ciobanu george

Cap.3. Proiectarea tehnologica a operatiei de prajire aglomeranta

3.4. Compozitiile chimica si fazica ale materiilor prime si auxiliare 3.4.1. Calculul amestecului de concentrate

Calculele de proiectare se intocmesc pentru: 100 Kg amestec de concentrate

Restrictii impuse: Adoptat%Pb+%Zn>50% 56%Zn>30% 36%Pb>15% 20%Cu<1,5%

Compozitiile concentratelor:Conc.Zn Conc. Pb Conc. Zn-Pb

Zn 51.2 3.1 35.8Pb 3.21 51.4 24.14Cu 0.48 1.1 1.14Cd 0.5 0 0As 0.05 0.35 0.2Sb 0.35 1 0.25Bi 0 0.15 0Fe 4.33 12 5.41S 31.8 22.1 26.2CaO 0.72 0.8 1.2MgO 1.07 0.24 0.3Al2O3 0.92 0.8 0.85SiO2 1.8 2.6 1.8Altele 3.57 4.36 2.71Total 100 100 100

[A.C] =

Notam: X - cantitatea de conc zincosY - cantitatea de conc plumbosZ - cantitatea de conc Zn-Pb

Din bilantul de zinc si plumb obtinem sistemul:b11*X/100+c11*Y/100+d11*Z/100=c5b12*X/100+c12*Y/100+d12*Z/100=c6X+Y+Z=100

Matricea extinsa a sistemului: 0.512 0.031 0.358 360.0321 0.514 0.2414 20

1 1 1 100

Din rezolvarea sistemului prin regula lui Kramer rezulta:Determinantul principal Dp

0.512 0.031 0.358 0.512 -0.481 -0.1540.0321 0.514 0.2414 0.0321 0.4819 0.2093

1 1 1 1 0 0Dp= -0.026461

Determinantul XDx/100 0.36 0.031 0.358 0.36 -0.329 -0.002

0.2 0.514 0.2414 Dx/100= 0.2 0.314 0.04141 1 1 1 0 0

Dx/100= -0.012993X= 49.1015

Determinantul YDy/100 0.512 0.36 0.358 0.512 -0.152 -0.154

0.0321 0.2 0.2414 0.0321 0.1679 0.20931 1 1 Dy/100= 1 0 0

Dy/100= -0.005957Y= 22.51263Z= 28.38587

Compozitia chimica a amestecului de concentrate:

%Zn 36 %Zn 36%Pb 20 Dupa rotunjire avem compozitia: %Pb 20%Cu 0.806925 %Cu 0.81%Cd 0.245507 %Cd 0.25%As 0.160117 %As 0.16%Sb 0.467946 %Sb 0.47%Bi 0.033769 %Bi 0.03%Fe 6.363286 %Fe 6.36%S 28.02667 %S 28.03%CaO 0.874262 %CaO 0.87%MgO 0.664574 %MgO 0.66%Al2O3 0.873115 %Al2O3 0.87SiO2 1.980101 SiO2 1.98%Altele 3.503731 %Altele 3.5Total 100 Total 100

3.4.2. Compozitia fazica a amestecului de concentrate

Compozitia fazica se face pentru 100 Kg amestec de concentrate perfect uscate si are la baza compozitia chimica a acestora si un algoritm de distributie a elementelor in compusi rezultat in urma unor studii mineralogice si chimice complexe. Pentru minereurile si concentratele sulfuroase algoritmul de calcul ia in considerare urmatoarea distributie a elementelor:Compozitia chimica a amestecului de concentrate:

Algoritmul distribuutiei elementelor:Cu: CuFeS2CuSPb: PbSZn: ZnSCd: CdSBi: Bi2S3Sb: Sb2S3As: As2S3Fe: CuFeS2 FeS2 Fe7S8CaO CaCO3MgO MgCO3Al2O3 Al2O3SiO2 SiO2Altele altele CO2

