Технология переработки медно-никелевого агломерата в руднотермической печи

Физико-химическая сущность процессов получения штейна. Характеристика сырья, металлосодержащих продуктов и основных технологических материалов. Материальный и тепловой расчеты руднотермической плавки медно-никелевого агломерата в руднотермической печи.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 23.12.2012
Размер файла 641,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1,02

6,76

5,71

0,11

0,21

0,39

0,50

35,00

В таблице 11 приведены данные металлосодержащей шихты, в которую входят вещественные составы агломерата, богатой медно-никелевой руды и конвертерного шлака, рассчитанные на 100, 15 и 35 кг.

Таблица 11. Вещественный состав металлосодержащей шихты

Компоненты

Ni

Cu

Co

Fe

S

SiO?

O

CaO

MgO

AL?O?

Прочие

Итого

Ni?S?

5,49

 

 

 

2,00

 

 

 

 

 

 

7,49

Cu?S

 

3,49

 

 

0,88

 

 

 

 

 

 

4,37

CoS

 

 

0,36

 

0,20

 

 

 

 

 

 

0,56

FeS

 

 

 

13,32

7,65

 

 

 

 

 

 

20,97

(FeO)?SiO?

 

 

 

34,49

 

18,56

9,88

 

 

 

 

62,93

Fe?O?

 

 

 

9,66

 

 

3,69

 

 

 

 

13,36

CuFeS?

 

0,326

 

0,287

0,329

 

 

 

 

 

 

0,942

CuFe?S?

 

0,109

 

0,191

0,165

 

 

 

 

 

 

0,465

(NiFe)?S?

0,42

 

 

0,397

0,202

 

 

 

 

 

 

1,016

Fe?S?

 

 

 

2,00

1,313

 

 

 

 

 

 

3,313

FeS?

 

 

 

2,00

2,297

 

 

 

 

 

 

4,297

SiO?

 

 

 

 

 

1,92

 

 

 

 

 

1,92

CaO

 

 

 

 

 

 

 

6,61

 

 

 

6,61

MgO

 

 

 

 

 

 

 

 

4,46

 

 

4,46

AL?O?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,92

 

4,92

Прочие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12,39

12,39

Итого

5,91

3,93

0,36

62,36

15,03

20,48

13,57

6,61

4,46

4,92

12,39

150,00

Количество влаги в шихте:

1,21 + 0,46 = 1,67 (кг)

Расчет состава и выхода штейна

В процессе руднотермической плавки проплавляемый агломерат, претерпевая механические, физические и химические превращения, распределяется в следующие материальные потоки:

а) диссоциированная сера, переходящая в технологические газы;

б) безвозвратные потери шихты, списываемые с производства;

в) оборотная пыль, используемая для доизвлечения металлов в смежном процессе (на агломерационной фабрике);

г) основной продукт плавки - полиметаллический штейн;

д) отвальный продукт плавки - шлак.

Основным материальным технологическим потоком руднотермической плавки является полиметаллический штейн, поэтому одной из важнейших задач плавки считается максимальное извлечение всех ценных компонентов шихты именно в штейн.

Количество штейна просчитывается с использованием следующих практических данных, характеризующих распределение серы и металлов при плавке:

1. Извлечение Ni в штейн 98,5%.

2. Извлечение Cu в штейн 96%.

3. Извлечение Co в штейн 85%.

4. Содержание S в штейне 24,5%.

5. Содержание Ni + Cu в штейне 22%.

1.Находим количество никеля в штейне:

m(Ni) = 5,91·0,985 = 5,82 кг

2.Находим количество серы, связанной в 5,82 кг Ni3S2:

Ni?

S?

m(S),кг

176,13

64,13

2,12

5,82

х

m(Ni3S2) = 5,82 + 2,12 = 7,94 (кг)

3.Находим количество меди, перешедшей в штейн:

m(Cu) = 3,93·0,96 = 3,77 (кг)

4.Находим количество серы, связанной в 3,77 кг Cu2S:

Cu?

