кислорода в оксиде кадмия 0,32-0,28=0,04
Таблица 4,4-Количество и состав огарка
Соединения
Zn
Pb
Cu
Fe
Cd
Sso4
Ss
O2
SiO2
CaO
Al2O3
прочие
итого
ZnO ZnO .Fe2O3 ZnSO4 ZnS PbO Fe2O3 Cu2O CdO SiO2 CaO Ai2O3 Прочие
32,76 2,55 0,98 0,11
0,98
0,7
4,35 0,13
0,28
0,48
0,05
8,01 2,5 0,96 0,08 0,06 0,09 0,04
0,91
0,77
0,49
2,4
40,77 9,4 2,42 0,16 1,06 0,19 0,79 0,32 0,91 0,77 0,49 2,4
Итого
36,4
0,98
0,7
4,48
0,28
0,48
0,05
11,74
0,91
0,77
0,49
2,4
59,7
Таблица 4,5-Полный материальный баланс процесса обжига цинкового концентрата
Материалы
содержание компонентов, кг.
Всего, кг.
Zn
Pb
Cu
Fe
Cd
O2
N2
S
Прочие
Поступило, кг.: Zn концентрат Влага к-та Воздух Итого: Получено, кг.: Огарок Пыль Газ Итого:
100 6 177,4 283,4 59,7 25,6 198,1 283,4
52,0 52,0 36,4 15,6 52,0
1,4 1,4 0,98 0,42 1,4
1,0 1,0 0,7 0,3 1,0
6,4 6,4 4,48 1,92 6,4
0,4 0,4 0,28 0,12 0,4
53,22 53,22 11,74 5,03 36,38 53,15
124,18 124,18 124,18 124,18
32,21 32,21 0,53 0,23 31,53 32,29
6,59 6 12,59 4,57 1,98 6,05 12,6
Примечание: неувязка баланса +0,0кг., или 0,00%
Расчет теплового баланса процесса обжига цинкового концентрата
Расчет ведется на 106 кг. влажного концентрата
Расчет прихода тепла.
1. Определяем физическое тепло концентрата
Q1=c1* m1* t1
где c1 -теплоемкость концентрата=0,75 кДж/кг .град.2
m1 -масса концентрата=106 кг.
t1 -температура концентрата=15С
Q1=0,75*106*15=1192,5 кДж.
2. Определяем физическое тепло воздуха
Q2=c2*v2*t2
где c2 -теплоемкость воздуха=1,3 кДж/нм .град.2
v2 -объем воздуха =135,03 нм3
t2 -температура воздуха=25С
Q2 =1,3*135,03*25=4388,5 кДж
3. Рассчитываем тепло экзотермических реакций
ZnS+1.5O2=ZnO+SO2+442589,7 кДж
75,34*442589,7/97,4=342348,1 кДж
ZnS+2O2=ZnSO4+775150 кДж
2,1*775150/97,4=16712,7 кДж
PbS+1.5O2=PbO+SO2+421053,1 кДж
1,62*421053,1/239,2=2851,6 кДж
2CuFeS2+6O2=Cu2O+Fe2O3+4SO2+2015809 кДж
1,44*2015809/366,4=7922,4 кДж
2FeS2+5.5O2=Fe2O3+4SO2+1656308 кДж
8,52*1656308/239,6=58897,1 кДж
2FeS+3.5O2=Fe2O3+2SO2+725370 кДж
2,0*725370 /175,6=8261,6 кДж
2CuS+2.5O2=Cu2O+2SO2+384642 кДж
0,75*384642/191,2=1508,8 кДж
CdS+1.5O2=CdO+SO2+413972 кДж
0,51*413972/144,4=1462,1 кДж
Приход тепла от экзотермических реакций составит, кДж:
Q3=342348,1+16712,7+2851,6+7922,4+58897,1+8261,6+1508,8+1462,1=439964,4 кДж
Расчет расхода тепла
1. Определяем тепло, уносимое огарком и пылью:
Q1=c1*(m1*t1+m2*t2)
где c1 -теплоемкость огарка и пыли=0,9799 кДж/кг. град 2
m1,2 -масса огарка и пыли, кг.
t1,2 -температура огарка и пыли, С.
Q1=0,9799*(59,7*970+25,6*940)=57691,2 кДж
2. Тепло, уносимое газом (без паров воды)
Q2=(Cso2*Vso2+Co2*Vo2+CN2*VN2)*tгаз
где Cso2=2,23 кДж/нм град.
Vso2=22,1 нм
Co2=1,47 кДж/нм град.
Vo2=3,4 нм
CN2=1,39 кДж/нм град.
VN2=99,3 нм
tгаз=940С
Q2=940*(2,23*22,1+1,47*3,4+1,39*99,3)=180755,7 кДж
3. Тепло на нагрев воды с 15 до 100C
Q3=св*тв*(t1-t2)
Q3=4,19*6*(100-15)=2137 кДж
4. Тепло, необходимое на испарение воды:
Q4=*mв
-скрытая теплота парообразования=2258,4 кДж
Q4=2258,4*6=13550,4 кДж
5. Теплота, на нагрев пара до температуры газа:
Q5=Cn*Vn*(t2-100)
Cn=1,72 кДж/нм*гр.