Compozitia chimica a amestecului de concentrate%Zn 36 %Fe 6.36 %S 28.03 Al2O3 0.87%Pb 20 %Bi 0.03 %SiO2 1.98 Altele 3.51%Cu 0.81 %Sb 0.47 %CaO 0.87 Total 100%Cd 0.25 %As 0.16 %MgO 0.66

Masele atomice utilizate: Masele moleculare ale compusilorCu 63.54 CuFeS2= 183.39 Al2O3 102

Fe 55.85 CuS 95.54 FeO 71.85S 32 PbS 239.21 Fe3O4 231.55

Pb 207.21 ZnS 97.38 Fe2O3 159.7Zn 65.38 CdS 144.41 PbO 223.21Cd 112.41 Bi2S3 514 ZnO 81.38Sb 121.76 Sb2S3 339.52 CuO 79.54As 74.91 As2S3 245.82 Cu2O 143.08Bi 209 FeS2 119.85 Sb2O3 291.52C 12 Fe7S8 646.95 Sb2O5 323.52O 16 FeS 87.85 As2O3 197.82

SO2 64 Cu2S 159.08 As2O5= 229.82CO2 44 CaCO3 100 Bi2O3 466

N 14 MgCO3 84.32 CdO 240.82CaO 56 CdSO4 208.41MgO 40.32 ZnSO4 161.38SiO2 60 PbSO4 303.21Cu2S 159.08

a. COMPUSII CUPRULUI Cuprul se afla in proportie de peste 90 % sub forma de calcopiritasi restul de pana la 10 % sub forma de covelina(CuS)Adopt

%Cu in CuFeS2= 90…100 94%Cu in CuS= 0…10 6

Cantitatea de C 2.197563 Kg Cantitatea de Cu in CuFeS2 0.7614 KgCantitatea de Fe in CuFeS2 0.6693 KgCantitatea de S in CuFeS2 0.7669 Kg

Cantitatea de Cu 0.073076 Kg Cantitatea de Cu in CuS 0.0486 KgCantitatea de S in CuS 0.0245 Kg

b. COMPUSII PLUMBULUI :Cantitatea de Pb 23.08865 Kg Cantitatea de Pb in PbS 20 Kg

Cantitatea de S in PbS 3.0887 Kgc. COMPUSII ZINCULUI :

Cantitatea de Zn 53.62007 Kg Cantitatea de Zn in ZnS 36 KgCantitatea de S in ZnS 17.62 Kg

d. COMPUSUII CADMIULUI :Cantitatea de Cd 0.321168 Kg Cantitatea de Cd in CdS 0.25 Kg

Cantitatea de S in CdS 0.0712 Kg

e. COMPUSII STIBIULUI :Cantitatea de S 0.655283 Kg Cantitatea de Sb in Sb2S3 0.47 Kg

Cantitatea de S in Sb2S3 0.1853 Kgf. COMPUSII ARSENIULUI :

Cantitatea de A 0.262523 Kg Cantitatea de As in As2S3 0.16 KgCantitatea de S in As2S3 0.1025 Kg

g. COMPUSII BISMUTULUI :Cantitatea de Bi 0.03689 Kg Cantitatea de Bi in Bi2S3 0.03 Kg

Canitatea de S in Bi2S3 0.0069 Kgh. COMPUSII FIERULUI :

Cantitatea de Fe in FeS2 si Fe7S8 5.6907 KgCantitatea de S in FeS2 si Fe7S8 6.164 Kg

Cantitatea de Fe 10.65134 Kg Cantitatea de Fe in FeS2 4.9635 KgCantitatea de S in FeS2 5.6878 Kg

Cantitatea de F 1.203441 Kg Cantitatea de Fe in Fe7S8 0.7272 KgCantitatea de S in Fe7S8 0.4762 Kg

I. COMPUSII CALCIULUI :Cantitatea de C 1.553571 Kg Cantitatea de CaO in CaCO3 0.87 Kg

Cantitatea de CO2 in CaCO 0.6836 Kgj. COMPUSII MAGNEZIULUI :