S

m(S),кг

127,09

32,07

0,95

3,77

х

m(Cu2S) = 3,77 + 0,95 = 4,72 (кг)

5.Находим количество кобальта в штейне:

m(Co) = 0,36·0,85 = 0,306 (кг)

6.Находим количество серы, связанной в 0,306 кг CoS:

Co

S

m(S),кг

58,933

32,066

0,166

0,306

х

m(CoS) = 0,306 + 0,166 = 0,472 (кг)

7.Исходя из того, что сумма Ni + Cu, перешедшая в штейн = 22%:

Gшт. = 100=43,59 кг

8.Находим количество серы, перешедшей в штейн:

m(S) = 43,59*0,245 = 10,68 (кг)

9.Находим количество серы, связанной в FeS:

m(S) = 10,68 - (2,12 + 0,95 + 0,166) = 7,444 (кг)

10.Находим количество железа, связанного в FeS:

Fe

S

m(Fe),кг

55,85

32,07

12,96

х

7,44

m(FeS) = 12,96 + 7,44 = 20,4 (кг)

Количество элементарного железа в штейне

Как известно из практики плавки на металлизированный штейн, потери тяжелых металлов с отвальными шлаками значительно снижаются в прямой зависимости от содержания в штейне металлического железа (FeMem): при 16-18% металлического железа наблюдаются трудности обслуживания шпуровых отверстий. По нашим данным принимается содержание 11% Feмет, т.е. Gшт · 0,11 = 43,59· 0,11= 4,795 кг.

1.Количество прочих элементов, которые представлены шлаковыми включениями SiO2, Al2O3 и т.д., а также благородными металлами, в штейне принимается 2%, т.е.

43,59 · 0,02 = 0,87 кг

2.Количество вюстита FeO в штейне:

43,59 - (7,94Ni3Si2 + 4,72Cu2S + 0,472CoS + 20,4FeS + 4,795Feмет + 0,87 прочих) = 4,393 кг

3.Количество железа, связанного в FeO:

FeO

Fe

m(Fe),кг

71,85

55,85

3,41

4,393

х

4.Количество кислорода, связанного в FeO:

FeO

O

m(O),кг

71,85

16,00

0,98

4,39

х

Таблица 12. Весовой выход и состав штейна

Компоненты

Ni

Cu

Co

Fe

S

O

Прочие

Всего, кг

Итого, %

Ni?S?

5,82

 

 

 

2,12

 

 

7,94

18,21

Cu?S

 

3,77

 

 

0,95

 

 

4,72

10,83

CoS

 

 

0,306

 

0,166

 

 

0,472

1,08

FeS

 

 

 

12,96

7,444

 

 

20,40

46,80

Feмет

 

 

 

4,795

 

 

 

4,80

11,00

FeO

 

 

 

3,41

 

0,98

 

4,39

10,08

Прочие

 

 

 

 

 

 

0,87

0,87

2,00

Всего, кг

5,82

3,77

0,306

21,17

10,68

0,98

0,87

43,60

 

Итого, %

13,35

8,65

0,70

48,57

24,5

2,24

2,00

 

100,00

Безвозвратные потери при плавке

Руднотермическая плавка сопровождается безвозвратными потерями тяжелых металлов и других ценных компонентов: их величина характеризует культуру производства и степень его механизации. Безвозвратные потери складываются из пыления шихты при ее транспортировке и перегрузке, отсосе санитарно-гигиеническими вентиляционными установками загрязненного воздуха, остаточном пылеуносе технологическими газами через дымовые трубы и т.д.

Руднотермические переделы цветной металлургии имеют самые низкие значения безвозвратных потерь ценных компонентов по сравнению со всеми другими пирометаллургическими переделами.

Общие безвозвратные потери при плавке принимаются равными 0,4% от веса проплавляемой шихты (таблица 13).

Таблица 13. Безвозвратные потери

Компоненты

Ni

Cu

Co

Ni?S?

0,0220

 

 

Cu?S

 

0,0140

 

CoS

 

 

0,0014

CuFeS?

 

0,0013

 

CuFe?S?

 

0,0004

 

(NiFe)?S?

