Определяем физическое тепло воздуха

2.  Определяем физическое тепло воздуха

Q₂=c₂*v₂*t₂

где c₂ -теплоемкость воздуха=1,3 кДж/нм ^.град.2

v₂ -объем воздуха =135,03 нм³

t₂ -температура воздуха=25С

Q₂ =1,3*135,03*25=4388,5 кДж

3.  Рассчитываем тепло экзотермических реакций

ZnS+1.5O₂=ZnO+SO₂+442589,7 кДж

75,34*442589,7/97,4=342348,1 кДж

ZnS+2O₂=ZnSO₄+775150 кДж

2,1*775150/97,4=16712,7 кДж

PbS+1.5O₂=PbO+SO₂+421053,1 кДж

1,62*421053,1/239,2=2851,6 кДж

2CuFeS₂+6O₂=Cu₂O+Fe₂O₃+4SO₂+2015809 кДж

1,44*2015809/366,4=7922,4 кДж

2FeS₂+5.5O₂=Fe₂O₃+4SO₂+1656308 кДж

8,52*1656308/239,6=58897,1 кДж

2FeS+3.5O₂=Fe₂O₃+2SO₂+725370 кДж

2,0*725370 /175,6=8261,6 кДж

2CuS+2.5O₂=Cu₂O+2SO₂+384642 кДж

0,75*384642/191,2=1508,8 кДж

CdS+1.5O₂=CdO+SO₂+413972 кДж

0,51*413972/144,4=1462,1 кДж

Приход тепла от экзотермических реакций составит, кДж:

Q₃=342348,1+16712,7+2851,6+7922,4+58897,1+8261,6+1508,8+1462,1=439964,4 кДж

Расчет расхода тепла

1.  Определяем тепло, уносимое огарком и пылью:

Q₁=c₁*(m₁*t₁+m₂*t₂)

где c₁ -теплоемкость огарка и пыли=0,9799 кДж/кг. град 2

m_1,2 -масса огарка и пыли, кг.

t_1,2 -температура огарка и пыли, С.

Q₁=0,9799*(59,7*970+25,6*940)=57691,2 кДж

2.  Тепло, уносимое газом (без паров воды)

Q₂=(Cso₂*Vso₂+Co₂*Vo₂+CN₂*VN₂)*tгаз

где Cso₂=2,23 кДж/нм град.

Vso₂=22,1 нм

Co₂=1,47 кДж/нм град.

Vo₂=3,4 нм

CN₂=1,39 кДж/нм град.

VN₂=99,3 нм

tгаз=940С

Q₂=940*(2,23*22,1+1,47*3,4+1,39*99,3)=180755,7 кДж

3.  Тепло на нагрев воды с 15 до 100C

Q₃=с_в*т_в*(t₁-t₂)

Q₃=4,19*6*(100-15)=2137 кДж

4.  Тепло, необходимое на испарение воды:

Q₄=*m_в

-скрытая теплота парообразования=2258,4 кДж

Q₄=2258,4*6=13550,4 кДж

5.  Теплота, на нагрев пара до температуры газа:

Q₅=Cn*Vn*(t₂-100)

Cn=1,72 кДж/нм*гр.

Q₅=1,72*67,2*(940-100)=97090,6 кДж

Таблица 4,6 -тепловой баланс обжига цинкового концентрата

Расчет материальных потоков на заданную производительность

220 тыс. тонн/ 350 раб. дней = 630 т/сут.

Годовая произв. Суточная произв.

Таблица 4,7 -материальные потоки

7. Выбор и расчет количества оборудования

Перед обжигом материал будет усредняться.

При обжиге цинковый концентрат из бункера (1) поступает на ленточный питатель (2), который осуществляет непрерывную, дозированную подачу концентрата в печь кипящего слоя (3). Подача концентрата будет осуществляться через загрузочные окна в стенках печи и по всей поверхности кипящего слоя, непрерывно.

Выходящий из печи огарок охлаждается и транспортируется конвейером (13) на классификацию и выщелачивание.

Вместо использования котла-утилизатора в схеме будем использовать термосифон.

Запыленные газы будут охлаждаться в термосифоне (4) и очищаться от пыли в двух последовательно соединенных циклонах (5) и электрофильтре (7). Для организации движения газов перед электрофильтром установим эксгаустер (6). После очистки газы направляются в сернокислотный цех.

Пыль, осевшая в термосифоне, винтовым конвейером (11) транспортируется на конвейер (13), где смешивается с огарком. Пыль из циклонов направляется в промежуточный бункер (12) с помощью винтового (9) и скребкового (10) конвейеров, а из бункера на выщелачивание. Пыль из электрофильтра поступает на винтовой конвейер (8) и далее - на выщелачивание.

Производительность отделения обжига 220000 тонн огарка в год. Удельная производительность печи 9 тонн в сутки с м².

Найдем суточную производительность отделения обжига:

П_сут.=220000/365=602,74 т/сут.

Найдем суммарную площадь печей:

S_=П_сут/П_уд=602,74/9=66,97м²

Принимаем площадь печи равной S_печь=30 м², тогда потребуется печей:

N= S_/S_печь+ (0,5-1 шт.)=66,97/30+(0,5-1 шт.)=2,2+0,7=3 шт.

Итого для отделения обжига с производительностью 220000 тонн огарка в год потребуется три печи, три термосифона, три циклона первой ступени, три циклона второй ступени, три электрофильтра и др.

5.  Список литературы.

1.  В.Я.Зайцев, Е.В.Маргулис «Металлургия свинца и цинка». Учебное пособие для вузов-М.: Металлургия, 1986, 263с.

2.  Ю.Н.Матвеев, В.С.Стрижко «Технология металлургического производства». Учебник для вузов.- М.: Металлургия, 1986, 368с.

3.  Н.Н.Севрюков, Б.А.Кузьмин, Е.В.Челищев «Общая металлургия» -М.: Металлургия, 1976, 568с.

4.  С.С.Набойченко, А.П.Агеев, А.П.Дорошкевич и др. «Процессы и аппараты цветной металлургии». Учебник для вузов.- Екатеринбург: УГТУ, 1997, 648с.

5.  А.П.Снурников «Гидрометаллургия Zn-ка» 1982г., 190с.

6.  Н.П.Диев, И.П.Гофман «Металлургия свинца и цинка». Учебник для вузов.- Металлургия, 1961г., 390с.

7.  Н. Добрев Комбинат цветных металлов: этапы развития «Цветные металлы». 2001г. № 12.

8.  В.В. Гейхман, П.А.Козлов, О.И.Решетов и др. Обжиг цинковых концентратов с рассредоточенной подачей кислорода. «Цветные металлы». 2000г. № 5.

9.  В.В.Гейхман, П.А.Козлов, В.А.Лукьянчиков Совершенствование очистки газов от обжига цинковых концентратов. «Цветные металлы». 2000г. № 5.

10.А.А.Колмаков, Л.Г.Садилова, О.В.Спектор «Расчеты технологических процессов в металлургии свинца и цинка»: учебное пособие/ КГАЦМиЗ.- Красноярск 1998, 120с.

11.В.С.Кокорин «Аппаратурно-технологические схемы при проектировании переделов производства тяжелых цветных металлов»: методические указания к курсовому и дипломному проектированию/ КГАЦМиЗ.- Красноярск 1983, 47с.