Cantitatea de 1.380238 Kg Cantitatea de MgO in MgC 0.66 KgCantitatea de CO2 in MgCO 0.7202 Kg

k. COMPUSII SILICIULUI :Cantitatea de Si 1.98 Kg

l. COMPUSII ALUMINIULUI :Cantitatea de A 0.87 Kg

Tabel : Compozitia rationala a amestecului de concentrateCu Fe Pb Zn Sb As Bi Cd S CaO MgO CO2 SiO2 Al2O3 Altele TOTAL

CuFeS2 0.7614 0.6693 0.766912 2.197563CuS 0.0486 0.024476 0.073076FeS2 4.9635 5.687822 10.65134Fe7S8 0.7272 0.476205 1.203441PbS 20 3.088654 23.08865ZnS 36 17.62007 53.62007CdS 0.25 0.071168 0.321168Sb2S3 0.47 0.185283 0.655283As2S3 0.16 0.102523 0.262523Bi2S3 0.03 0.00689 0.03689CaCO3 0.87 0.68357 1.553571MgCO3 0.66 0.72024 1.380238SiO2 1.98 1.98Al2O3 0.87 0.87Altele 2.10619 2.10619

100TOTAL 0.81 6.36 20 36 0.47 0.16 0.03 0.25 28.03 0.87 0.66 1.40381 1.98 0.87 2.10619 100

3.4.2. Compozitia fazica a fondantilorCa fondanti pentru obtinerea unei zguri lichide in operatia de distilare a aglomeratelor zinco -plumboase se utilizeaza nisip cuartos si calcar. Acestia se introduc in amestecul de sarjaimpreuna cu amestecul de concentrate zinco - plumboase in operatia de prajire aglomeranta.Compozitiile chimice ale nisipului cuartos si calcarului trebuie sa indeplineasca conditiile:Nisipul cuartos: Calcarul:SiO2 max.88 % CaO min. 50 % P.C - produse de calcinareFe2O3 max. 3 % SiO2 max. 5 %CaO max. 7 % Altele max. 5 %Altele max. 7 % P.C. min. 40 %

Compozitia chimica a nisipului cuartos Compozitia chimica a calcaruluiAdopt Adopt

%SiO2 82…88 87 %CaO 50…54 51%CaO 1…7 2 %MgO 2...5 4%MgO 0.5…2 1 %SiO2 1…5 2%Al2O3 1…3 3 %Al2O3 1…3 3%Fe2O3 0…3 2 %Fe2O3 0…3 2altele 5 altele 38Total 100 Total 100Pentru calculul compozitiailor fazice ale fondantilor se ia in considerare urmatoarea distributie:DISTRIBUTIA COMPUSILOR :

SiO2 : SiO2CaO : CaCO3MgO MgCO3Al2O3 : Al2O3Fe2O3 : Fe2O3Altele : Altele

a. Compozitia fazica a nisipului cuartos

1. CANTITATEA DE SiO2 Kg 2. CANTITATEA DE Al2O3KgSiO2 = 87 Al2O3 = 3

3. CANTITATEA DE Fe2O3 :Fe2O3 = 2

4. CANTITATEA DE CaCO3 :CaCO3 3.571429 Cantitatea de CaO in CaCO3 2

Cantitatea de CO2 in CaCO31.5714

5. CANTITATEA DE MgCO3 :MgCO3 2.09127 Cantitatea de MgO in MgCO 1

Cantitatea de CO2 in MgCO 1.0913

Tabel. Compozitia fazica a nisipului cuartos

SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 CO2 Altele TOTALSiO2 87 87CaCO3 2 1.5714 3.5714MgCO3 1 1.0913 2.0913Al2O3 3 3Fe2O3 2 2Altele 2.3373

100TOTAL 87 2 1 3 2 2.6627 2.3373 100

b. Compozitia fazica a calcarului :