0,0017

 

 

Итого

0,0236

0,0157

0,0014

Степень десульфуризации

Десульфуризацией металлургической операции принято называть удаление серы в процессе этой операции из основного готового продукта. Степень десульфуризации выражается, %,

Ds = 100

Десульфуризация руднотермических процессов находится в прямой зависимости от времени пребывания шихты в печи и в обратной зависимости от удельной производительности печи. При плавке руд и концентратов с высоким содержанием серы (15-20% и более) для обеспечения кондиционного состава штейна необходима высокая степень десульфуризации (до 30-40%), что снижает удельную производительность печи до 2-3 т/м3 в сутки. При плавке агломерированного сырья, из которого предварительно удалена избыточная сера, необходима минимальная степень десульфуризации (1-3%). Это дает техническую возможность вести процесс при минимальном времени пребывания агломерата в печи и при максимальной удельной производительности. Принимаем невысокую Ds плавки, около 7%:

Ds = 15,03 = 0,704 кг,

150 - вес шихты, кг; 15,03 - вес серы в шихте, кг.

Найдем содержание кислорода в отходящих газах по сере:

S

O2

m(O), кг

32,07

31,9988

0,703

0,704

x

m(SO2) = 0,704 + 0,703 = 1,41 (кг)

Выход и состав шлаковой основы (без учета флюса)

Шлак рудных плавок представляет из себя сплав оксидов металлов и неметаллов, образующих сложную систему из химических соединений, растворов. В небольших количествах в шлаке присутствуют сульфиды металлов, газы, металлы. Состав шлака оказывает существенное влияние на результаты процесса плавки. Основной функцией ошлакования является отделение пустой породы от продукта плавки (штейна). Для каждого плавильного процесса должен быть подобран оптимальный состав шлака, отвечающий целям максимального удаления пустой породы из печи. В отвальный шлак руднотермической плавки переходят следующие компоненты шихты:

а) растворенные и механические увлеченные медь, никель, кобальт;

б) пустая порода флюсов;

в) пустая порода агломерата;

г) пустая порода каменного угля, за вычетом:

- тяжелых металлов штейна;

- железа, восстановленного до Feмет и переведенного в штейн;

- безвозвратных потерь шихты.

Переход каждого компонента в шлак рассчитывается из уравнения материального баланса:

?Gприх = ?Gрасх,

Gшл = (Gшиxт + Gфлюса + Gугля ) - (Gшт + G6n ) ,

где Gшл - весовой состав шлака; Gшихты - весовой состав шихты; Gфлюса - весовой состав флюса; Gугля - весовой состав угля; Gшт - весовой состав штейна; Gбп - весовой состав безвозвратных потерь.

При определении количества Сu, Ni, Co, и Fe эти уравнения имеют вид:

Мешл = Меагл - (Мешт + Мебп ) .

Для определения количества оксидов пустой породы и прочих элементов предварительного состава эти уравнения аналогичны:

МеОшл = МеОагл - (МеОшт + МеОбп),

где МеОшт имеет малые значения, которыми можно пренебречь.

Таким образом,

m(Niшл) = 5,91 - (5,82 + 0,0236) = 0,0664 (кг);

m(Cuщл) = 3,93 - (3,77 + 0,0157) = 0,1443 (кг);

m(Coшл) = 0,36 - (0,306 + 0,0014) = 0,0526 (кг);

m(Feшл)= 62,36 - 21,17 = 41,19 (кг);

m(прочие шлака) = 12,39 - 0,87 = 11,52 (кг).

Кроме того, отвальные шлаки обычно характеризуются наличием магнетита. В виду отсутствия оборотных конвертерных шлаков и восстановительного характера плавки в рассчитываемом шлаке магнетит практически отсутствует и поэтому им можно пренебречь.

Таблица 14. Выход и состав шлаковой основы (без учета кислорода)

Компоненты

Ni

Cu

Co

Fe

S

SiO?

CaO

MgO

AL?O?

Прочие

 

 

 

 

Загружено:

 

 

 

 

 

Шихта

5,9100

3,9300

0,3600

62,3600

15,0300

20,48

6,61

4,46

4,92

12,39

 

 

 

 

Получено:

 

 

 

 

 

Штейн

5,8200

3,7700

0,3060

21,1700

10,6800

 

 

 

 

0,87

Шлак.основа

0,0664

0,1443

0,0526

41,1900

3,6460

20,48

6,61

4,46

4,92

11,52

Отход.газы

0,0236

0,0157

0,0014

 

0,7040

 

 

 

 

 

Всего, кг

5,9100

3,9300

0,3600

62,3600

15,0300

20,48

6,61

4,46

4,92

12,39

Так как все железо в шлаковой основе содержится в форме вюстита, найдем массу кислорода:

Fe

O

m(O),кг

55,85

16,00

11,80

41,19

х

m(FeO) = 41,19 + 11,80 = 52,99 (кг)

m(шлаковой основы) = 93,09 + 11,80 = 104,89 (кг)

Расчет потребности флюса (песчаника)

Состав шлака при дальнейшем расчете дополняется подфлюсовкой песчаника.

В качестве флюса берется песчаник состава: SiO2 - 80,0%, CaO - 1,0%, MgO - 0,6%, Fe - 1,9%, Fe2O3 - 0,8%, Al2O3 - 9,3%, прочие - остальное.

Рассчитаем массовую долю SiO2 в полученной шлаковой основе:

ШлОсн

SiO2

SiO2, %

104,89

20,48

19,525

100,00

x

Принято по заданию, что плавка ведется на шлак с содержанием 39% кремнезема. Для определения массы необходимого для плвки шихты песчаника составим систему уравнений:

x = y + 104,89

0,39 x = 20,48 + 0,8y

х = 154,71 (кг)

у = 49,82 (кг)

х - масса шлака

у - масса флюса

1.Масса SiO2 в песчанике:

m(SiO2) = 49,82 · 0,8 = 39,856 (кг)

2.Масса CaO в песчанике:

m(CaO) = 49,82 · 0,01 = 0,498 (кг)

3.Масса MgO в песчанике:

m(MgO) = 49,82 · 0,006 = 0,299 (кг)

4.Масса Al2O3 в песчанике:

m(Al2O3) = 49,82 · 0,093 = 4,633 (кг)

5.Масса Feмет в песчанике:

m(Feмет) = 49,82 · 0,019 = 0,947 (кг)

6.Масса Fe2O3 в песчанике:

m(Fe2O3) = 49,82 · 0,008 = 0,399 (кг)

7.Масса кислорода, связанного в Fe2O3:

Fe?О?

O?

m(O),кг

159,69

48,00

0,120

0,399

х

8.Масса железа, связанного в Fe2O3:

Fe?О?

Fe?

m(Fe),кг

159,69

111,69

0,279

0,399

х

9.Масса прочих:

m(прочие) = 49,82 - (39,856 + 0,498 + 0,299 + 4,633 + 0,947 + 0,399) = = 3,188 (кг)

Содержание влаги в песчанике 4%.

Песчаник

%

m(H?O),кг

49,82

96,00

2,076

х

4,00

В процессе плавки все компоненты песчаника полностью переходят в отвальный шлак.

Расчет восстановителя

Для разрушения магнетита агломерата в шахту электроплавки вводится восстановитель (измельченный каменный уголь). Введение восстановителя в штейновую плавку является одним из основных факторов, влияющих на содержание цветных металлов в отвальном шлаке, за счет металлизации штейна:

Все реакции идут через газовую фазу. Доля окисленных тяжелых металлов в шлаке значительно снижается, что является первым «прямым» следствием восстановительной плавки. Доля окисленного железа в шлаке также снижается, шлак становится менее железистым, но более кислым, что является вторым «косвенным» следствием восстановительной плавки:

Восстановленные до свободных металлов Ni, Cu, Co, Fe растворяются в штейне, создавая так называемую металлическую фазу штейна, состоящую в основном из железа.

В качестве восстановителя принимается уголь кайерканского месторождения следующего сплава: 64,5% углерода; 2,2% азота; 5,3% кислорода; 4,0% водорода; 24% золы.

Исходя из того, что содержание угля в шихте составляет 5% от массы шихты:

m(угля) = 150 0,05 = 7,5 (кг)

1.Масса углерода:

m(C) = 7,5 0,645 = 4,8375 (кг)

2.Масса азота:

m(N) = 7,5 0,022 = 0,165 (кг)

3.Масса кислорода:

m(O) = 7,5 0,053 = 0,3975 (кг)

4.Масса водорода:

m(H) = 7,5 0,04 = 0,3 (кг)

5.Масса золы:

m(золы) = 7,5 0,24 = 1,8 (кг)

6.Масса кислорода, связанного в СО2:

С

O?

m(O),кг

12,00

32,00

12,90

4,84

х

m(CO2) = 4,8375 + 12,9 = 17,74 (кг)

Выходы технологических газов

Отходящие газы плавки агломерата составляются из следующих возможных компонентов:

1. Технологические газы: SO2 от десульфуризации плавки; СО, СО2, N2 от окисления углерода; влага шихты, песчаника, угля; летучие каменного угля.

