Кг Cu входят в х кг CuFeS2

23 кг Cu входят в х кг CuFeS2

Х = 66,32 кг

Зная количество и состав халькопирита, найдем сколько серы и железа связано в халькопирите

183,4 кг CuFeS2 содержат 64 кг S

66,32 кг CuFeS2 содержат х кг S

Х = 23,14 кг

Количество железа в халькопирите

183,4 кг CuFeS2 содержат 64 кг Fe

66,32 кг CuFeS2 содержат х кг Fe

Х = 20,18 кг

Количество железа в пирите

25,5 – 20,18 = 5,32 кг

С этим количеством железа связано серы

55,8 кг Fe – 64 кг S

5,32 кг Fe – х кг S

Х = 6,10 кг

Количество пирита

5,32 + 6,10 = 11,42 кг

Остальная серы находится в элементарном состоянии

33 – 23,14 – 6,10 = 3,76 кг

По данным расчета составляем таблицу 1 рационального состава медного сырья.

Таблица 1 - Рациональный состав медного сырья, % CuFeS2

Минералы	Cu	Fe	S	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	прочие	всего
CuFeS2	23	20,18	23,14						66,32
FeS2		5,32	6,10						11,42
S2			3,76						3,76
Пустая порода				2,0	0,5	0,5	5,2	10,3	18,5
всего	23	25,5	33,0	2,0	0,5	0,5	5,2	10,3	100

3.2. Обжиг медных концентратов в кипящем слое

Обжиг ведем на дутье, обогащенным кислородом до 35%. Степень десульфуризации при обжиге принимаем 55%, температуру обжига 8500С. Расчет ведем на 100 кг шихты.

Определим количество серы, диссоциирующей при обжиге.

По реакции

2CuFeS2 => Cu2S + 2 FeS + S образуется

S своб 66,32.32 / 366,7 = 5,79 кг

FeS 66,32.175,7 / 366,7 = 31,78 кг

Cu2S 66,32.159 / 366,7 = 28,75 кг

По реакции

FeS2 => FeS + S образуется

S своб 11,42.32 / 119,85 = 3,05 кг

FeS 11,42.87,85 / 119,85 = 8,37 кг

Всего выделится свободной серы

5,79 + 3,05 = 8,84 кг

При 55% десульфуризации в газы перейдет серы

33,0.0,55 = 18,15 кг

В том числе 3,76 кг за счет окисления свободной серы концентрата и за счет окисления FeS

18,15 – 8,84 – 3,76 = 5,55 кг

Образуется сернистого ангидрида

18,15.2 = 36,3 кг

Принимаем, что в процессе обжига сернистое железо окисляется до Fe3O4 по реакции

3FeS + 5 O2 = Fe3O4 + 3 SO2

На практике наряду с образованием Fe3O4 может происходить образование FeO и Fe2O3

Количество окислившегося FeS

5,55.263,5 / 96 = 15,23 кг

В огарке останется сернистого железа

31,78 + 8,37 – 15,23 = 24,92 кг

Для окисления FeS потребуется кислорода

15,23.160 / 263,5 = 9,25 кг

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.

Таблица 2 – Рациональный состав огарка

Соединение	Cu2S		FeS		Fe3O4		Всего
	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%
Cu Fe S SiO2 CaO MgO Al2O3 О2 Прочие	23 5,75	79,9 20,1	15,84 9,08	63,56 36,44	9,66 3,72	72,2 27,8	23 25,5 14,83 2,0 0,5 0,5 5,2 3,72 10,3	26,88 29,81 17,33 2,34 0,58 0,58 6,08 4,35 12,05
Итого	28,75	100	24,92	100	13,38	100	85,55	100

Выход огарка 85,55%.

Для определения материального баланса обжига рассчитаем количество серы и состав отходящих газов. Для окисления элементарной серы по реакции

S + О2 = SО2

Потребуется кислорода

(8,84 + 3,76).32 / 32 = 12,6 кг

Образуется при этом сернистого ангидрида

12,6.2 = 25,2 кг

Всего кислорода с учетом окисления сернистого железа потребуется

12,6 + 9,25 = 21,85 кг

Количество дутья при содержании кислорода 35% составит

22,4.21,85.100 / (35.32) = 43,7 м3

Азота в этом дутье будет

43,7.65 / 100 = 28,41 м3

Состав отходящих газов

кг м3 % (об)

SO2 36,3 12,7130,91

N2 40,5828,4169,09

Для проверки проделанных расчетов составляем материальный баланс обжига (таблица 3).

Таблица 3 - Материальный баланс обжига

Статьи баланса	Всего, кг	В том числе
		Cu	Fe	S	породы	прочие	О2	N2
Загружено Шихты Воздуха	100 62,43	23	25,5	33	8,2	10,3	21,85	40,58
Итого	162,43	23	25,5	33	8,2	10,3	21,85	40,58
Получено Огарка Газов	85,55 76,86	23	25,5	14,83 18,17	8,2	10,3	3,72 18,13	40,58
Итого	162,43	23	25,5	33	8,2	10,3	21,85	40,58