1. CANTITATEA DE SiO2 Kg 2. CANTITATEA DE Al2O3KgSiO2 = 2 Al2O3 = 3

3. CANTITATEA DE Fe2O3 :Fe2O3 = 2

4. CANTITATEA DE CaCO3 :CaCO3 91.07143 Cantitatea de CaO in CaCO3 51

Cantitatea de CO2 in CaCO340.071

5. CANTITATEA DE MgCO3 :MgCO3 8.365079 Cantitatea de MgO in MgCO 4

Cantitatea de CO2 in MgCO 4.3651

Tabel. Compozitia fazica a calcaruluiSiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 CO2 Altele TOTAL

SiO2 2 2CaCO3 51 40.071 91.071MgCO3 4 4.3651 8.3651Al2O3 3 3

Fe2O3 2 2Altele -6.437

100TOTAL 2 51 4 3 2 44.437 -6.43651 100

3.5. Caracteristicile zgurilor si determinarea necesarului de fondanti

Pentru determinarea necesarului de fondanti se adopta principalele caracteristici ale zgurei ce urmeaza sa se forma in operatia ulterioara de topire reducatoare si distilare a aglomeratelor zinco - plumboasesi pierderile procentuale de FeO, CaO si SiO2 in diferite subproduse (prafuri volatile, pulbere albastra, scoarte).

Parametrul Valori practice Valori[%FeO]zg 40…45 41[%Zn]zg 5…6 6[%FeO+%CaO+%SiO2]zg 80…85 84[%CaO/%SiO2]zg 1,0…1,2 1.1Pierderi de FeO in % 2…5 3Pierderi de CaO in % 1…3 2.6Pierderi de SiO2 in % 1…3 1

Cunoscand pierderile de FeO, CaO si SiO2 , rezulta ca diferentele de pana la 100 % vor trece in zgura:

Procentul de FeO care trece in zgura, in %: 97Procentul de CaO care trece in zgura, in %: 97.4Procentul de SiO2 care trece in zgura, in %: 99

Din sistemul urmator se determina concentratiile de CaO si SiO2 din zgura:[%FeO] + [%CaO]zg = [%FeO+%CaO+%SiO2]zg-[%FeO]zg %CaO/%SiO2= 1.1

[%CaO+%SiO2]zg= 43 Rezulta: [%CaO]zg = 20.47619%CaO/%SiO2= 1.1 [% SiO2]zg = 22.52381

[%FeO]zg = 41

Din ecuatiile de bilant ale FeO, CaO si SiO2 se obtine sistemul:

0,0154X+0,0064Y-0,453Z=-8,350,31X+0,52Y-0,2126Z=-1,1639

0,87X+0,381Y-0,1781Z=-2,2608

Matricea extinsa a sistemului:0.017456 0.017456 -0.41 -8.182023

0.87 0.02 -0.225238 -1.980.02 0.51 -0.204762 -0.87

Determinantul principal , Dp 0.017456 0.017456 -0.410.87 0.02 -0.225238 Dp= -0.1767880.02 0.51 -0.204762

Determinantul lui X, Dx -8.182023 0.017456 -0.41-1.98 0.02 -0.225238 Dx= -0.503146-0.87 0.51 -0.204762

Determinantul lui Y,Dy 0.017456 -8.182023 -0.410.87 -1.98 -0.225238 Dy= -1.1229610.02 -0.87 -0.204762

X=Dx/Dp= 2.846039 prin rotunjire la doua zecimale obtinem: X = 2.85 KgY=Dy/Dp= 6.352017 Y = 6.35 KgZ= 20.34778 Z = 20.35 Kg

Amestecul de sarja fara aglomerat retur este format din:Amestec de concentrate: 100 Kg 91.58 %Cuart: 2.85 Kg 2.61 %Calcar: 6.35 Kg 5.82 % TOTAL 109.2 Kg 100 %

Cantitatea de amestec de sarja fara aglomerat retur este : [AS]= 109.2 Kg

3. 6. Compozitiile chimica si fazica a amesecului de sarja fara aglomerat retur

Compozitiile chimica si fazica amestecului de sarja fara aglomerat retur se obtine prin insumareaCompozitiile chimica si fazica amestecului de sarja fara aglomerat retur se obtine prin insumareacompusilor continuti in componentele sarjei (amestec concentrate, cuart si calcar):