Q5=1,72*67,2*(940-100)=97090,6 кДж
Таблица 4,6 -тепловой баланс обжига цинкового концентрата
Количество
кДж
%
Приход тепла: физическое тепло кислорода физическое тепло воздуха Тепло экзотермических реакций Итого: Расход тепла: Тепло, уносимое огарком и пылью Тепло, уносимое газом Тепло, на нагрев воды Тепло, на испарение воды Тепло, на нагрев пара Тепло, необходимо отводить от процесса Итого:
1192,5 4388,5 439964,4 445545,4 57691,2 180755,7 2137 13550,4 97090,6 94320,5 445545,4
0,27 0,98 98,75 100 12,95 40,57 0,48 3,04 21,79 21,17 100
Расчет материальных потоков на заданную производительность
220 тыс. тонн/ 350 раб. дней = 630 т/сут.
Годовая произв. Суточная произв.
Таблица 4,7 -материальные потоки
Суточные
Годовые
Материалы
Потоки, тонн
материалы
Потоки, тонн
Zn концентрат
630
Zn концентрат
220000
Влага к-та
1,89
Влага к-та
13200
Воздух
1117,62
Воздух
390280
Итого
1785,42
Итого
623480
Огарок
376,11
Огарок
131340
Пыль
161,28
Пыль
56320
Газ
1248,03
Газ
435820
Итого
1785,42
Итого
623480
7. Выбор и расчет количества оборудования
Перед обжигом материал будет усредняться.
При обжиге цинковый концентрат из бункера (1) поступает на ленточный питатель (2), который осуществляет непрерывную, дозированную подачу концентрата в печь кипящего слоя (3). Подача концентрата будет осуществляться через загрузочные окна в стенках печи и по всей поверхности кипящего слоя, непрерывно.
Выходящий из печи огарок охлаждается и транспортируется конвейером (13) на классификацию и выщелачивание.
Вместо использования котла-утилизатора в схеме будем использовать термосифон.
Запыленные газы будут охлаждаться в термосифоне (4) и очищаться от пыли в двух последовательно соединенных циклонах (5) и электрофильтре (7). Для организации движения газов перед электрофильтром установим эксгаустер (6). После очистки газы направляются в сернокислотный цех.
Пыль, осевшая в термосифоне, винтовым конвейером (11) транспортируется на конвейер (13), где смешивается с огарком. Пыль из циклонов направляется в промежуточный бункер (12) с помощью винтового (9) и скребкового (10) конвейеров, а из бункера на выщелачивание. Пыль из электрофильтра поступает на винтовой конвейер (8) и далее - на выщелачивание.
Производительность отделения обжига 220000 тонн огарка в год. Удельная производительность печи 9 тонн в сутки с м2.
Найдем суточную производительность отделения обжига:
Псут.=220000/365=602,74 т/сут.
Найдем суммарную площадь печей:
S=Псут/Пуд=602,74/9=66,97м2
Принимаем площадь печи равной Sпечь=30 м2, тогда потребуется печей:
N= S/Sпечь+ (0,5-1 шт.)=66,97/30+(0,5-1 шт.)=2,2+0,7=3 шт.
Итого для отделения обжига с производительностью 220000 тонн огарка в год потребуется три печи, три термосифона, три циклона первой ступени, три циклона второй ступени, три электрофильтра и др.
5. Список литературы.
1. В.Я.Зайцев, Е.В.Маргулис «Металлургия свинца и цинка». Учебное пособие для вузов-М.: Металлургия, 1986, 263с.
2. Ю.Н.Матвеев, В.С.Стрижко «Технология металлургического производства». Учебник для вузов.- М.: Металлургия, 1986, 368с.
3. Н.Н.Севрюков, Б.А.Кузьмин, Е.В.Челищев «Общая металлургия» -М.: Металлургия, 1976, 568с.
4. С.С.Набойченко, А.П.Агеев, А.П.Дорошкевич и др. «Процессы и аппараты цветной металлургии». Учебник для вузов.- Екатеринбург: УГТУ, 1997, 648с.
5. А.П.Снурников «Гидрометаллургия Zn-ка» 1982г., 190с.
6. Н.П.Диев, И.П.Гофман «Металлургия свинца и цинка». Учебник для вузов.- Металлургия, 1961г., 390с.
7. Н. Добрев Комбинат цветных металлов: этапы развития «Цветные металлы». 2001г. № 12.
8. В.В. Гейхман, П.А.Козлов, О.И.Решетов и др. Обжиг цинковых концентратов с рассредоточенной подачей кислорода. «Цветные металлы». 2000г. № 5.
9. В.В.Гейхман, П.А.Козлов, В.А.Лукьянчиков Совершенствование очистки газов от обжига цинковых концентратов. «Цветные металлы». 2000г. № 5.
10. А.А.Колмаков, Л.Г.Садилова, О.В.Спектор «Расчеты технологических процессов в металлургии свинца и цинка»: учебное пособие/ КГАЦМиЗ.- Красноярск 1998, 120с.
11. В.С.Кокорин «Аппаратурно-технологические схемы при проектировании переделов производства тяжелых цветных металлов»: методические указания к курсовому и дипломному проектированию/ КГАЦМиЗ.- Красноярск 1983, 47с.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
