Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Исследование термодинамических возможностей получения меди с применением программного комплекса "Астра-4"

Исследование термодинамических возможностей получения меди с применением программного комплекса "Астра-4"

Свойства меди, области ее применения. Сырье для получения меди, способы ее производства. Расчет материального баланса плавки. Полный термодинамический анализ с использованием программного комплекса "Астра-4". Обработка результатов расчетов программы.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 15.07.2017
Размер файла 2,2 M

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.

Страница:

Cu 42,4325,0

Fe 30,5718,01

S2 54,73О221,18

Для определения кислорода, связанного с магнетитом конвертерного шлака, примем, что все железо штейна переходит в конвертерный шлак состава, %: 2,3 Cu, 1,4 S, 25 SiO2,35 Fe, 11 O2,6 Al2O3, 19,3 прочие. Количество конвертерного шлака составит:

18,01/0,35 = 51,46 кг

Определим количество магнетита в конвертерном шлаке по отношению кислорода к железу

В FeO:

О2: Fe = 16/55,85 = 0,286

В Fe3О4:

О2: Fe = 64/167,55 = 0,382

Из полученных соотношений составляем уравнение:

11 = 0,286х + (35 - х).0,382,

где х - количество железа, связанного в виде FeО

35 - х - количество железа, связанного в виде Fe3О4

Отсюда х = 24,69 кг

С этим железом связано кислорода:

24,69.16/56,85 = 7,07 кг

В Fe3О4 количество железа равно:

35 - 24,69 = 10,31 кг

Количество кислорода:

10,31.64/167,55 = 3,94 кг

Итого в конверторном шлаке содержится магнетита:

10,31 + 3,94 = 14,25 кг или 14,25%

С конвертерным шлаком поступит магнетита:

18,01.0,1425/0,35 = 7,33 кг

Практически он весь переходит в штейн.

По данным практики примем, что извлечение меди из конвертерного шлака в отражательной печи составляет 85%. В штейн из конвертерного шлака перейдет меди

51,46.0,23.0,85 = 1,01 кг

На основании расчетов состав штейна при плавке огарка с заливкой конвертерных шлаков будет следующим

Cu 43,426,01

Fe 30,0518,01

S 24,5814,73

О 21,971,18

2.3.2 Расчет количество флюсов для ведения плавки на заданном составе шлаков

Требуется подсчитать количество известняка, необходимое для плавки огарка, состав которого,%: 5 SiO2,50 CaO, 40 CO2,5 прочие.

Плавка ведется на отвальный шлак с содержанием 8% СаО. Конвертерный шлак в жидком виде заливают в печь.

Для расчета плавки примем, что все железо штейна переходит в конвертерный шлак, выход которого на 100 кг концентрата равен 51,46 кг. Для расчета состава шлака составляем предварительный баланс плавки (таблица 2.3.2.1).

Таблица 2.3.2.1 - Предварительный баланс плавки

Статьи баланса

Всего, кг

В том числе

Cu

Fe

S

SiO2

СаО

Al2О3

MgO

О2

Прочие

Загружено огарка конвертерного шлака

100 51,46

26,88 1,18

29,81 18,01

17,33 0,78

2,34 12,87

0,58

6,08 3,09

0,58

4,95 5,66

12,05 9,93

Итого

151,46

28,06

47,82

18,05

15,21

0,58

9,17

0,58

10,01

21,98

Получено штейна шлака газов

59,93 88,44 3,09

26,01 2,05

18,01 29,81

14,73 0,52 2,8

15,21

0,58

9,17

0,58

1,18 8,54 0,29

21,98

Итого

151,46

28,06

47,82

18,05

15,21

0,58

9,17

0,58

10,01

21,98

Из баланса выводим предварительный расчетный состав шлака, переводя все железо в FeО

Fe O38,9543,36

MgO 0,580,66

SiO2 15,2117,2Cu2,052,32

CaO 0,580,66S0,520,59

Al2O3 9,1710,37 прочие 21,9824,84

Для уменьшения плотности шлака и снижения содержания меди по условиям расчета в шихту вводим известняк с получением шлаков, содержащих 8% СаО. На практике обычно сумма FeO + CaO + SiO2 + Al2O3 + MgO в заводских шлаках составляет 93-96%. Для нашего случая примем, что эта сумма равна 95%. Тогда FeO + SiO2 + Al2O3 + MgO = 87%. Тогда по отношению

=

Составляем уравнение

=

Из которого находим, что х = 10,58 кг

В 10,58 кг известняка содержится 0,53 кг SiО2,5,29 кг СаО, 4,23 кг СО2,0,53 кг прочих. На основании расчетов получаем состав отвального шлака

FeO 38,3541,3 MgO 0,580,62

SiO2 15,7416,95 Cu 0,50,54

CaO 5,876,32 S 0,130,14

Al2O3 9,179,88 прочие 22,5124,25

С учетом полученных данных составляем материальный баланс плавки огарка с заливкой конвертерного шлака и добавкой известняка (таблица 2.3.2.2.).