Tab. Compozitiile chimica si fazica a amestecului de sarja fara aglomerat returNr. Compusul AC Cuart Calcar Amestec sarja

Kg Kg Kg Kg Kg %1 CuFeS2 2.197563 0 0 2.197563 2.012422 CuS 0.073076 0 0 0.073076 0.0669193 FeS2 10.65134 0 0 10.65134 9.753974 Fe7S8 1.203441 0 0 1.203441 1.1020525 PbS 23.08865 0 0 23.08865 21.143466 ZnS 53.62007 0 0 53.62007 49.102637 CdS 0.321168 0 0 0.321168 0.294118 Sb2S3 0.655283 0 0 0.655283 0.6000769 As2S3 0.262523 0 0 0.262523 0.240406

10 Bi2S3 0.03689 0 0 0.03689 0.03378211 CaCO3 1.553571 0.101786 5.783036 7.438393 6.81171512 MgCO3 1.380238 0.059601 0.531183 1.971022 1.80496513 SiO2 1.98 2.4795 0.127 4.5865 4.20009214 Al2O3 0.87 0.0855 0.1905 1.146 1.04945115 Fe2O3 0 0.057 0.127 0.184 0.16849816 Altele 2.10619 0.066613 -0.408718 1.764085 1.61546317 TOTAL 109.2 10018 TOTAL 100 2.85 6.35 109.2

3.7. Determinarea cantitatii si compozitiei prafurilor volatileCompozitia chimica medie a prafurilor volatile rezultate in tehnologia ISP este:

Pb Cd Zn Fe Cu AS Sb S% 50…60 2…10 1…3 1.5…3.5 0.1…0.5 0.1…0.5 0.005…0.15…10

Din datele inregistrate in practica industriala a rezultat ca principalele elemente din amestecul de

de sarja trec in prafurile volatile in urmatoarele proportii fata de amestecul de sarja fara aglomerat retur:

in amestecul de sarja fara aglomerat returElementul % in praf Adoptat Elementul % in praf Adoptat Elementul % in praf AdoptatZn 0,2…0,5 0.4 Cu 1…1,5 1.2 Sb 5…15 10Pb 10…15 14 Fe 0,5…1,5 1.2 SiO2 0,5…1 1Cd 60…80 80 As 20…40 30 Al2O3 0,5…1 1

CaO 0,5…1 1

Cantitatea de prafuri volatile se poate determina in functie de cantitatea de zinc ce trece in praf si de concentratia acestuia. Din date practice rezulta ca in praf trece 0,2…0,5 % din zincul total continut in amestecul de sarja fara aglomerat retur. Pentru determinarea cantitatii de praf se adopta procentul de zinc din sarja ce trece in praf (0,2…0,5 %) si concentratia acestuia in praf (1…3%).

Pentru exemplul dat au fost adoptate urmatoarele valori: Parametrul Date uzinale AdoptatProcentul de zinc ce trece in praf, in % fata de sarja: 0,2...0,5 0.4Concentratia zincului in praf, in % 1…3 2.5

Pe baza datelor adoptate se determina cantitatea de zinc din praf si cantitatea de praf:Cantitatea de zinc din praf : 0.144 KgCantitatea de praf , P: P = 5.76 Kg

Elementele din praf sunt continute sub forma de oxizi, sulfuri si sulfati. Distributia acestora esteurmatoarea:

Elementul Compusul %din total Adoptat,% Elementul Compusul %din total Adoptat,%Zn ZnSO4 10…30 21 Cu Cu2O 40…60 57

ZnO 20…40 28 Cu2S 40…60 43ZnS 40…60 51 As As2O3 60…80 69

Cd CdSO4 30…50 36 As2S3 20…40 31CdO 30…50 42 Sb Sb2O3 60…80 71

Tab. Distributia elementelor si compusilor in prafurile volatile, in % fata de cantitatile lor

