Федеральное агентство по образованию

 

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

	Металлургия и основы металлургического производства

По дисциплине  __________________________________________________________

________________________________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Выполнил: студент гр.   ММ-05     ____________________              /  Иванов А.А.   /

                                                                   ^{(подпись)                                          (Ф.И.О.)}
ОЦЕНКА:     _____________
Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта __профессор__       __________________         / Петров Г. В. /

                                                ^{(должность)                         (подпись)                                                         (Ф.И.О.)}
Санкт-Петербург

2008

Аннотация.

        В работе освещены вопросы теории и практики конвертирования медно-никелевых штейнов. Проведен расчет материального и теплового баланса процесса на основании практики конвертирования медно-никелевых штейнов рудотермических печей комбината «Печенганикель».

The summary.

        In work the questions of the theory and practice of converting copper-nikel stein are covered. The account of material and thermal balance of process is carried out on the basis of practice of converting copper-nikel stein ore-thermal of furnaces of combine «Pechenganikel».

        Оглавление

Введение…………………………………………………………………………4

1. Теоретическая часть

1.1 Характеристика исходных материалов процесса конвертирования…….5

1.2. Теоретические основы процесса конвертирования медно-никелевых штейнов………………………………………………………………………….7

1.3 Продукты конвертирования……………………………………………….10

2. Материальный баланс процесса

2.1 Технологическая схема конвертирования………………………………..13

2.2 Расчет ведем в соответствии с технологической схемой……………….13

3 Аппаратно-технологическая схема конверторного передела…………….22

Список использованной литературы………………………………………....23





Введение

АО «Горно-металлургический комбинат Печенганикель» представляет собой сложный производственный комплекс по добыче и переработке сульфидной медно-никелевой руды.

Технологическая схема переработки медно-никелевых руд начинается с процессов обогащения и состоит из четырех циклов:

1)      механическое обогащение руд;

2)      металлургический передел (плавка концентратов и конвертирования штейна);

3)      разделения меди и никеля методом флотации;

4)      извлечение полученных из медных и никелевых концентратов меди, никеля и сопутствующих металлов.



Рис.1. Технологическая схема АО “ГМК Печенганикель”
Основной технологической задачей процесса конвертирования штейнов является продувка жидкого штейна воздушным дутьем и получения файнштейна заданного качества. При продувке железо и другие компоненты окисляются и переходят из штейна в шлак, сера, окисляясь, переходят в газовую фазу.

Конвертерные газы после очистки от пыли, поступают в оборот, выбрасывают в атмосферу или передают в сернокислотный завод для получения серной кислоты.

Файнштейн далее поступает на операцию разделения никеля и меди.

Файнштейн является конечной продукцией комбината. Его дальнейшая переработка осуществляется на комбинате «Североникель».

, , и  (50%), оксидов , ,  и  (50%).

Масса Ni в  рассчитывается:

 кг.

Тогда масса серы в  рассчитывается:

,

где  - масса никеля в пыли,

 - масса серы в  в медно – никелевом штейне,

 - масса никеля в  в медно – никелевом штейне.

 кг.

Тогда масса  в пыли равна 0,0525 + 0,019 = 0,0715  кг.

Аналогично рассчитываются массы для остальных сульфидов.

Масса Ni в  рассчитывается:

кг.

Масса кислорода в  рассчитывается:

,

где:  - масса Ni в пыли(0,0525 кг),

        - масса O в пыли,

       - молекулярная масса Ni (58,71 г/моль),

       - молекулярная масса O (16  г/моль).



Тогда масса   в пыли равна 0,0525 + 0,0143 = 0,0668 кг.

Аналогично рассчитываются массы для остальных оксидов.

Результаты расчета массы и вещественного состава пыли сводим в таблицу.
Таблица №  9                                                                            Масса пыли и ее вещественный состав

Соединения	Элементы, кг
	Ni	Cu	Co	Fe	S	O2	Прочие	Всего
Ni3S2	0,053				0,019			0,072
NiO	0,053					0,014		0,067
Cu2S		0,039			0,010			0,048
Cu2O		0,039				0,005		0,043
CoS			0,004		0,002			0,006
CoO			0,004			0,001		0,005
FeS				0,372	0,214			0,586
FeO				0,372		0,107		0,479
Прочие							0,251	0,251
Всего	0,105	0,077	0,008	0,744	0,245	0,127	0,251	1,557
Содержание,%	6,743	4,945	0,530	47,782	15,712	8,148	16,140	100,000

2.2.5 Масса кварцевого флюса, массы и состав конвертерного шлака

Для расчета массы кварцевого флюса учитываем его флюсующую способность. Вычислим массу кремнезема, необходимого для ошлакования 48,112 кг железа, содержащегося в конвертерном шлаке, и 5,8 кг железа в кварцевом флюсе. Соответственно

54,0 кг Fe требуют 16,5 кг SiO₂

48,112 кг Fe требуют X кг SiO₂

Тогда X = 14,7 кг
54,000 кг Fe требуют 16,5 кг SiO₂

5,8 кг Fe требуют X кг SiO₂

Тогда X = 1,772 кг

Шлакующая способность кварцевого флюса:

72,5-1,772=70,728 %.

Масса кварцевого флюса:

кг

С рассчитанным количеством кварцевого флюса в конвертер поступит:

кг SiO₂

Аналогично для Fe (1,206 кг); Fe₂
O₃ (1,497 кг); CaO (0,603 кг); MgO (0,436);

 
Al₂
O₃ (1,226 кг) и прочих (1,954 кг).

Для расчета массы и вещественного состава конвертерного шлака принимаем по данным литературы и практики, что никель в нем находится на 50% в виде  и на 50% в виде , медь на 85% в виде и на 15%  в виде , кобальт – на 25% в виде  и на 75% в виде , а железо – в виде ,  и  (соответственно 10; 35 и 55 % от его массы в конвертерном шлаке). Количество прочих в шлаке находим из баланса их прихода и расхода:

1,160 + 1,954 - ( 0,252 + 0,251 ) = 2,610 кг.

Результат сводим в таблицу.

Содержание  железа и кремнезема в шлаке оказалось несколько выше заданного (из-за недостаточного количества прочих), но их соотношение 54,0:16,5 выдержано, что свидетельствует о правильности расчета количества кварцевого флюса.

2.2.6 Расчет количества воздуха и отходящих газов

Масса серы, переходящей в газовую фазу:

27,0 - ( 4,639 + 0,245 + 3,291 ) = 18,829 кг

Считаем, что сера в газовой фазе находится полностью в виде . Масса кислорода, потребного для связывания серы в ,

Масса  18,829 + 18,794 = 37,623 кг, а объем (рассчитан при нормальных условиях)