Электрлі техника

3.2 кесте - Балқаш мыс кені

Үйінді қождың орташа құрамы, %: 0,5 Cu , 0,77 Pb, 2,22 Zn, 13,65Fe , 48,83 SiO2 , 13,80 CaO , 6,78 Al2O3 , 0,28 S. Үлкен ағаттықсыз барлық мыс пен қорғасынды сульфидке , ал темір мен мырышты оксидке айландырады.Қождағы темір , мырыш және алюминий оксидінің , жалпы құрамы 22,65% , ал кремрий диоксиді ьен кальций оксиді 62,63%.

Жоғарыда келтірілген ескертулерді есепке алғанда конвертрлі қож құрамы %: 4,25 Cu , 4,77 Pb , 5,05 Zn , 30 – 35 Fe , 26,8 Sio2, 5,12 CaO , 3,83 Al2O3 , 0,86 S. Барлық күкірт мыспен байланысты деп қабылдауға болады . мұндай жағдайда тотыққан қорғасын , мырыш және темір аллюминий оксидімен қосқандағы құрамы 44 %, ал кремний диоксиді мен кальций оксиді 31,92% - ды құрайды . Бұл жерден шығатыны , үйінді қождағы өз құрамына темір , мырыш , аллюминий оксидінің келетіні : 22,65*31,92:44,00 =16,43% кремний диоксиді және кальций оксиді. Бос SiO2 +CaO сомасы 62,63 - 16,62% құрайды

Жай үйінді қождағы және кварц флюстағы бос SiO2 +CaO құрамын салыстырғанда , соңғысында 14,6%-ға жоғары екендігін көреміз (60,8 – 46,2%). Яғни айырмашылық өте көп емес және жай үйінді қождарды флюс ретінде пайдалануға болады , бірақ олардың шығыны , әрине конвертрлеудің бірдей жағдайында қатты кварцты флюс шығынына қарағанда көбірек болады. Бұл кезде қождың жалпы шығыны және үйінді қатты кварцты флюстің металлургиялық шегін есепке алмағанда кішірейеді.

Балқаш штейндерді мен үйінді қождардың физико – химиялық әсерін зерттеу көрсеткендей , БМҚЗ болашағы үшін 20 – 25%-ға дейін жоғарлаған кальций оксиді және 7 – 9% дейін төмендеген темір құрамы бар үйінді қождар , олардағы кремний диоксидінің құрамы көп болған кезде табылады . Мұндай қождарда түсті металдардың азайып жоқ болып кетуі азайяды.

Жоғарыды келтірілген құрамы бар қожды 12 – 15% пайыз балқаш темірі көп шихта құрамының есебінен алуға болады. Олардың орнына әк тас бөлігі енгізіледі

Үйінді қождың реттелген құрамының флюстеуші мүмкіндігін бағалайық. Аз ерітілуі есебінен бұл қождағы түсті металдар және күкірттің құрамы орташа қожбен салыстырғанда үштен бір бөлікке азаяды, ондағы реттелген қождық құрамына 0,33 пайыз мыс, 0,51 қорғасын, 1,48 мырыш, 8,0 темір, 50,0 крений диоксиді, 22,0 кальций оксиді, 6,8 алюминий оксиді және 0,19 күкірт кіреді. Бұрынғыдай қождағы мыс пен қорғасын сульфидке; ал темір мен мырыш оксидке байланады деп есептейміз.

Онда темір, мырыш және алюминий оксидінің бұл қождағы жалпы құрамы 16,28 пайызды, кремний диоксиді мен кальций оксиді 72 пайыз.

Конвертірлі қож үшін сол ескертулерді еске ала отырып үйінді қождың қалыпты құрамы және жаңа құрамын пайдалану кезінде алынған конвертірлі қож,  : 4,25 Cu, 1,74 Pb, 5,05Zn, 30,35Fe, 26,8SiO₂, 8,1CaO, 3,38H₂O₃ және 0,86S құрайды. Барлық мыс сульфидке байланысты деп қабылдаймыз, онда қорғасын, мырыш, темір және алюминий оксидінің сомалық құрамы 40,7 пайыз, ал кремний оксиді мен кальций оксиді 34,9 пайызды құрайды. Үйінді және конвертірлі қождар құрамынан шығатыны үйінді қож құрамындағы

SiO₂ + CaO (бос) 58,0 пайызға тең.

Кварцты флюс пен жаңа құрамды үйінді қожды салыстырғанда конвертірлеу үйіндісі бірдей шарт кезінде бірдей болады, бұл кезде конвертірлі шарт шығымы дәл осындай бірдей болуы қажет.

Кремний диоксидінің жоғарғы құрамы темір оксиді (2), қорғасын және мырыш белсенділігінің төмендауіне әсер етеді. Бұл кезде шикізаттан қорғасын мен мырышты алу деңгейін жоғарылату үшін оларды вагондарға ауыстыру қажет. Мұндай көзқараспен қарағанда флюс ретінде жоғарыкальцилі үйінді қожды пайдалану ақталған, себебі кальций оксиді қожда оксид, қорғасын және мырыш белсенділігін арттырады. Оның жоғарғы шоғырлығы темірдің тотығып кетуіне әкеліп соғады, сондықтан темір оксидінің үйінді қожбен өзара араласу деңгейі өте маңызды (2).