CdS 10…30 28 Sb2S3 20…40 29Pb PbSO4 0…20 10 Fe Fe2O3 70…90 81

PbO 30…50 45 FeS 10…30 19PbS 40…60 45 CaO CaO 100 100

SiO2 SiO2 100 100 Al2O3 Al2O3 100 100

Pe baza procentului de repartitie adoptat si a cantitatii de praf se determina cantitativ fiecare element sau compus si ulterior, pe baza distributiei adoptate se determina cantitativ toti compusiicontinuti in praf;a. Compusii zincului:cantitatea de zinc din praf [Zn]p 0.144 KgCantitatea de ZnSO4 [ZnSO4]p 0.074643 Kg

Cantitatea de Zn in ZnSO4: 0.03024 KgCantitatea de S in ZnSO4: 0.014801 KgCantitatea de O in ZnSO4: 0.029602 Kg

Cantitatea de ZnO [ZnO]p 0.050187 KgCantitatea de Zn in ZnO: 0.04032 KgCantitatea de O in ZnO: 0.009867 Kg

Cantitatea de ZnS [ZnS]p 0.109385 KgCantitatea de Zn in ZnS: 0.07344 KgCantitatea S in ZnS: 0.035945 Kg

b. Compusii plumbului :cantitatea de plumb din praf [Pb]p 2.8 KgCantitatea de PbSO4 [PbSO4]p 0.409723 Kg

Cantitatea de Pb in PbSO4: 0.28 KgCantitatea de S in PbSO4 0.043241 KgCantitatea de O in PbSO4: 0.086482 Kg

Cantitatea de PbO [PbO]p 1.357293 KgCantitatea de Pb in PbO: 1.26 KgCantitatea de O in PbO: 0.097293 Kg

Cantitatea de PbS [PbS]p 1.454585 KgCantitatea de Pb in PbS: 1.26 KgCantitatea de S in PbS 0.194585 Kg

c. Compusii cadmiului:cantitatea de Cd din praf: [Cd]p 0.2 KgCantitatea de CdSO4 [CdSO4]p= 0.133489 Kg

Cantitatea de Cd in CdSO4: 0.072 KgCantitatea de S in CdSO4: 0.020496 KgCantitatea de O in CdSO4: 0.040993 Kg

Cantitatea de CdO [CdO]p 0.179956 KgCantitatea de Cd in CdO 0.084 KgCantitatea de O in CdO 0.095956 Kg

Cantitatea de CdS [CdS]p 0.071942 KgCantitatea de Cd in CdS: 0.044 KgCantitatea de S in CdS: 0.027942 Kg

d. Compusii cuprului:cantitatea de Cu din praf: [Cu]p 0.00972 KgCantitatea de Cu2O [Cu2O]p 0.006238 Kg

Cantitatea de Cu in Cu2O: 0.00554 KgCantitatea de O in Cu2O: 0.000698 Kg

Cantitatea de Cu2S [Cu2S]p 0.005232 KgCantitatea de Cu in Cu2S: 0.00418 KgCantitatea de S in Cu2S: 0.001052 Kg

e. compusii fierului din praf:Cantitatea de Fe din praf: [Fe]p 0.07632 KgCantitatea de Fe2O3 [Fe2O3]p 0.088384 Kg

Cantitatea de Fe in Fe2O3: 0.061819 KgCantitatea de O in Fe2O3: 0.026565 Kg

Cantitatea de FeS [FeS]p 0.022809 KgCantitatea de Fe in FeS: 0.014501 KgCantitatea de S in FeS: 0.008308 Kg

f. compusii arseniului din praf

Cantitatea de As in praf: [As]p 0.048 KgCantitatea de As2O3 [As2O3]p 0.043731 Kg

Cantitatea de As in As2O3: 0.03312 KgCantitatea de O in As2O3: 0.010611 Kg

Cantitatea de As2S3 [As2S3]p 0.024415 KgCantitatea de As in As2S3: 0.01488 KgCantitatea de S in As2S3: 0.009535 Kg

g. Compusii stibiului din praf:Cantitatea de Sb din praf: [Sb]p 0.047 KgCantitatea de Sb2O3 [Sb2O3]p 0.039948 Kg

