ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА РАСТВОРИМОСТЬ МЕДИ В ШЛАКАХ

⇐ Предыдущая 1 2 3 45

(2 часа)

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определение с помощью ЭВМ доли оксидных и сульфидных потерь меди со шлаками

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Плавка сульфидного сырья цветных металлов характеризуется получением трех фаз штейна, шлака и газа. Эти фазы частично растворимы друг в друге. Растворимость штейна в шлаке приводит к тому, что часть меди в растворенном виде находится в шлаке, что снижает ее извлечение в штейн. Кроме этого, часть меди присутствует а виде взвешенных частиц, не успевших осесть и слиться с донной фазой. Эту часть меди называют механическими потерями. Рассмотрим основные факторы, влияющие на растворенные и механические потери

Количество растворенной меди в шлаке зависит от условий плавки. Для правильного ведения процесса необходимо знать закономерности, определяющие растворимость меди в шлаке. Так, растворимые потери меди со шлаком представлены двумя формами • сульфидной (CuS_0,5,) и оксидной (СиО_0.5).

где: - мольная доля CuS_0,5, - активность CuS_0,5, - коэффициент активности CuS_0,5, _-мольная доля CuO_0,5, - активность CuO_0,5, - коэффициент активностиCuO_0,5 Активность этих соединений зависит от температуры, состава газовой фазы и состава шлака

Общие потери растворенной меди со шлаками равны

Для того чтобы определить активности сульфидной и оксидной меди в шлаковом расплаве используется диаграмма изоактивностей компонентов штейна (см рисунок) и система уравнений рассматриваемых ниже реакций.

На диаграмме вместо линий фазовых равновесий нанесены активности веществ Линии изоактивностей этой диаграммы описываются следующими уравнениями

а_FeO= 0.35,

где: - активность Cu₂S в штейне, - активность FeS в штейне, - активность FeO в штейне, [Сu] - содержание Сu в штейне, %, [Cu₂S] - содержание Cu₂S в штейне, %; [FeS] - содержание FeS в штейне, %

Тогда, зная активности компонентов штейна и давление SO₂, можно определить активность магнетита, исходя из уравнения

3(Fe₃0₄) + [FeS] = 10(FeO) + SO₂,

G = -171340-9,41T, ккал/моль,

Парциальное давление кислорода , определяем из следующей реакции:

3 FeO + l/2О₂ =Fe₃О₄

G = - 96200 + 40.59T, ккал/моль

Парциальное давление серы определяем из реакции

О₂ + 1/2 S₂ = SО₂

G = - 88379 + 17.35Т, ккал/моль

Активность меди определяем из реакции

2Сu + 1/2 S₂ = Cu₂S,

G = - 35160 + 10.05Т, ккал/моль

Тогда активность CuS _0,5 будет равна

Активность CuO_0,5 определяем из реакции:

Сu + 1/4 O₂= CuO_0,5

Полученные зависимости позволяют рассчитать активность CuO_0,5и активность CuS_0,5. Кроме того, в ходе расчета определяются давления кислорода и серы.

Для расчета коэффициентов активности CuSo.₅ и CuO_0,5используют регрессионные уравнения:

где: N - мольная доля компонента в шлаке.

Таким образом, полученных данных достаточно для определения количества растворенной меди со шлаками. Приведенный расчет показывает, что, зная состав штейна, шлака, температуру процесса и содержание сернистого ангидрида в газах, можно расчетным путем определить растворимость меди в шлаке.

Кроме абсолютных значений потерь металла со шлаком, можно определить и их доли.

Доля оксидных потерь меди, растворенной в шлаке, определяется по уравнению

Доля сульфидных потерь определяется аналогично.

Размер механических потерь зависит от физических свойств штейна и шлака, а кроме того, от конкретных условий перемешивания, существующих в агрегате. Поэтому не представляется возможным не только точный расчет механических потерь меди, но и точное экспериментальное моделирование условий плавки.

3. АППАРАТУРА

Работа проводится на ЭВМ IBM-PC/АТ-386 по специально составленной программе, моделирующей процесс растворения штейна в шлаке. Программа составлена на языке Паскаль и работает в диалоговом режиме.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Определить номер задания в соответствии с номером по АСУ (см. приложение)

2. Ввести исходные данные в ЭВМ и после расчета в таблицу записать результаты смоделированной опытной плавки.

Исходные и расчетные данные

Исходные данные

Результаты расчета

Т.К

Cu_шт

O₂

FeO

SiO₂

CaО

Al₂0₃

Cu_сул

Cu_окс

Cu_о6щ

P_O₂_*10³

P_S₂_*10³

…

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

По полученным данным построить графики в соответствии с заданием. Сделать выводы о влиянии различных факторов на растворимость меди в шлаках.

6. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать:

1. Краткое теоретическое введение.

2. Таблицу результатов.

3. Графики зависимости растворимости.

4. Письменные выводы о влиянии различных факторов на растворимость меди и описание продуктов плавки.

7. ЛИТЕРАТУРА

Ванюков А.В., Зайцев В.Л. Теория пирометаллургических процессов. - М.: Металлургия, 1993. С. 229-243.

8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Механические и растворенные (электрохимические) потери меди со шлаками.

