Kurs ishi topshiriqlari «Og’ir rangli metallar metallurgiyasi» fanidan

II.Metallurgik hisoblashlar
2.1 Sulfidli mis boyitmasini ratsional tarkibini hisoblash

CuFeS2 tarkibida misning miqdori:

20.5*0.9=18.45kg
CuFeS2 tarkibida temiming miqdori:
55,85*18.45/63.54=16.217kg

CuFeS2 tarkibida oltingugurtning miqdori:

64,12*18.45/63.54=18.618kg

Tekshirish:18.45+16.217+18.618=53.285kg

Kovelin (CuS) miqdori:
20.5*95.6/63.54*0.1=3.0843kg

CuS tarkibida misning miqdori:

20.5*0.1=2.05kg

CuS tarkibida oltingugurtning miqdori:

2.05*32.06/63.54=1.0343kg
Tekshirish:
2.05+1.0343=3.0843 kg
Pirit (FeS2) tarkibida temiring miqdori:
8.3477*55.85/64.12=7.271kg
FeS2 tarkibida oltingugurtning miqdori:
28-1.0343-18.618=8.3477kg
Tekshirish:
8.3477+7.271=15.6187kg
Gematit (Fe20 3) miqdori:
2.012*159.7/111.7=2.8766kg
Fe20 3 tarkibida temiming miqdori:
25.5-16.217-7.271=2.012kg
Fe20 3 tarkibida kislorodning miqdori:
2.8766-2.012=0.8646kg
Tekshirish:
2.012+0.8646=2.8766kg
CaO miqdori 7kg.

S i0 2 miqdori

4kg
Hokazolar:
9.6354kg

N	Birikmalar	Miqdor	Cu	Fe	S	SiO2	O2	CaO	Al2O3	Bosh
1	CuFeS2	53.285	18.45	16.217	18.618
2	CuS	3.0843	2.05		1.0343
3	FeS2	15.6187		2.012	8.3477
4	Fe2O3	2.8766					0.8646
5	SiO2	4				4
6	CaO	7						7
7	Al2O3	4.5							4.5
8	Boshqalar	9.6354								9.6354
	Jami	100	20.5	25.5	28	4				9.6354

2.2 Chang miqdorini hisoblash
Zavod m a’lumotlariga ko‘ra, muallaq eritish amaliyotida misning changga o‘tish foizi 0,8-1,0% ni tashkil etadi. U 1,0 % ga teng deb qabul qilinadi. Shuningdek, changga boshqa elementlaming olib ketilishi 1% deb qabul qilinadi. . Changning foizlik tarkibi quruq tarkibiga mos tushadi.Jarayonga keltiriluvchi boyitmaning foizlik tarkibi eritishgacha boigan boyitmaning foizlik tarkibiga teng.
Boyitmaning har bir birikma miqdoridan shu komponentning changga olib ketilgan miqdorini ayirib, jarayonda ishtirok etuvchi tarkibi va miqdori olinadi.

N	Birikmalar	Miqdor	Cu	Fe	S	SiO2	O2	CaO	Al2O3	Bosh
1	CuFeS2	0.53285	0.1845	0.16217	0.18618
2	CuS	0.030843	0.205		0.010343
3	FeS2	0.156187		0.07271	0.083477
4	Fe2O3	0.028766		0.0212			0.008646
5	SiO2	0.04				0.04
6	CaO	0.07						0.07
7	Al2O3	0.045							0.045
8	Boshqalar	0.096354								9.6354
	Jami	1.00	0.205	25.5	0.28	0.04	0.008646	0.07	0.045	9.6354

Chang miqdorini hisobga olganda boyitma miqdori

N	Birikmalar	Miqdor	Cu	Fe	S	SiO2	O2	CaO	Al2O3	Bosh
1	CuFeS2	52.75215	18.2655	16.05483	18.43182
2	CuS	3.053457	2.0295		1.023957
3	FeS2	15.462513		7.19829	8.264223
4	Fe2O3	2.847834		1.99188			0.855954
5	SiO2	3.96				3.96
6	CaO	6.93						6.93
7	Al2O3	4.455							4.455
8	Boshqalar	9.539046								9.6354
	Jami	99	20.295	25.245	27.72	3.96	0.855954	6.93	4.455	9.6354