Таблица 2.3.2.2 - Материальный баланс плавки

Статьи баланса

Всего, кг

В том числе

Cu

Fe

S

SiO2

СаО

Al2О3

MgO

О2

Прочие

Загружено огарка конвертерного шлака известняка

100 51,46 10,58

26,88 1,18

29,81 18,01

17,33 0,72

2,34 12,87 0,53

0,58 5,29

6,08 3,09

0,58

4,95 5,66

12,05 9,93 0,53

Итого

162,04

28,06

47,82

18,05

15,74

5,87

9,17

0,58

10,01

22,51

Получено штейна шлака газов

61,87 92,85 7,32

27,56 0,5

18,01 29,81

15,12 0,13 2,8

15,74

5,87

9,17

0,58

1,18 8,54 0,29

22,51

Итого

162,04

28,06

47,82

18,05

15,21

5,87

9,17

0,58

10,01

22,51

3. Полный термодинамический анализ с использованием программного комплекса "Астра-4"

3.1 Результаты расчета программы "АСТРА-4"

Таблица 3.1.1 - Результаты исследование газовых фаз

T

S

%

SO2

%

SO3

%

Cu

%

1273

1.46E-07

0.015

0.99175

11.267

1.58E-06

0.874

2.3859E-09

1.75E-05

1373

6.4E-07

0.066

0.99131

11.262

2.84E-06

1.574

8.0391E-08

0.000261

1473

9.65E-07

0.997

0.99051

11.253

4.75E-06

2.635

8.0823E-07

0.00262

1573

6.76E-06

0.698

0.9892

11.238

7.53E-06

4.176

6.0127E-06

0.0195

1673

1.73E-05

1.772

0.98721

11.215

1.15E-05

6.355

0.000035448

0.115

1773

3.77E-05

3.896

0.98435

11.183

1.7E-05

9.411

0.0001735

0.562

1873

0

0

0

0

0

0

0

0

1973

8.15E-05

8.414

0.97844

11.115

4.39E-05

24.384

0.0033575

10.883

2073

0.000229

23.666

0.96037

10.910

4.54E-05

25.198

0.0083292

26.999

2173

0.000586

60.476

0.92935

10.558

4.58E-05

25.392

0.018948

61.419

2273

0

0

0

0

0

0

0

0

Сумма

0.000968

100

8.80249

100

0.00018

100

0.030850555

100

T

CuS

%

O2

%

Cu2S

%

Fe

%

1273

0

0

0

0

0

0

0

0

1373

1.76E-08

0.002

0

0

0

0

0

0

1473

1.21E-07

0.017

1.25E-08

0.0036

0

0

0

0

1573

6.33E-07

0.087

8.5281E-08

0.0242

2.47E-08

0.018

5.795E-09

0.015

1673

2.66E-06

0.366

4.7223E-07

0.134

1.52E-07

0.108

5.881E-08

0.157

1773

9.25E-06

1.276

0.00000224

0.635

7.53E-07

0.537

4.443E-07

1.185

1873

0

0

0

0

0

0

0

0

1973

5.69E-05

7.841

0.000055268

15.682

1.1E-05

7.829

6.747E-06

17.994

2073

0.000175

24.069

0.00010595

30.062

3.4E-05

24.272

3.024E-05

80.648

2173

0.000481

66.340

0.00018841

53.460

9.43E-05

67.236

0

0

2273

0

0

0

0

0

0

0

0

Сумма

0.000725

100

0.000352438

100

0.00014

100

3.749E-05

100

T

FeS

%

Cu2

%

CuO

%

1273

0

0

0

0

0

0

1373

0

0

0

0

0

0

1473

0

0

0

0

0

0

1573

2.25E-08

0.094

0

0

0

0

1673

1.166E-07

0.488

1.904E-08

0.007

0

0

1773

4.653E-07

1.947

2.017E-07

0.073

2.1774E-08

0.093

1873

0

0

0

0

0

0

1973

0

0

1.888E-05

6.824

1.7672E-06

7.535

2073

0

0

6.416E-05

23.186

5.6431E-06

24.060

2173

2.329E-05

97.470

0.0001935

69.91

0.000016022

68.312

2273

0

0

0

0

0

0

Сумма

2.389E-05

100

0.0002767

100

2.34541E-05

100

T

FeO

%

FeO2

%

1273

0

0

0

0

1373

0

0

0

0

1473

0

0

0

0

1573

0

0

0

0

1673

0

0

0

0

1773

