Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования «Технический университет УГМК»

Кафедра металлургии

КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Металлургия цинка и сопутствующих элементов»

Тема «Технологические расчеты и выбор аппаратов для обжига цинкового концентрата» вариант №7

Студент Кулаков М.Г

ФИО

Группа М-18202
Руководитель СКОПОВ Г.В.

ФИО

Профессор, доктор технических наук

ученая степень, ученое звание

___________ ____________________

оценка подпись

Дата сдачи ___ __________20____г.

г. Верхняя Пышма

2021 г.

Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования «Технический университет УГМК» Кафедра Металлургии

Зав. кафедрой, д-р техн. наук
_____________		Лебедь А.Б.
« »			2021 г.

Задание

на курсовую работу

Студент группы: М – 18202; направление: Металлургия

Руководитель курсовой работы: Скопов Геннадий Вениаминович

Срок проектирования с 25.05.2021 г. по 13.06.2021 г.

По дисциплине «Металлургия цинка и сопутствующих элементов»

Тема «Технологические расчеты и выбор аппаратов для обжига цинкового концентрата»
План выполнения курсовой работы

Наименование элементов проектной работы	Сроки	Примечания	Отметка о выполнении
Введение и основная часть	25.05.21 - 28.05.21
Расчет рационального состава концентрата и огарка	29.05.21 - 03.06.21
Расчет материального и теплового балансов	04.06.21 - 09.06.21
Выбор основного оборудования	10.06.21 – 11.06.21
Оформление пояснительной записки	12.06.21 - 13.06.21
Защита проекта	14.06.21

---

Руководитель
СОДЕРЖАНИЕ

1. 
   Введение 4
   
2. 
   Основная часть 5
   
3. 
   Технологические расчеты и выбор оборудования 6
   

1. 
   Расчёт рационального состава концентрата 6
   
2. 
   Расчёт рационального состава огарка 8
   
3. 
   Расчёт дутья и отходящих газов 14
   
4. 
   Расчёт необходимого количества печей 17
   
1. 
   Заключение 18
   
2. 
   Библиографический список 19
   

7 вариант

1. 
   Введение
   

Источником получения цинка является рудное сырье, которое обычно находится в сульфидном состоянии, а цинк представлен преимущественно сфалеритом (ZnS). Руды всегда комплексные, содержат кроме цинка свинец, медь, железо, серебро и др. В последнее время используется вторичное сырье в странах с высоким потреблением.
Примерно 50% мирового производства цинка расходуется на покрытие железных изделий с целью защиты их от ржавления.
Более 30% всего производства в мире цинка употребляется на производство сплавов. Сплав цинка с медью и оловом называется бронзой. Различные сорта бронз широко применяют в машиностроении. Сплавы цинка с медью и никелем называют мельхиором и нейзильбером. Благодаря способности давать сплавы с серебром и золотом, цинк используется в металлургии для извлечения благородных металлов.[6, c.187]
Цинковая пыль применяется для осаждения золота и серебра из растворов при их получении гидрометаллургическим путем, для очистки растворов от меди и кадмия перед электролизом растворов цинка.
Оксид цинка широко используют при производстве резины и ее обработке. Он улучшает качество резиновых шин и ряда других резиновых изделий. Широко используют чистый цинковый купорос при производстве корда-осных шин.
Соединения цинка, в частности его антимонид, используют в качестве интерметаллических полупроводников в приборах для превращения электрической энергии в тепловую. Антимонид цинка применяют также для точечного охлаждения детекторных приборов при изучении космоса.
В промышленности окисленный ZnS перерабатывают, получая ZnO гидрометаллургическим способом, состоящим в том, что водный раствор ZnSO4 * aq, полученный кислотным растворением ZnO, подвергают электролизу при температуре электролита не более 40C. [1, c.128, 216]

---

При гидрометаллургическом способе получения цинка обжиг ведут с получением огарка порошка при температуре 800-1000С. Высокая дисперсность огарка способствует быстрому и полному выщелачиванию его в растворе серной кислоты.