2.3 Shteynni hisoblash
Zavod m a’lumotlaridan kelib chiqib, eritishda misning shteynga ajralish darajasi 97% deb qabul qilinadi.A jralish darajasining ko‘rsatkichini U bilan belgilab, professor V .I.Sm irnov tak lif qilgan quyidagi formula orqali hisoblab topish mumkin:
. U =(a-bsh)/a-100-y
Bunda: a - ruda, boyitma, xomashyo tarkibida misning tarkibi, %;
b - 1 t ashyoni qayta ishlashda ajralib chiqadigan toshqol miqdori. Amaliyotda bu son 0,5-0,8 tonnani tashkil etadi;
sh - misning toshqoldagi tarkibi. Bunda shteyn tarkibidagi misning foiziga nisbatan 0,01 ga teng bo'ladi, ya’ni 30 foizli misning shteynini olsak, 30 0,01=0,3 %;
у - kuyindi, ya’ni eritish paytida ushlab bo'lmaydigan qaytmas chang.
Professor V. I. Smimovning fikricha, bu u = 0,5%dan ortmasligi kerak.
Hisoblash tarkibida Cu - 40%li misi bo'lgan shteyn olishga qaratilgan. Unda shteyn tarkibida mis miqdori 100 kg boyitmadan 20.5 *0.97=19.885kg
100 kg quruq boyitmaga mos keluvchi shteyn miqdori:
. 19.885*100/40=49.7125kg
Zavoddan olingan ma’lumotlarga ko'ra, shteyn tarkibi quyidagicha: Cu-40%; S - 25%; Fe - 29% va hokazo. Shteynning tarkibida mis xalkozin

Cu2S miqdori

19.885*159.14/127.08 =24.9kg (50.088%)

Cu2S dagi S miqdori

24.9*32.06/159.14=5.0163kg (10.09%)

FeS dagi S miqdori

25-10.09=19.91%
14.91*49.7125/100=7.412kg

FeS miqdori

7.412*87.91/32.06=20.324kg (40.883%)

FeS dagi Fe miqdori

20.324*55.85/87.91=12.912kg (25.973%)

Fe3O4 dagi Fe miqdori

29-25.973=3.027%
3.027*49.7125/100=1.504kg

Fe3O4 miqdori

231.55*1.504/167.55=2.0785kg (4.181%)

Fe3O4 dagi O2 miqdori

2.0785*64/231.55=0.5745kg (1.155%)
Shteynning ratsional tarkibi va miqdori

Birik	Cu		Fe		S		O2		Hokazo		Miqdori
	kg	%	kg	%	kg	%	kg	%	kg	%	kg	%
Cu2S	19.885	40			5.0163	10.09					24 .9013	50.09
FeS			12.912	25.973	7.412	14.91					20.324	40.883
Fe3O4			1.504	3.027			0.5745	1.155			2.0785	4.182
Hokazo									2.4087	4.845	2.4087	4.845
Jami	19.885	40	14.416	29	12.4283	25	0.5745	1.155	2.4087	4.845	49.7125	100

2.4 Gazlarni hisoblash
Bizning hisobimizda kislorodli-mash’alli eritish pechi texnologik jarayonning oqova gazlari faqatgina S 0 2 bilan ko'rsatilgan, chunki yuqorida ko'rsatilgan dissotsiatsiya va oksidlanish reaksiyalan bo'yicha
hosil bo'ladi. (3.36) reaksiya bo'yicha S2 hosil bo'ladi:
52.75215*0.5*64.12/2*183.51=4.608kg

(3.37) reaksiya bo'yicha

3.053457*64.12/4*95.6=0.512kg

(3.38) reaksiya bo'yicha

15.6187*64.12/2*119.97=4.17383kg
Hammasi bo'lib
4.608+0.512+4.17383=9.29383kg S2 hosil bo'ladi.