3.0528E-08

0.18738321

0

0

1873

0

0

0

0

1973

8.4312E-07

5.17513529

2.532E-08

23.0452076

2073

3.4051E-06

20.9007652

8.4551E-08

76.9547924

2173

0.000012013

73.7367163

0

0

2273

0

0

0

0

Сумма

1.62917E-05

100

1.09871E-07

100

Таблица 3.1.2 - Результаты исследование конденсированных фаз

T

k*Cu2S

%

k*Fe3O4

%

k*CaFe2O4

%

k*FeSiO3

%

1273

32716

11.18263

93343

14.42859

20133

11.111

17584

11.111

1373

32716

11.18263

93343

14.42859

20133

11.111

17584

11.111

1473

32716

11.18263

93343

14.42859

20133

11.111

17584

11.111

1573

32716

11.18263

93343

14.42859

20133

11.111

17584

11.111

1673

32715

11.18228

93342

14.42843

20133

11.111

17584

11.111

1773

32712

11.18126

93341

14.42828

20133

11.111

17584

11.111

1873

0

0

0

0

0

0

0

0

1973

32537

11.12144

86876

13.42894

20133

11.111

17584

11.111

2073

32175

10.99771

0

0

20133

11.111

17584

11.111

2173

31558

10.78681

0

0

20133

11.111

17584

11.111

2273

0

0

0

0

0

0

0

0

сумма

292561

100

646931

100

181197

100

158256

100

T

K*FeAl2O4

%

K*Cu

%

K*FeS

%

K*FeO

%

1273

12034

11.111

0

0

0

0

0

0

1373

12034

11.111

0

0

0

0

0

0

1473

12034

11.111

0

0

0

0

0

0

1573

12034

11.111

0

0

0

0

0

0

1673

12034

11.111

0

0

0

0

0

0

1773

12034

11.111

0

0

0

0

0

0

1873

0

0

0

0

0

0

0

0

1973

12034

11.111

84653

74.85255

13498

36.69331

0

0

2073

12034

11.111

28440

25.14745

0

0

86817

50.06488

2173

12034

11.111

0

0

23288

63.30669

86592

49.93512

2273

12034

11.111

0

0

0

0

0

0

сумма

108306

100

113093

100

36786

100

173409

100

3.2 Обработка результатов расчета программы "АСТРА-4"

Рисунок 3.2.1 - Зависимость содержания газовых фаз Ar, S от температуры

Рисунок 3.2.2 - Зависимость содержания газовых фаз SO2 от температуры

Рисунок 3.2.3 - Зависимость содержания газовых фаз SO2,O2 от температуры

Рисунок 3.2.4 - Зависимость содержания газовых фаз Cu от температуры

Рисунок 3.2.5 - Зависимость содержания газовых фаз Cu2S,Fe от температуры

Рисунок 3.2.6 - Зависимость содержания газовых фаз CuS, FeS от температуры

Рисунок 3.2.7 - Зависимости содержания конденсированных фаз Cu2S, Cu температуры

Рисунок 3.2.8 - Зависимости содержания конденсированных фаз FeSiO3, FeS от температуры

Рисунок 3.2.9 - Зависимости содержания конденсированных фаз CaFe2O4, FeO от температуры

Рисунок 3.2.10 - Зависимости содержания конденсированных фаз Fe3O4, FeAl2O4 от температуры

Заключение

Проведен анализ производство меди, минералы, оксиды и методы получения меди, а также расчет шихты для выплавки меди. В результате исследований термодинамических расчетов с использованием программного комплекса "АСТРА-4" были установлены основные существующие конденсированные и газовые фазы, характеризующие составы выплавляемых сплавов.

Список использованных литератур

1. Ванюков А.В., Уткин Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья.М., Металлургия, 1988.