FеО белсенділігін жоғары қождарда оның магнетитке дейін тотығуы мүмкіндігі жоғарылайды. Тығыз балқытылған магнетит кристалдарының пайда болуы қождардың байлануын күшейтті және ерітіндіден газдардың шығуына кедергі болады. Бұл, өз кезегінде қалыптың конвертерден лақтырылуына әкеліп соғуы мүмкін. СаО жоғарыда құрамы қожда жеңіл балқытылған кальций фериті пайда болған ҒеО ерітінділігіне мүмкіншілік береді, бірақ темір құрамы едәуір болған кезде мұндай қождарда магнетит кристалдарының пайда болу мүмкіндігі сақталады.

Темірі көп қождарды төмен флюстеуші әсерінен және штейндерді конвертірлеу кезінде кері әсерінен конвертірлеуші флюс ретінде пайдалануға болмайды.

Балқаштық үйінді қождар қышқылға жатады, себебі едәуір көлемде кремний диоксидін және аз көлемде темір құрайды, сол себептен олардағы ҒеО белсенділігі шамалы.
3.4 Негізгі технологиялық үрдістің суреттемесі

Тығыздау үрдісі дегеніміз, балқытылған штейн арқылы қысыммен ауаның үрленуі. Бұл кезде металдар сульфидтері жалпы реакция бойынша тотығады: МеS + 1¹/₂ O₂ = MeO + SO₂ + Q

Металдар сульфидтерінен алғашқы болып темір сульфиді және мырыш сульфиді, сонан соң қорғасын сульфиді тотығады. Сульфидтердің тотығу барлық әсерлері экзометрикалы:

ҒеS + 1¹/₂ O₂ = FeO + SO₂ + 117710 кал

ZnS + 1¹/₂ O₂ = ZnO + SO₂ + 110060 кал

PbS + 1¹/₂ O₂ = PbO + SO₂ + 101400 кал

Пайда болушы темір кремний қышқылымен қождалады, соңғысы конвертерге мына реакция бойынша кварц түрінде қосылады:

2ҒеО + SiO₂ = 2FeO + SiO_2.

Үрлену кезінде мыс қышқылданса, мыс ҒеО қатысынан төменгі реакция бойынша қайта сульфидтенеді:

Сu + FeS = Cu₂S + FeO.

Қорғасын мен мырыш қышқылдары конвертірленген кезде жартылай ұшып кетеді, бір бөлігі кремний қышқылымен байланысады да конвертірлі қожда қалады.

Кремний қышқылы жеткіліксіз болған кезде темір тотыққанша қышқылданады, ол өз кезегінде МеО + Ғе₂О₃ металдары ферриттерінен құралатын қож негіздерін жасайды. Темір, мырыш және қорғасын сульфидтерін қышқылдау кезіндегі үрдіс конвертірлеудің алғашқы кезеңі болып табылады.

Конвертірлеудің алғашқы кезеңіндегі өнімі болып Сu₂S ақ штейні немесе фонштейн болып табылады.

Темір, мырыш және қорғасын сульфидтерін қышқылдаған соң мыс сульфидін оттегімен реакциясы басталады.

Сu₂S + 1¹/₂ O₂ = Cu₂O + SO₂ + 92760 кал.

Алынған мыс тотығы теңдік бойынша қалған жартылай мыспен араласады: Сu₂S + 2Cu₂O = 6Cu + SO₂.

Соңғы реакцияның 1051,5 ^оС-тағы SО₂ қаттылығы 6,46 атмосфераны құрайды. Конвертерден үздіксіз SО₂ алып тастап отырған кезде Сu₂S және Сu₂О арасындағы өзара әсер жағымды.
3.5 Технологиялық есеп

3.5.1 Мысты штейнді конвертірлеу үшін үрдіс есебі

40 пайыз мыс құрайтын мыс штейнін қайта өңдеу үшін есептейміз. Өнімділігі ыстық штейін бойынша тәулігіне 625 т.

Шығыс өнімдері мен материалдары ретінде Балқашмыс қорыту зауыты практикасын алайық. Кварцты флюс ретінде 2 пайызды Cu; 3,5%S; 72% SiО₂; 2% СаО; 10% Аl₂О₃; 10,2 басқа да құрамды қышқыл кремнийлігі кен пайдаланылады.

Конвертірде қалыпты жылу тәртіптегі үрдісті ұстап тұру үшін мыс қорыту зауытының айналымы болып табылатын, әрі 12,0% Сu; 44,0 Fe; 7,5 S; 17 SiО₂; 5% Аl 2о3; 12,5 тағы да басқа құрамы бар суық материалдар қайта өңделеді.

Негізгі есепке қосымша оттегіне 25% бай үрленімдегі конвертер жұмысының көрсеткіштерін анықтаймыз.

Мысты штейннің рационалдық құрамы есебін 40% Сu; 21% S; 4,91% О₂; 32% Fе құрамды штейннің 100 кг-на жүргіземіз, практика мәліметтері бойынша барлық мысты Сu₂S байлаулы деп қабылдап? 100 кг штейндегі Сu₂S жалпы санын есептейміз:159/127 х 40 = 50,08 кг

Сu₂S тегі күкірт 50,08 – 40 = 10,08 кг, FeS 21 – 10,08 = 10,92 кг-ға күкірт қалады.

Онымен байланысты темір: 55,9/32 х 10,92 = 19,11 кг

Магнетиттегі темір 32 – 19,1 = 12,89 кг.

Барлығы магнетит 12,89 + 4,91 = 17,8 кг.

3.6 кесте. Мысты штейннің рационалдық құрамы, кг