Elementar S2 kislorod bilan oksidlanadi:

202+S2—>2S02
9.29383*64/32.06*2=9.27643kg O2

9.29383*64.12/32.06*2=18.5876kg.SO2

0.2665+26.4286=45.3034kg SO2

45.3034*22.4/64.06=15.8413m³

0.0155+19.784+9.27643-0.01466=29.06127kg O2

29.06227*22.4/32=20.3428m³ O2 sarfi

Purkashda texnik kislorod 95% hajm hisobiga teng. Unda purkash hajmi 20.3428m³ 0 2.

N2 hajmi:

21.41356-20.4328=0.98076m³
0.98076*28/22.4=1.22595kg

Purkash massasi:

29.06127+1.22595=30.28722kg


2.5 Tashlanma toshqolni hisoblash.

Cu2S miqdori

52.75215*159.14/183.51=22.8733kg
4CuS2-»Cu2S+S2
3.053457*159.14*2/4*95.6=2.541kg

Jami: Cu2S 22.8733+2.541=25.4147kg

Pechdan shteyn bilan 19.885kg Cu2S chiqadi.
2Cu-->Cu2S
19.885*159.14/127.08=24.9kg

Cu2S da S miqdori 1.114 kg

Cu2Sda Cu miqdori 4.416 kg

Tashlanma toshqolga esa

25.4147-19.885=5.5297kg Cu2S o'tadi. (Cu=4.416kg va S=1.114kg)
Pechdan shlakga 25.4147-24.9=0.5147 kg Cu2S oʼtadi
Cu2S -->>2Cu +S
Hosil boplgan Cu 0.411kg, S miqdori 0.1037kg
Quyidagi reaksiyada kislorod bilan misning barcha miqdoridan 10 % Cu20 oksidgacha oksidlanadi:
0.411*0.1=0.0411kg

Cu2S+l ,5 0 2 —>Cu20 + S 0 2

0.0411*143.08/127.08=0.0463kg Cu2O
0.0411kg Cu
0.0052kg O2
Sarflangan O2 0.0155kg
Hosil boʼlgan SO2 0.0207 kg
0,411-0,9=0,3699 % Cu2S keladi. (Cu=0,3285% va S=0,0414% )
Toshqol miqdori undagi mis bo'yicha aniqlanadi. Toshqol tarkibida mis miqdori 0,7%.
0.411*100/0.7=58.714 kg

(1)reaksiya bo'yicha pechda FeS hosil bo'ladi, uning miqdori:

15.462513*87.91/183.51=25.27 kg

Pech quyidagi dissotsiatsiya reaksiyasiga asosan FeS hosil bo'ladi

2FeS2-->>2FeS + S2
15.462513*87.91/119.97=11.33 kg
Pechda jami 25.27+11.33=36.6 kg FeS hosil bo‘ladi.


Bu FeS miqdorining bir qismi pechda temiming yuqori oksidlari bilan oksidlanadi.FeS oksidlanish reaksiyasini hisoblab, temiming yuqori oksidlari tengligi tekshiriladi.
Toshqol tarkibidagi Fe30 4 miqdori toshqol va shteyn orasida magnetitning taqsimlanish koeffitsiyenti bo'yicha aniqlanadi.

K=% Fe30 4 toshqol /% Fe30 4 shteyn

t =1200°S; Cusht = 40 %;
toshqolda S i0 2=35 %, bo'lganda K =l,9 % Fe30 4sht = 4,1811
Unda % Fe30 4 toshqol = 4,1811-1,9=7,9441 %
7.9441*58.714/100=4.664 kg
Tashlanma toshqol tarkibida Fe30 4 miqdori:
Pechdan jami
2.0785+4.664=6.7425kg kg Fe30 4 chiqadi.