2. Дымовые газы: СО и N2, CO2 от сгорания электродной массы.

Технологические газы

1.Вгазовую фазу перехдит 0,704 кг S и образуется SO2:

S

SO2

m(SO2), кг

32,07

64,0648

1,407

0,704

x

Этому количеству O2 соответствует 0,703 = 2,35 N2.

2.В газовую фазу переходит 4,8375 кг углерода и образуется СО2:

С

O?

m(O),кг

12,00

32,00

12,90

4,84

х

m(CO2) = 4,8375 + 12,9 = 17,74 (кг)

Этому количеству кислорода соответствует:

O?

N?

m(N),кг

23,00

77,00

43,19

12,9

х

m(воздух) = 12,9 + 43,19 = 56,09 (кг)

3.Количество влаги шихты, песчаника, угля равно 4,31 кг.

4. Количество летучих каменного угля определено при расчете восстановителя и равно 0,8625 кг.

Состав и количество технологических газов: 1,407 кг SO2; 17,74 кг СО2; 45,54 кг N2; 4,31 кг Н2О; 2,663 кг прочих; всего У 71,66 кг.

При расчете электродной массы принимаем, что она состоит из углерода и не содержит примесей. Расход электродной массы принимается равным 0,2 кг на 100 кг сухого агломерата.

Окисление электродной массы идет по уравнению C + O2 = CO2:

С

O?

m(О),кг

12,00

32,00

0,53

0,30

х

m(CO2) = 0,2 кг С + 0,53 кг О2 = 0,73 (кг)

Определяем количество азота, сопутствующего этому весу СО2:

O?

N?

m(N),кг

23,00

77,00

1,77

0,53

х

m(воздух) = 0,53 + 1,77 = 2,3 (кг)

Всего образуется газов:

0,73 (кг) СО2 + 1,77 (кг) N2 = 2,5 (кг)

Подсосный воздух

При руднотермической плавке металлосодержащих шихт расход воздуха невелик, что является одним из достоинств руднотермических процессов, а также одним из важнейших факторов, обеспечивающих высокий тепловой коэффициент полезного действия по сравнению с шахтной и отражательной печью.

Общее количество отходящих газов РТП в большой мере зависит от подсосов воздуха. Подсосы растут с увеличением разряжения в подсводовом пространстве печи и с уменьшением степени герметизации свода печи и ее газоходной системы. Подсосы отрицательно влияют на газопылеулавливающую систему печи.

Введение большого количества дополнительного холодного воздуха, не нужного для технологического процесса, увеличивает общий объем отходящих газов, снижает скорость отходящих пылесодержащих газов, загрязняя газоходы отложениями пыли; снижает заданную величину разряжения в печи; снижает величину естественной тяги дымовой трубы.

Следовательно, при проектировании следует рассмотреть меры, обеспечивающие герметизацию сводовой части печи.

Определяем статью подсосанного воздуха в общем потоке отходящих газов:

· Расход воздуха - (56,09 кг + 2,3 кг) = 58,39 кг;

Таблица 16. Состав и количество отходящих газов

Компоненты

масса

объем

кг

%

нм3

%

СО2

С

от угля

4,84

5,04

18,47

24,91

9,4

17,09

от эл. массы

0,2

О2

от угля

12,9

13,43

от эл. массы

0,53

SO2

S

0,704

1,407

1,9

0,49

0,89

O2

0,703

Н2О

4,36

5,81

5,43

13,53

N2

от окисления

2,35

47,31

63,79

37,85

68,82

от угля

43,19

от эл. массы

1,77

прочие

зола

1,8

2,663

3,59

1,9

3,45

летучие

0,863

всего

74,16

100,00

55,0

100,00

При переводе весовых единиц воздуха в объемные пользуются следствием закона Авогадро: 1 кг·моль любого газа занимает объем 22,4 нм3. Пересчет отходящих газов с весового количества на объемные осуществляется по соотношениям.

СО2:

х = 9,4 нм3;

SO2:

х = 0,49 нм3;

Н2О:

х = 5,43 нм3;

N2:

х = 37,85 нм3

Прочие: условно принимаем удельный вес прочих 1,4 кг/нм3, тогда объем прочих составит = 1,9 нм3.

