Пирометаллургическая переработка медь- и никельсодержащих шихт - Курсовая работа

Переработка медного и никельсодержащего сырья имеет большое значение в цветной металлургии. В промышленности данный процесс представляет собой комбинированные технологические схемы, включающие в себя обе разновидности металлургических методов. Технологические схемы действующих предприятий по производству меди имеют свои особенности, связанные с видом перерабатываемого сырья, применяемым металлургическим оборудованием, источниками энергии и с рядом других местных условий. Наиболее распространенная до настоящего времени технология переработки сульфидных медных руд предусматривает обязательное использование следующих металлургических процессов: плавка на штейн, конвертирование медного штейна, огневое и электролитическое рафинирование меди.Расчеты в металлургии цветных металлов имеют целью дать ответ на ряд вопросов, возникающих при практическом осуществлении процессов. Приступая к выполнению любого металлургического расчета, нужно прежде всего установить, какие материалы перерабатываются, какие процессы должны протекать и какие полупродукты и продукты будут получены в результате операций, подлежащих расчету. Все переделы технологической схемы связаны между собой основным потоком материалов от сырья до готовой продукции и встречными потоками возвратов и оборотов. Небольшие ошибки при расчете с переходом на многотоннажное производство многократно возрастают, и расчет теряет значение. Это значит, начиная расчет со 100 кг сырья (или 100 т), можно сразу выявить количество всех полупродуктов и конечных продуктов, получаемых из 100 единиц сырья на всех переделах.Руды и концентраты цветных металлов состоят из минералов, содержащих цветные металлы (свинец, цинк, медь, никель, олово и др.), и минералов пустой породы. Окисленные минералы пустой породы, состоящие из , , и.т.д в различных, иногда весьма сложных сочетаниях, обычно в условиях плавки в металлургических печах ведут себя так, как если бы они были загружены в виде смеси свободных компонентов. Чтобы правильно произвести металлургический расчет, нельзя ограничиваться знанием химического состава сырья и продуктов. Химический состав сырья выражает количественное содержание элементов в сырье или продуктах. Минеральный состав показывает в виде каких минералов присутствуют в сырье или продуктах все содержащиеся элементы.Обжигом называют пирометаллургический процесс, проводимый в интервале температур 600 - 1200 ?Сс целью изменения химического и фазового состава перерабатываемого сырья. Все виды обжиговых процессов относятся к категории подготовительных операций перед плавкой или гидрометаллургической переработкой исходного сырья. При производстве меди и никеля используют в основном только окислительный обжиг во всех разновидностях. Обжиговые процессы являются типичными автогенными процессами, т.к. необходимая для процесса обжига теплота получается за счет экзотермических реакций окисления сульфидов [1].Плавку на штейн медных руд и концентратов - основной технологический процесс - можно проводить практически любым видом рудных плавок: отражательная, шахтная, руднотермическая (электрическая) плавка, автогенные плавки (взвешенная плавка, процессы "Норанда", "Мицубиси"), во вращающихся конвертерах, плавка в жидкой ванне и т.д. Наиболее распространен вариант отражательной плавки, предназначенный для обожженных и необожженных флотационных концентратов. В печи перерабатывают конвертерные шлаки, оборотные пыли, цементационную медь. Плавка сульфидных концентратов осуществляется также в аппаратах конвертерного типа (процессы "Норанда", TBRC, Кэнон-Шуман) и стационарных печах (процесс "Мицубиси"). Плавка Ванюкова (плавка в жидкой ванне) позволяет перерабатывать флотационные концентраты и руды.Для оценки возможности осуществления окислительного обжига в автогенном режиме необходимо рассчитать тепловой баланс процесса. В случае, если тепловой баланс окажется отрицательным (<0), необходимо провести мероприятия по его улучшению (уменьшение потерь на нагрев агрегата и в окружающую среду, нагрев шихтовых материалов, введение топлива и т.д.). Поэтому в приходе тепла пока не обсчитывается статья: горение топлива. В приходе тепла учитываются статьи: 1. Часто на их долю приходится больший процент от прихода тепла (15-20 %).По минералогическому составу ориентировочно две трети меди находится в виде халькопирита, а одна треть - в виде ковеллина; цинк - в виде сфалерита и все остальное железо - в виде пирита. Зная количество и состав халькопирита, рассчитываем, сколько серы и железа связано в халькопирите. Количество серы в халькопирите: 183,5 г содержат 64,2 г , 36,78 кг - кг , кг Количество железа в халькопирите: 183,5 г содержат 55,8 г , 36,78 кг - кг , кг Железо и сера, кроме того, содержатся еще в пирите и отсутствуют во всех других компонентах пустой породы, что дает возможность определить по остатку количество железа и серы.Таким штейнам отвечает содержание серы, близкое к 25 % [1]. При металлургических расчетах без больших погрешностей для кон

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Принципы металлургических расчетов

1.2 Расчет рационального состава сырья и продуктов его переработки

1.3 Окислительный обжиг медных концентратов

1.4 Плавка на штейн

1.5 Структура теплового баланса

2. Расчетная часть

2.1 Рациональный состав медно-пиритного концентрата

2.2 Расчет количества и состава штейна

2.3 Расчет количества флюсов

2.4 Расход угля, воздуха и состав отходящих газов

2.5 Тепловой баланс

Заключение

Список литературы

Переработка медного и никельсодержащего сырья имеет большое значение в цветной металлургии. Этой цели можно добиться, используя различные пиро- и гидрометаллургические процессы. В промышленности данный процесс представляет собой комбинированные технологические схемы, включающие в себя обе разновидности металлургических методов.

За рубежом в настоящее время пирометаллургическим способом производится около 85 % от общего выпуска меди. Технологические схемы действующих предприятий по производству меди имеют свои особенности, связанные с видом перерабатываемого сырья, применяемым металлургическим оборудованием, источниками энергии и с рядом других местных условий. Однако все они близки по своей структуре и укладываются в рамки принципиальных технологических схем [1].

Наиболее распространенная до настоящего времени технология переработки сульфидных медных руд предусматривает обязательное использование следующих металлургических процессов: плавка на штейн, конвертирование медного штейна, огневое и электролитическое рафинирование меди. В ряде случаев перед плавкой на штейн проводят предварительный окислительный обжиг сульфидного сырья [2].

Целью данной курсовой работы является изучение процесса пирометаллургической переработки медь - и никельсодержащих шихт. Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи: 1. Рассмотреть одну из основных стадий пирометаллургической технологии переработки медного и никелевого сырья - плавку на штейн.

2. Изучить сущность процесса отражательной плавки.

3. Рассчитать рациональный состав шихты, материальный и тепловой баланс процесса.