по крайней мере, двух заданных компонентов. В самоплавком шлаке будет содержаться: (4,4:29,42)×100=14,955 % SiO₂ и (1:29,42) ×100=3,40 % CaO.

Эти цифры говорят о том, что шлак не будет удовлетворять заданным условиям. Для получения шлака, содержащего 38 % SiO₂ и 7 % CaO, необходимо ввести в шихту флюсы — кварц и известняк.

Расчет флюсов произведем методом балансовых уравнений. Обозначим потребное количество кварца через x, а известняка через y.

Тогда масса конечного шлака может быть выражена уравнением (29,42+x+0,57y) кг, где29,42— масса самоплавкого шлака.

В том количестве шлака будет содержаться: (29,42+x+0,57y)∙0,38 кг SiO₂ и (29,42+x+0,57y)∙0,07 кг CaO.

Эти количества двух основных шлакообразующих компонентов в шлаке нужно приравнять к их количествам в исходной шихте. Они соответственно составят: (4,4+х) кг SiO₂ и (1+0,57y) кг СаО.

Составим балансовое уравнение:

по SiO₂(29,42+x+0,57y)∙0,38=4,4+х

   количество SiO₂ в шлакеSiO₂в шихте

по СаО (29,42+x+0,57y)∙0,07 = 1+0,57y.

СаО в шлаке         СаО в шихте

Решив эти два уравнения с двумя неизвестными, получим: x=12,195 кг и у=3,608кг.

С известняком поступил СаО:

3,608∙0,57 = 2,056кг СаО.

Проверим правильность выполненного расчета, определив состав отвального шлака

*4,4+12,195=16,595   **1+2,056=3,056.

Приведенные выше данные о содержании в конечном шлаке SiO₂ и СаО говорят о правильности выполненного расчета.

Определим потребность в кислороде для окисления железа, цинка и серы.

Потребность в кислороде, кг:

40,7-9=31,740,7кг- содержание серы в концентрате (работа №4), 9 кг- содержание в штейне(работа №4)

С этим количеством кислорода с воздухом поступит азота: (38,51/21)∙79= 144,87 кг.

Общее количество воздуха с учетом коэффициента избытка α=1,1 будет равно: (38,51 + 144,87)∙1,1 =201,72кг.

В этом количестве воздуха будет содержаться 39,61 кг кислорода и 149 кг азота.

В технологические газы перейдут SO₂, N_2, избыточный кислород и СО₂, выделившийся при разложении известняка. Общее количество образовавшихся газов и их состав приведены в табл. 1

Таблица 1. Количество и состав технологических газов

По результатам расчетов, практической работы№4 составим предварительный материальный баланс плавки (табл. 2), в котором не учтены топливо и топочные газы, образующиеся при его сжигании.

Таблица 2. Предварительный материальный баланс плавки, кг

Расхождения в поступившем сырье полученных продуктов составляет 2,975 кг это 0,99% допускается расхождение 2.