Реферат: Взвешенная плавка никелевого концентрата в Печи взвешенной плавки(ПВП)
SO2 +C=1/2S2 + CO2
SO2 +2Н2 =1/2S2 +2H2 O
При этом имеют место побочные реакции, что значительно снижает извлечение серы.
При взаимодействии сернистого ангидрида с пылеуглем в интервале температур 1300-700°С доля образующихся компонентов H2 S, CO, COS довольно высокая. Степень восстановления сернистого ангидрида в элементарную серу обычно не превышает 20-25%, т.к. основная масса угля расходуется на образование побочных продуктов.
Когда в газовой фазе присутствуют водородные соединения, в том числе и вода., количество нежелательных реакций увеличивается, что приводит к снижению содержания элементарной серы в газовой фазе.
В результате восстановления получается многокомпонентный газ, и, с практической точки зрения, особую важность в этом составе представляет сернистый ангидрид и элементарная сера. Восстановленный газ из аптейка ПВП с температурой 1330°С поступает в котел-утилизатор. В котле-утилизаторе газ охлаждается до температуры 350°С. При этой температуре СО и COS почти отсутствуют, а содержание элементарной серы почти достигает максимума.
При охлаждении газа в котле-утилизаторе протекают основные реакции:
CO+1/2 S2 = COS
COS+H2 O=CO2+H2 S
H2+1/2S2 =H2 S
Из представленных реакций первая реакция протекает быстро, а следующая реакция очень медленно и для полного протекания реакции необходим катализ.
При температуре 1330°С в аптейке ПВП наступает термодинамическое равновесие между компонентами упомянутыми выше.
Кроме восстановления газа в аптейке ПВП происходит восстановление окислов пыли.
В общем виде реакцию восстановления компонентов пыли можно представить уравнением:
4МеО + 3S2 ®4МеS + 2 SO2
Этот процесс идет с поглощением тепла, что снижает температуру отходящих газов,
Восстановленная оборотная пыль содержит в себе следующие соединения: NiS, CuS, FeS, CoS, ZnS, PbS, As2 S2 , Cu2 Se, SiO2 , Аl2 O3 , CaO, MqO, прочие и свободный углерод.
При сравнении компонентов окисленной и восстановленной пылей видно, что в процессе восстановления происходит поглощение серы и выделение свободного кислорода для связывания которого требуется дополнительная затрата углерода. Следовательно, можно сделать вывод, что снижение пылевыноса в процессе плавки выгодно как с экономической точки зрения по расходу угля, так и с точки зрения снижения безвозвратных потерь цветных металлов.
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА
| Показатель | Значение |
| Производительность печи, т/сут | 445,44 |
| Удельный проплав, т/(м2 х сут) | 10-15 |
| Содержание О2 в дутье, % | 26 |
| Температура дутья, С | 25-40 |
| Содержание Ni, %: | |
| В штейне | 34,9 |
| В шлаке | 1,4 |
| Пылеунос, % | 10-15 |
5. Металлургический расчёт.
Исходные данные для расчёта: содержание Ni в концентрате – 8 %;
cодержание Сu в концентрате – 4 %;
Расчёт производим на 100 кг концентрата.
Химический состав концентрата:
Cu – 4 %; Ni – 8 %; Fe – 46 %; S – 30 %; SiO2 – 3,5 %; CaO – 2,3 % ; MgO – 2 %; Al2O3 – 1,38 %; прочие – 2,82 %.
По минералогическому составу ориентировочно 60% меди находится в кубаните, 40% в халькопирите, никель находится в пентландите
Состав концентрата.
Таблица №1
| Комп. | Cu | Ni | Fe | S | Оксиды | Прочие | Общ. мас. | |||
| Si | Ca | Mg | Al | |||||||
| NiFeS2 | 8,00 | 7,60 | 8,72 | 24,33 | ||||||
| CuFeS2 | 1,60 | 1,40 | 1,61 | 4,61 | ||||||
| CuFe2 S3 | 2,40 | 4,21 | 3,62 | 10,23 | ||||||
| Fe11 S12 | 32,78 | 16,04 | 48,83 | |||||||
| SiO2 | 3,50 | 3,50 | ||||||||
| CaO | 2,30 | 2,30 | ||||||||
| MgO | 2,00 | 2,00 | ||||||||
| Al2O3 | 1,38 | 1,38 | ||||||||
| Прочие | 2,82 | 2,82 | ||||||||
| % | 4,00 | 8,00 | 46,00 | 30,00 | 3,50 | 2,30 | 2,00 | 1,38 | 2,82 | 100,00 |
NiFeS 2
58,7 Ni – 178,5NiFeS2 X= 24,33 (кг)
8 Ni – X NiFeS2
55,8 Fe - 178,5NiFeS2 X = 7.6 (кг Fe)
X Fe – 24,33 NiFeS2
64 S - 178,5 NiFeS2 X=8,73 (кг S)
X S - 24.33 NiFeS2