Обжиг - гетерогенный процесс термической обработки цинкового сырья. Этот процесс был и остается основным способом окисления сульфидного сырья. Однако обширные исследования показали возможность окисления концентратов растворенным кислородом в подкисленных водных пульпах при T>100C и Робщ >105 Па (автоклавные условия). Применительно к гидрометаллургической технологии это имеет свои достоинства: совмещение окисления и выщелачивания сырья, получение серы в элементарном виде и др. Но у этого способа есть существенные недостатки, сдерживающие его распространение. Таким образом, обжиг наиболее распространенный и используемый процесс. 1
В задачи данного курсового проекта входит рассмотрение процесса обжига цинковых концентратов, обеспечивающего высокие технико-экономические показатели, расчет необходимых показателей, выбор схемы обжига и выбор основного оборудования для выполнения производственной программы, а также расчет материального и теплового балансов.
Главная задача обжига - быстрей, полней и с наименьшими затратами превратить сульфидный цинк в оксидный, из которого цинк рациональней восстанавливать. При этом огарок надо получить в таком состоянии, чтобы он был наиболее благоприятен для осуществления последующих стадий технологий и в конечном счете обеспечил высокие технико-экономические показатели производства в целом.[1, c.134]

2. 
   Основная часть
   

Самостоятельная работа студентов предусматривает, выполнение курсовой работы по вариантам. Варианты задания представлены в таблице 5.1.

Для обжига сульфидного цинкового концентрата на воздушном дутье в кипящем слое:

- рассчитать рациональный состав концентрата;

- рассчитать рациональный состав огарка;

- рассчитать количество дутья и отходящих газов;

- рассчитать количество печей для получения 100 тыс. тонн обожженного концентрата в год.

---

Коэффициент избытка дутья (a) принять равным 1,25. Преподаватель имеет право изменить значение a в пределах 1,15 –1,35.

Рабочую температуру в печи кипящего слоя принять равной t_КС = 950 ^оС.

3. 
   Технологические расчеты и выбор оборудования.
   

В настоящее время получение товарного цинка является сложной многооперационной технологией, включающей как пирометаллургические, так и гидрометаллургические операции, и электролиз.

В соответствии с технологией изучения дисциплины курсовая работа, выполняется по теме «Технологические расчеты и выбор аппаратов для обжига цинкового концентрата» по вариантам заданным преподавателем.

Задача: Выполнить следующие расчёты обжига сульфидного цинкового концентрата на воздушном дутье в кипящем слое:

- расчёт рационального состава концентрата;

- расчёт рационального состава огарка;

- расчёт дутья и отходящих газов;

- расчёт необходимого количества печей для получения 100 тыс. тонн обожженного концентрата в год.

Исходные данные:

Состав сухого концентрата (на 100 кг):

Zn = 51, 0 кг; Fe = 7,0 кг; Al₂O₃ = 2.0 кг;

Pb = 1.0 кг; S = 33,0 кг; Прочие = 1,0 кг;

Cu = 0,7 кг; CaO = 1,6 кг; Итого = 100 кг.

Cd = 0.7кг; SiO₂ = 2.0 кг;

Влажность концентрата W = 7,0 %.

Металлы в концентрате представлены в виде следующих соединений:

ZnS, PbS, CuFeS₂, CdS, FeS₂, Fe₇S ₈.
3.1. Расчёт рационального состава концентрата
В соответствии с заданием из цинксодержащих минералов присутствует только сфалерит. Поэтому примем, что весь цинк содержится в нём. Тогда:






Свинецсодержащие минералы представлены галенитом. Поэтому примем, что весь свинец содержится в нём. Тогда:

---

Медьсодержащие минералы представлены халькопиритом. Поэтому примем, что вся медь содержится в нём. Тогда:








Кадмий содержится только в CdS. Тогда:







Количество пирита FeS₂ и пирротина Fe₇S₈ находим по остаточному количеству железа и серы:



Примем количество Fe(FeS₂) за Х, тогда Fe(Fe₇S₈) равно Fe_ост - Х;



Тогда количество серы в пирите и пирротине равно:



По уравнению

S(FeS₂) + S(Fe₇S₈)= S_ост

находим Х

1,14808Х + 4,1886 – 0,65604Х = 6,9345

0,49204Х = 2,7459

Х = 5,5806 кг

Так как Х – количество железа в пирите, то

Fe(FeS₂) = 5,5806кг.

Fe(Fe₇S₈) = 6,3847 – 5,5806 = 0,8041 кг

S(FeS₂) = 1,14808·5,5806 = 6,4070 кг

S(Fe₇S₈)= 0,65605·0,8041 = 0,5275 кг




Для проверки просуммируем



Количество породообразующих и прочие запишем из условия задачи:

СаО = СаО_кон

---

Смотрите также файлы

• 17, 16 1 лет Как Вы считаете, имеете ли Вы вредные привычки а да 5.docx

• Негосударственное образовательное частное учреждение высшего образования московский финансовопромышленный университет синергия Факультет Управления.docx

• Do you clean the house every day or every week.docx

• Практическая работа 1 Что такое лингвистика Дайте несколько определений.docx

• Слайды 212. Требования к метапредметным результатам.docx