2. Общая металлургия. Учебник для вузов / Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. - 6-изд., перераб. и доп. - М.: ИКЦ "Академкнига", 2002. - 768 с.

3. Общая металлургия. Севрюков Н.Н., Кузьмин Б.А., Челищев Е. В.3-е изд. - М.: Металлургия, 1976. - 568 с.

4. Расчеты по металлургии тяжелых цветных металлов. /Ф.М. Лоскутов, А.А. Цейдлер.М., Металлургиздат, 1983.

5. Технология металлургического производства цветных металлов. Матвеев, Стрижко, М.: Металлургия, 1987. - 462 с.

6. Технологические расчеты в металлургии тяжелых цветных металлов. Под ред. Гудимы Н.В.М., Металлургия, 1997.

7. Уткин Н.И. Металлургия цветных металлов., М.: Металлургия, 2004. - 576 с.

8. Уткин Н.И. Металлургия цветных металлов., М.: Металлургия, 2002. - 578 с.

Размещено на Allbest.ru

Страница:


Подобные документы

  • Технология производства черной меди на ОАО "Среднеуральский медеплавильный завод"

    Общие сведения о меди, ее свойства и области применения. Основные минералы меди. Организация медеплавильного цеха ОАО "СУМЗ". Процесс плавки в жидкой ванне. Конструкция печи Ванюкова. Устройство конвертера и особенности конвертирование медных штейнов.

    курсовая работа [1003,0 K], добавлен 19.01.2011

  • Электролитическое рафинирование меди

    Расчет показателей электролитического рафинирования анодной меди с использованием безосновной технологии. Составление материального, электрического и теплового баланса. Описание характеристик оборудования. Вычисление себестоимости изготовления катода.

    дипломная работа [875,4 K], добавлен 02.09.2015

  • Медь и ее сплавы

    Тенденции и динамика производства меди. Технологический процесс производства меди, ее классификация, маркировка, свойства и область применения. Классификация и марки медных сплавов. Конъюнктура международного и отечественного рынка меди и сплавов.

    реферат [53,4 K], добавлен 15.12.2012

  • Проект отражательной печи по рафинированию черновой меди

    Теоретические основы огневого рафинирования меди. Принцип действия и конструкция печи, преимущества и недостатки использования, автоматизация и контроль. Расчет материального и теплового баланса, печи, освещения, вентиляции, экономических показателей.

    курсовая работа [336,1 K], добавлен 26.05.2015

  • Огневое рафинирование черновой меди

    Теоретические процессы огневого рафинирования меди. Расчеты сырья, технико-экономические показатели. Выбор состава черновой меди. Физико-химические принципы и реакции процесса плавки. Термодинамические закономерности процесса окислительного рафинирования.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 08.05.2012

  • Плавка медного концентрата во взвешенном состоянии

    Характеристика медных руд и концентратов. Минералы меди, содержание в минерале, физико-химические свойства. Принципиальная технологическая схема пирометаллургии меди. Процесс электролитического рафинирования. Характеристика автогенных процессов плавки.

    курсовая работа [226,8 K], добавлен 04.08.2012

  • Особенности выплавки и переработки медных сплавов

    Особенности медных сплавов, их получение сплавлением меди с легирующими элементами и промежуточными сплавами - лигатурами. Обработка медных сплавов давлением, свойства литейных сплавов и область их применения. Влияние примесей и добавок на свойства меди.

    курсовая работа [994,4 K], добавлен 29.09.2011

  • Производство меди

    История развития металлургии меди. Технологический процесс получения отливки методом литья в разовые литейные формы. Чертеж модельно литейных указаний. Выбор оборудования для формообразования поковки. Технологические методы обработки поверхностей.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.01.2010

  • Состояние здоровья рабочих, занятых в огневом и электролитическом рафинировании меди

    Огневое и электролитическое рафинирование вторичной меди. Отличительные особенности основного способа ее очистки от примесей. Анализ результатов периодических медицинских осмотров рабочих, занятых в огневом и электролитическом рафинировании меди.

    контрольная работа [32,6 K], добавлен 14.10.2011

  • Анализ свариваемости сплавов на основе меди (М1)

    Характеристика меди и ее сплавов. Пористость. Особенности технологии сварки. Подготовка под сварку. Газовая сварка. Ручная сварка. Автоматическая сварка под флюсом. Дуговая сварка в защитных газах. Свариваемость меди.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 25.05.2007

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.

© 2000 — 2025, ООО «Олбест» Все наилучшее для вас