2. Почему в процессе плавки важно получать шлаки определенного состава?

3. Каков механизм образования физических (сульфидных) и химических (оксидных) потерь меди со шлаками?

4. Что такое гетерогенизация шлака? К чему приводит гетерогенизация шлака по кремнезему и магнетиту?

5. Каково влияние температуры на величину механических и растворенных потерь?

6. Каково влияние состава штейна на размер сульфидных и оксидных потерь? Что означает максимума на кривой зависимости сульфидных потерь от состава штейна?

7. Чем объяснить, что большие добавки оксида кальция приводят к резкому падению растворенных потерь меди?

8. Как изменяется окислительный Р_O2, и сульфидирующий Р_S2 потенциалы системы при обогащении штейна? Как изменяются эти параметры при увеличении SO₂в газе?

Приложение

ЗАДАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ 5

N	Т, К	Сu_шт, %	SO₂, %	FeO, %	SiO₂, %	СаО, %	А1₂O₃, %	Строящиеся зависимости
		0-80	20 и 50					(Cu)_сул – [Cu] (Cu)_окс – [Cu] (Cu)_общ – [Cu]
		0-80	20 и 50					(Cu)_сул– [Cu] (Cu)_окс – [Cu] (Cu)_общ – [Cu]
		0-80	20 и 50					(Cu)_сул – [Cu] (Cu)_окс – [Cu] (Cu)_общ – [Cu]
		0-80	30 и 70					(Cu)_сул– [Cu] (Cu)_окс – [Cu] (Cu)_общ – [Cu]
		0-80	30, 70					(Cu)_сул – [Cu] (Cu)_окс – [Cu] (Cu)_общ – [Cu]
б		0-80	30, 70					(Cu)_сул – [Cu] (Cu)_окс– [Cu] (Cu)_общ – [Cu]
		0-80	20, 50					(Cu)_сул – [Cu] lgP_O2 – [Cu] lgP_S2 – [Cu]
		0-80	20, 50					(Cu)_сул – [Cu] lgP_O2 – [Cu] lgP_S2 – [Cu]
		0-80	20, 50					(Cu)_сул – [Cu] lgP_O2 – [Cu] lgP_S2 – [Cu]
		0-80						(Cu)_сул – [Cu] lgP_O2 – [Cu] lgP_S2 – [Cu]
		0-80						(Cu)_сул – [Cu] lgP_O2 – [Cu] lgP_S2 – [Cu]
		0-80						(Cu)_сул – [Cu] lgP_O2 – [Cu] lgP_S2 – [Cu]
		0-80						(Cu)_сул – [Cu] lgP_O2 – [Cu] lgP_S2 – [Cu]
		0-80						(Cu)_сул – [Cu] lgP_O2 – [Cu] lgP_S2 – [Cu]
								(Cu)_сул – T D_окс – T D_сул – T
								(Cu)_сул – T D_окс – T D_сул – T
								(Cu)_сул – T D_окс – T D_сул – T
								(Cu)_сул – T D_окс – T D_сул – T
								(Cu)_сул – T D_окс – T D_сул – T
								(Cu)_сул – T D_окс – T D_сул – T
		0-80	5, 20					(Cu)_сул – [Cu] D_окс – [Cu] D_сул – [Cu]
		0-80	5, 20					(Cu)_сул – [Cu] D_окс – [Cu] D_сул – [Cu]
		0-80	3, 30					(Cu)_сул – [Cu] D_окс – [Cu] D_сул – [Cu]
		0-80	3, 30					(Cu)_сул – [Cu] D_окс – [Cu] D_сул – [Cu]
		0-80	3, 30					(Cu)_сул – [Cu] D_окс – [Cu] D_сул – [Cu]

П ример выполнения задания

Исходные данные

Т = 1220°С

М₂ = 1% и 60%

Си_шт = 0 - 80%

FеО_шл = 55%

SiO₂ = 35%

Al₂O₃ = 7%

СаО_шл = 3%

Построить зависимости: %Си_шя - %Си_шт,

lgP(O₂)- %Си_шт

D_о_kc - % Cu_шт

Пример исходных и расчетных данных

Исходные данные
N	Т,К	Cu_шт	S0₂	FeO	Si0₂	СaО	А1₂0₃


















Результаты расчёта
N	Cu_сул	Cu_окс	Cu_общ	P_O₂∙10⁹	P_S₂∙10³
					2,9
	0,020	0,062	0,082		2,7
	0,028	0,089	0,117		2,6
	0,033	0,111	0,147		2,3
	0,037	0,141	0,178		1,9
	0,038	0,178	0,217		1,4
	0,037	0,233	0,276		0,8
	0,033	0,362	0,396		0,3
	0,021	0,968	0,989	2,4	0,03
				3,9
	0,418	0,066	0,485	4,0
	0,584	0,096	0,680	4,1
	0,700	0,121	0,821	4,3
	0,775	0,151	0,926	4,8
	0,808	0,191	0,998	5,5
	0,790	0,255	1,046	7,3
	0,705	0,388	1,093		5,3
	0,448	1,038	1,486		0,4

⇐ Предыдущая 1 2 3 45

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных