Розрахунок шихти для виробництва окатишів 2 страница

Составим теперь уравнение материального баланса процесса, ведя расчет на получение 100 кг окатышей. Из табл. 7.3 следует, что не все компоненты шихты полностью входят в состав готовых окатышей. Так, известняк при обжи-ге теряет ~ 44 %, а бентонит ~ 21 % от первоначальной массы. Тогда переходя-щая в окатыши часть шихты составит, кг:

концентрат	(100 – d к);	бентонит	(100 – d б);
известняк	(100 – d и);	возврат	(100 – d в).

Обозначим через X расход концентрата (кг/100 кг окатышей), а через Y расход известняка (кг/100 кг окатышей). Тогда выражение (100 – d _к)/100 пока-жет, какая часть концентрата войдет в состав окатышей. Такую операцию про-делаем для каждого компонента шихты. Тогда общее уравнение будет выгля-деть следующим образом:

A =

100 - d к

× X +

100 - d и

× Y +

100 - d б

× М

+

100 - d в

× М

,

б

в

где А –количество шихты для получения100кг окатышей,кг.

Таким образом, если взять X кг концентрата, Y кг известняка, М _б кг бен-тонита и М _в кг возврата, то с учетом потерь их массы при обжиге должны полу-чить 100 кг окатышей. В действительности масса окатышей будет несколько иной, так как еще не учтены прибавки/потери кислорода d _О2, захватываемо-

го/теряемого шихтой при окислении/восстановлении и термической диссоциа-ции. Следовательно, чтобы получить 100 кг окатышей, надо взять не А, а (А – d _О2) кг шихты:

А – d _О2= 100,или А –100 = d _О2.

Итак, для составления уравнения материального баланса необходимо вы-числить прибавки/потери кислорода, для чего зададимся содержанием закиси железа в готовых (обожженных) окатышах – 1 % FeO.

По реакции 4 FeO + O ₂ ® 2 Fe₂O₃ имеем соотношение (4×72 – 32), или (288 – 32), т.е. при окислении 288 кг FeO захватывается 32 кг кислорода. Сле-довательно, зная содержание FeO в окатышах, можно определить и количество присоединенного кислорода – оно в девять раз (288/32 = 9) меньше массы заки-си железа. Здесь необходимо учесть то количество FeO, которое содержалось уже в исходной шихте. Тогда количество захваченного/отданного кислорода составит:

æ

FeO к

FeO и

FeO б

FeO вö

^dO

=

ç FeO ок

- X ×

- Y ×

- M б

- M в

÷.

è

100 ø

Уравнение материального баланса по Ф.М. Базанову и И.Л. Малкину для случая обжига окатышей в окончательном виде имеет следующий вид:

æ100 - d к

ö

× X +

æ

100 - d

и ö

× Y +

æ

100 - d б ö

× M

+

æ

100 - d

в ö

× M в

-100 =

ç

÷

ç

÷

ç

÷

б

ç

÷

è

ø

è

ø

è

ø

è

ø

æ

FeO к

FeO и

FeO б

FeO вö

=

ç FeO ок

- X ×

- Y ×

- M б

- M в

÷

è

100 ø

где d _к, d _и, d _б, d _в – потери массы концентрата, известняка, бентонита и воз-врата, соответственно, кг/100 кг;

X, Y, М _б, М _в–расходы соответствующих компонентов шихты; FeO _к, FeO _и, FeO _б, FeO _в–содержание FeO в соответствующих

компонентах; Подставим теперь в это уравнение данные о величине потерь массы при

обжиге (см. табл. 7.3) и о содержании FeO в компонентах шихты (см. табл. 7.1):

æ100 - 0,258

ö

æ100 - 43,984 ö

æ100 - 21,2

ö

æ

100 - 0,0224

ö

ç

÷ × X

+ ç

÷

× Y + ç

÷

× 0,5

+ ç

÷

×10

-100

=

è

ø

è

ø

è

ø

è

ø

æ

25,6

3,21

ö

=

ç

1,0

- X ×

- Y ×

- 0,5

×

-10

×

.

÷

è

ø

После преобразования имеем:

0,9974× X + 0,5602× Y + 0,394 + 9,999 – 100 = 0,0754 – 0,0284× X.

После упрощения получаем искомое уравнение материального баланса в сле-дующем виде:

1,026× X + 0,560× Y = 89,684.