Материальный баланс

Составление производственных планов, проектные расчеты, проверка показателей технических отчетов и другие аналогичные расчеты должны базироваться на согласованных металлургических балансах по переделам, составленным на основе металлургических расчетов. Независимо от методов составления балансов, движения материалов (на 100 кг агломерата), для составления материального баланса на годовую производительность отделения в количестве 1 млн. т/год производят окончательные расчеты по одинаковому методу:

1. Вычисляется переводной коэффициент для пересчета со 100 кг агломерата на заданное количество. Для данного проекта этот коэффициент равен 1 млн. т/год: 100т = 10000;

2. По вычисленному переводному коэффициенту умножаем все цифры баланса движения материалов на этот коэффициент и получаем искомый материальный баланс плавки агломерата на годовую производительность отделения 1 млн. т/год.

4. Расчет теплового баланса переработки агломерата

Расчет теплового баланса основывается на законе сохранения энергии. Применительно к тепловому балансу ЗСЭ может быть сформулирован следующим образом:

Qпр = Qрасх

Расчет теплового баланса производится на основе данных материального баланса.

Приход теплоты

Тепло твердой шихты

Теплоемкость шихты:

С = 0,84 Дж/г•К

Тепло конвертерного шлака

Принимаем, что конвертерный шлак имеет температуру 1200оС. Тогда энтальпия равна 350 ккал/кг. Тогда

qк.шл = 35 · 350 = 12250 ккал = 51291 кДж

Расчет прихода тепла с образованием СО2

С + О2 = СО2 + 94050 ккал/моль.

ккал = 165390 кДж

Электроэнергия

На 116,67 кг шихты расход электроэнергии составит 58,34 кВт·ч.

Количество выделившегося при этом тепла составит

qэл = 58,34·860 = 50168 ккал = 210054 кДж

Экзотермические реакции

В процессе электроплавки протекают следующие экзотермические реакции:

2FeO + SiO2 = 2FeO·SiO2

CaO + SiO2 = CaO·SiO2

Будем считать, что все FeO связано с SiO2. Количество FeO в отвальном шлаке без учета поступления с конвертерным шлаком равно

54,34 - 41,02 = 13,32 кг

При образовании 1 кмоля 2FeO·SiO2 выделяется 10900 ккал.

Из 13,32 кг образуется:

10900·13,32:(2·72) = 1008 ккал = 4222 кДж

При образовании 1 кмоля CaSiO3 выделяется 19700 ккал. Из 7,11 кг образуется:

19700·7,11:56 = 2501 ккал = 10473 кДж

qэкз = 4222 + 10473 = 14695 кДж

Расход теплоты

Физическая теплота отвальных шлаков

Принимаем, что температура отвальных шлаков составляет 1500оС. Энтальпия при данной температуре 500 ккал/кг.

Физическая теплота шлака при его массе, равной 154,71 кг, и температуре 1500 оС

qотв.шл = 154,71·500 = 77355 ккал = 323885 кДж

Физическая теплота штейна

Температуру штейна можно принять равной 1200оС. Энтальпия штейна при этой температуре равна 270 ккал/кг. Тогда количество тепла:

qшт = 43,6·270 = 11772 ккал = 49289 кДж

Тепло отходящих газов

По данным расчета п.3.11:

Температуру отходящих газов можно принять равной 400оС. Теперь, пользуясь данными таблицы 16, определяем тепло, уносимое газами:

qотх.газов = 400·(0,49·0,482+9,4·0,461+37,85·0,314+5,43·0,374) =

= 7392 ккал = 30950 кДж

Эндотермические реакции

В процессе плавления шихты протекает эндотермическая реакция

3Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5Fe2SiO4 + SO2

При протекании этой реакции окисляется 0,704 кг серы. На окисление каждого килограмма серы расходуется тепла 148 ккал, а всего

qэнд = 148·0,704 = 104 ккал = 436 кДж

Потери во внешнюю среду

Потери тепла в окружающую среду определяются по разности:

qвн.ср = 444404 - (323885 + 49289 + 30950 + 436) = 39844 кДж

Данные о тепловом расчете сводим в таблицу 20.