Pechga boyitma tarkibidagi temir, asosan, gematit holida yuklanadi. Fe20 3 miqdorining barchasi temir sulfidi bilan pechda yuqori harorat ostida quyidagi reaksiya bo'yicha qaytariladi:

3Fe20 3+ F eS ^ 7 F e0 + S 0 2 (3.39)
Magnetitgacha to'liq qaytarilib, quyidagi reaksiya ham ketishi mumkin:
10Fe2O3+FeS—>7Fe30 4+ S 0 2 (3.40)
(3.40) reaksiya bo'yicha pechda 6.7425 kg Fe30 4 hosil bo'ladi. Bu reaksiya bo'yicha
Sarflanadi:
6.643 kg Fe2O3
O.3657kg FeS
Hosil boʼladi:
0.2665kg SO2
Bu miqdor tarkibiga boyitma va tluslardagi gematitning umumiy miqdori kiradi. (3.40) reaksiya bo'yicha boyitmadan tashqari boshqa manbalar (fluslar) 6.643 kg Fe20 3 qaytarilgan edi. Demak, unda S 0 2 hosil bo'ladi.

36.6-0.3657=36.2343 kg FeS qoldig'i quyidagi reaksiyaga asosan oksidlanadi:

2FeS+302—>2Fe0+2S02
Hosil bo'lgan FeO miqdori: 29.6147 kg
Oksidlanishga ketgan kislorod miqdori:19.784kg
S 0 2 miqdori: 26.4286kg
CaO: 6.93 kg
S i0 2: 3.96kg
Hokazolar:10.439-2.4087=8.0303 kg
Tashlanma toshqol tarkibi:

. kg. %
FeO. 29.6147. 65.874

SiO2. 3.96. 8.8122
CaO. 6.93. 15.4138
Al2O3. 4.455. 9.9
Jami. 44 . 9597. 100

Fluslami hisoblaganda toshqolning quyidagi tarkibi qabul qilinib, hisoblanadi: FeO - 38%, Si02 - 36%, CaO - 2%, Al203-9,25% va hokazo, ya’ni Si02 miqdori 36%, unda hokazolar hisobga olinmaydi. Toshqolning asosini tashkil etuvchilar hisoblanib, Si02 miqdori 40%, FeO esa 45% deb qabul qilinadi. Flusli birikma sifatida quyidagi tarkibdagi kvarsli ruda qayta ishlash uchun pechga yuklanadi. Si02 - 73%, AI2O3 - 6%, CaO - 1%.Tenglama tuzamiz: x - deb flus massa belgilansa, unda flusda kremnezem massasi - 0,73x boiadi. Toshqol tarkibida (0,73x+3.96) Si02

mavjud. Bundan:
FeO/SiO2=29.6147/0.73x+3.96=45/40
9 (0,73x+3.96)=8*29.6147
6,57x=201.2776
x= 30.636
Flusda 10% Fe gematit holida bo‘ladi. Temiming miqdori:
30.636*0.1=3.0636kg
Temiring bu miqdoriga to‘g‘ri keluvchi gematit miqdori:
3.0636*159.7/111.7=4.38kg
reaksiyaga asosan bu massadan 3.941% Fe30 4 holiga qaytarildi.
Qolgani esa Fe20 3: 4.38-3.941=0.439
Flusda 10% Fe gematit holida bo‘ladi. Temiming miqdori:
30.636*0.1=3.0636
Temiming bu miqdoriga to‘g‘ri keluvchi gematit miqdori:
3.0636*159.7/111.7=4.38kg

(3.40) reaksiyaga asosan bu massadan 4.445kg% Fe30 4 holiga qaytarildi.

Qolgani esa Fe20 3: 4.38-3.941=0.439kg
Shlakdagi Fe3O4 miqdori
0.42434+4.664=5.08834kg
teng bo'ladi.

30.636kg flus tarkibida quyidagilar

mavjud:
kg %
S i0 22.36428 73
Fe20 3 4.38 14.3
A120 3 1.83816 6
CaO 0.30636 1
hokazo 1.7472 5.7
hammasi 30.636 100,00