Другое уравнение составим по основности окатышей, которая должна быть равна (из условия):

(СаО + МgO)/(SiO₂ + Al₂O₃) = 1,2.

Уравнение основности с учетов расходов основных компонентов выгля-дит следующим образом:

(CaO + MgO)

× X +(CaO + MgO)

× Y +(CaO + MgO)

× M

б

+(CaO + MgO)

× M

в

к

и

б

в.

= В,

(SiO + Al O

)

× X +(SiO + Al O

)

× Y +(SiO + Al O)

× M

+(SiO + Al O

)

× M

б

в

к

и

б

в

где CaO _к, CaO _и, CaO _б, CaO _в

MgO _к, MgO _и, MgO _б, MgO _в

SiO_{2 к}, SiO_{2 и}, SiO_{2 б}, SiO_{2 в};

Al₂O_{3 к}, Al₂O_{3 и}, Al₂O_{3 б}, Al₂O_{3 в}

– содержание CaO в концентрате, известняке, бентоните и возврате соответственно;

– содержание MgO в соответствующих

компонентах;

– содержание SiO₂ в соответствующих

компонентах;

– содержание Al₂O₃ в соответствующих компонентах.

В численном выражении уравнение имеет следующий вид:

(0,22 + 0,07)× X + (43,8 + 8,9)× Y + (0,8 + 4,0)× 0,5 + (5,08 + 0,44)×10	=1,2.
(6,21 + 0,23)× X + (2,1 + 0,8)× Y + (48 +11)× 0,5 + (5,26 + 0,16)×10
После преобразования имеем:
7,438× X – 49,22× Y = -42,84.

Решая совместно уравнение материального баланса и уравнения баланса основности, получим искомые расходы концентрата и известняка, кг/100 кг окатышей:

1,026 × X + 0,560 × Y = 89,684	ì	X =80,312
ì
í	× X -49,220	× Y = -42,840	Þ í
7,438	Y =13,007.
î			î

Теперь, когда известны расходы всех компонентов шихты, легко прове-рить правильность расчета, рассчитав полный состав готовых окатышей.

Содержание железа в окатышах определим, умножая расход каждого компонента шихты на содержание железа в нем:

Fe ^к

Fe ^и

Fe ^б

Fe ^в

Fe ок= М к

×

общ

+ М и×

общ

+ M б×

общ

+ M

×

общ

=

в

= 80,312 ×

66,53

+ 13,007 ×

0,266

+ 0,5 ×

10,5

+ 10 ×

62,454

= 60,104 кг/100 кг ок. или %.

Аналогично находим содержание Mn _ок и P _ок в окатышах, кг/100 кг окатышей:

Mn ^к

Mn ^и

Mn ^б

Mn ^в

Mn ок= М к×

общ

+ М

×

общ

+ M

×

общ

+ M

×

общ

=

и

б

в

= 80,312 × 0,00077 + 10 × 0,00077 = 0,07 кг/100 кг окатышей или %.

P ^к

P ^и

P ^б

P ^в

P ок= М к×

общ

+ М

×

общ

+ M

×

общ

+ M

×

общ

=

и

б

в

= 80,312 × 0,00026 + 13,007 × 0,00008 + 10 × 0,0003 = 0,025 кг/100 кг ок. или %.

Сера в окатышах входит в состав пирита (FeS ₂), количество которого лег-ко подсчитать:

æ

FeS 2

к

FeS 2

и

FeS 2

б

FeS 2

в ö

^FeS 2 ок

= 0,1 × ç

М к

×

+ М и

×

+ M б

×

+ M в

×

÷

=

è

ø

= 80,312 ×

0,92

+ 13,007 ×

+ 0,5 ×

+ 10 ×

0,08

= 0,075 кг/100 кг ок. или %.

где 0,1 – коэффициент перехода серы из шихты в окатыши.

Количество SO ₃, переходящее в окатыши из шихты, можно определить по формуле:

SO 3ок=0,4×

æ

М к

×

^SO 3 к

+ М

×

SO 3

и

+

M

б ^×

^SO 3 б

+ M в

×

SO 3вö

=

ç

и

÷

è

ø

= 80,312 ×

+ 13,007 ×

0,04

+ 0,5 ×

+ 10 ×

= 0,002 кг/100 кг ок. или %.

где 0,4 – коэффициент перехода SO ₃ из шихты в окатыши. Общее содержание серы в окатышах составит:

Дата добавления: 2014-12-16