Таблица 20. Тепловой баланс процесса электроплавки

Приход теплоты

Расход теплоты

Статьи

кДж

%

Статьи

кДж

%

Электроэнергия

210054

47,27

Отвальные шлаки

323885

72,88

Шихта

2974

0,67

Штейн

49289

11,09

Конвертерный шлак

51291

11,54

Отходящие газы

30950

6,96

Горение кокса и электродов

165390

37,21

Эндотермические реакции

436

0,1

Экзотермические реакции

14695

3,31

Потери в окружающую среду

39844

8,97

Итого

444404

100

Итого

444404

100

5. Техника безопасности и охрана труда

Электротермическое отделение плавильного цеха никелевого завода по совокупности факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье человека, относится к производству с вредными условиями труда. По характеру производства рабочим отделениям приходится иметь дело с проводниками электрического тока, грузоподъемным автотранспортом.

Кроме того, в процессе производства образуется ряд вредных и опасных производственных факторов - пылеобразование, тепловое воздействие, загазованность оксидом серы (IV).

Источниками пылеобразования являются узлы пересыпок транспортных трактов, приемные шихтовые бункера.

Просыпавшийся материал пробирается и вновь направляется в переработку.

Во избежание пыления категорически запрещается производить уборку отметок сжатым воздухом.

Шихта и ее компоненты в перерабатываемом состоянии пожаровзрывоопасны.

Борьбу с производственной пылью осуществляют путем внедрения ряда санитарно-гигиенических мероприятий:

- вентиляция и аспирация воздуха;

- герметизация оборудования, в процессе работы которого происходит выделение вредных веществ.

Работающие в электротермическом отделении должны обеспечиваться одеждой и средствами индивидуальной защиты по действующим «типовым отраслевым нормам выдачи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений рабочим и служащим предприятий цветной металлургии».

В местах, где запыленность воздуха превышает ПТК, равную 4 мг / м3, трудящиеся должны быть обеспечены противопылевыми респираторами («Лепесток» - ШБ-1 или РЧ-60 М).

Необходимо отметить, что мелкодисперсные пыли соединений никеля токсичны и оказывают на организм человека преимущественно неблагоприятное воздействие. Соединения меди и никеля могут раздражать кожные покровы и слизистую оболочку глаз и носа. Попадая в организм человека через дыхательные пути и поврежденную кожу, способны задерживаться в крови и легочной ткани.

Тепловыделения в атмосферу образуются от поверхности расплавов, огнеупорной кладки и свода печи, газоходного тракта печи.

Работникам электротермического отделения необходимо помнить, что при соприкосновении с водой расплавов металлов может произойти взрыв.

Оксид серы (IV) образуется при окислении сульфидов железа и цветных металлов при плавлении шихты.

Оксид серы (IV) - бесцветный газ с острым запахом. Уже очень малой концентрации его действует раздражающе на слизистые оболочки. Более высокие концентрации вызывают воспаление слизистых оболочек носа, трахеи, бронхов, выражающиеся в приступах сухого кашля, хрипоте, щекотании в носу, воспаляются глаза.

ПДК оксиды серы (IV) в воздухе рабочей зоны 10мг /м3 по ГОСТ 12.1.005 - 76, что соответствует третьему классу опасности, согласно ГОСТ 12.1.005 - 76.

Защитные средства - противогазы марки «БКФ».

С целью уменьшения влияния факторов на организм человека помещения должны быть оборудованы местной приточно-вытяжной и общеобменной вентиляцией согласно ГОСТ 12.4.021 - 79, обеспечивающей состояние воздуха рабочей зоны в соответствии с ГОСТ 12.1.005 - 76.

Персонал, занятый ведением технологического процесса электроплавки в руднотермических печах, а также эксплуатацией и ремонта основного и вспомогательного оборудования. Эти требования нормативных документов должен соблюдать и выполнять весь персонал.

Список литературы

1.Рогова, Л.И. Металлургические расчеты: Учеб.пособие/Норильский индустр. ин-т. - Норильск, 2006.- 143 с.

2.Краткий справочник физико-химических величин/под ред. А.А. Равделя, А.М. Пономаревой. - 8-е изд. - Ленинград: Химия, 1983. - 232 с.

3.Технологические расчеты в металлургии тяжелых цветных металлов/под ред. Н.В. Гудимы. - М.: «Металлургия», 1977. - 256 с.

4.Ванюков, А.В. Комплексная переработка медного и никелевого сырья.[текст]/Ванюков А.В. - Челябинск: «Металлургия», 1988. - 432 с.

5.Кобахидзе, В.В. Тепловая работа и конструкции печей цветной металлургии.[текст]/Кобахидзе В.В. - М.: «МИСИС», 1994. - 356 с.

6.Резник, И.Д. Никель: Т 3.[текст]/Резник И.Д., Ермаков Г.П., Шнеерсон Я.М. - М.: ООО «Наука и технологии», 2003. 608 с.

7.Герасимов, Я.И. Крестовников Химическая термодинамика цветной металлургии: Т 7.[текст]/Герасимов Я.И., А.Н., Кузнецов Ф.А., Лаврентьев В.И., Ломов А.Л. - М.: «Металлургия», 1975. - 296 с.

8.Говорова, Л.К. Выбор и обоснование технологического процесса и расчет материальных и тепловых балансов руднотермической плавки медно-никелевого агломерата: [текст] Говорова, Л.К. Томилина, Т.Н. Фомичев, В.Б. Учебное пособие/Норильский индустр. Ин-т. - Норильск, 2003. - 98 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Современное состояние переработки медно-никелевых руд и концентратов. Оценка энергетических показателей электроплавки медно-никелевого сырья при переходе на новый вид исходных материалов. Определение корреляционных взаимосвязей и теплоты реакций.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 01.03.2012

  • Расчет шихты для получения медного штейна методом автогенной плавки "оутокумпу". Проведение расчета шихты для плавки окисленных никелевых руд в шахтной печи. Материальный баланс плавки агломерата на воздухе, обогащенном кислородом, без учета пыли.

    контрольная работа [36,4 K], добавлен 15.10.2013

  • Автоматизированная система управления технологическим процессом плавления медно-никелевого концентрата в печи Ванюкова. Разработка трехуровневой супервизорной системы на базе персонального компьютера, микроконтроллера и средств локальной автоматики.

    курсовая работа [225,2 K], добавлен 06.03.2012

  • Объем воздуха, необходимый для горения топлива. Выход газообразных продуктов горения. Материальный баланс печи. Выход углекислого газа из сырья. Тепловой эффект клинкерообразования. Тепловой баланс теплового агрегата. Аэродинамический расчет печи.

    курсовая работа [114,1 K], добавлен 08.02.2013

  • Рассмотрение применения вращающейся печи в огнеупорной промышленности для обжига глины на шамот. Характеристика физико-химических процессов, происходящих в печи. Подбор сырья и технологических параметров. Расчет процесса горения газа и тепловой расчёт.

    курсовая работа [939,1 K], добавлен 25.06.2014

  • Краткое описание шахтной печи. Расчет температуры и продуктов горения топлива. Тепловой баланс и КПД печи. Расчет температур на границах технологических зон и построение кривой обжига. Аэродинамический расчет печи, подбор вспомогательных устройств.

    курсовая работа [188,0 K], добавлен 12.03.2014

  • Основные технические параметры карусельной печи. Характеристика горелок и распределение тепловой мощности по зонам печи. Техническая характеристика рекуператора. Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи. Составление теплового баланса печи.

    курсовая работа [266,2 K], добавлен 28.09.2015

  • Проект фабрики по переработке сульфидных медно-цинковых вкрапленных руд Гайского месторождения производительностью 1,5 млн. тонн в год флотационным методом. Технология переработки вкрапленной медно-цинковой руды. Схема обезвоживания пиритного концентрата.

    дипломная работа [462,3 K], добавлен 29.06.2012

  • Определение химического состава компонентов шихты. Решение уравнений материального баланса и основности. Выбор технологического оборудования и представление схемы производства агломерата. Установка грохота ГСТ-81 для горячего и холодного агломерата.

    курсовая работа [190,1 K], добавлен 22.11.2010

  • Физико-химическое содержание процессов, протекающих в шахте печи. Оптимизация процессов ПВП в отстойной зоне. Методы первичной обработки технологических газов в аптейке. Устройство печи для плавки во взвешенном состоянии на подогретом воздушном дутье.

    курсовая работа [341,7 K], добавлен 12.07.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.