Cantitatea de Sb in Sb2O3: 0.03337 KgCantitatea de O in Sb2O3: 0.006578 Kg

Cantitatea de Sb2S3 [Sb2S3]p 0.019003 KgCantitatea de Sb in Sb2S3: 0.01363 KgCantitatea de S in Sb2S3: 0.005373 Kg

h.Cantitatea de SiO2 din praf: [SiO2]p 0.0198 Kg

i. Cantitatea de CaO din praf: [CaO]p 0.0087 Kg

j. Cantitatea de Al2O3 din praf: [Al2O3]p 0.0087 Kg

k. Cantitatea totala de sulf in praf:[S]p= 0.361279[%S]p= 6.272203

Se observa ca procentul de sulf in praf (7,658 %) se incadreaza in compozitia prafurilor industriale (tab….), ceea ce confirma ca distributia elementelor in compusi a fost corect adoptata.

Tab. Compoziile chimica si fazica a prafurilor volatileZn Pb Cd Cu Fe As Sb S O SiO2 Al2O3 CaO altele Total, Kg

ZnSO4 0.03024 0.014801 0.029602 0.074643ZnO 0.04032 0.009867 0.050187ZnS 0.07344 0.035945 0.109385

CdSO4 0.072 0.020496 0.040993 0.133489CdO 0.084 0.095956 0.179956CdS 0.044 0.027942 0.071942PbSO4 0.28 0.043241 0.086482 0.409723PbO 1.26 0.097293 1.357293PbS 1.26 0.194585 1.454585Cu2O 0.00554 0.000698 0.006238Cu2S 0.00418 0.001052 0.005232Fe2O3 0.061819 0.026565 0.088384FeS 0.014501 0.008308 0.022809As2O3 0.03312 0.010611 0.043731As2S3 0.01488 0.009535 0.024415Sb2O3 0.03337 0.006578 0.039948Sb2S3 0.01363 0.005373 0.019003SiO2 0.0198 0.0198Al2O3 0.0087 0.0087CaO 0.0087 0.0087Altele 1.631837 1.631837Total, Kg 5.76Total, Kg 0.144 2.8 0.2 0.00972 0.07632 0.048 0.047 0.361279 0.404644 0.0198 0.0087 0.0087 1.631837 5.76Total, % 2.5 48.611 3.472 0.169 1.325 0.833 0.816 6.272 7.025 0.344 0.151 0.151 28.331 100

3.8. Determinarea compozitiilor chimica si fazica ale aglomeratelor

3.8.1. Scaderea in greutate a aglomeratuluiReactiile de oxidare a sulfurilor si disocierea carbonatilor conduc la o scadere in greutate a aglomeratului fata de greutatea initiala a amestecului de sarja care, intr-o prima aproximatie se poate determina cu relatia:

q = [S]as/2 + [CO2]asIn aceste conditii, cantitatea de aglomerat rezultat din procesarea amestecului de sarja fara aglomerat retur va fi: [A] = [AS] - qSulful din amestecul de sarja provine din amestecul de concentrate, iar bioxidul de carbon provine atat din amestecul de concentrate cat si din fondanti: [S]as= 28.03 Kg[CO2]as= 4.30141 Kg q= 18.3164 Kg A= 90.8836 Kg 3.8.2. Cantitatea de sulf din aglomeratSulful din aglomerat se determina in functie de cantitatea de aglomerat si concentratia sulfului din aglomerat care se adopta in intervalul 0,9…1,0 %:

Valori Adoptat[%S]a 0,9…1,0 0.9 [S]a = 0.81795 Kg

3.8.3. Comportarea compusilor amestecului de sarja

a. Comportarea compusilor zinculuiPe baza sulfului din aglomerat se determina cantitatea de ZnS din aglomerat si cantitatea de zincaflat ca sulfura in aglomeratul final:Cantitatea de S ca ZnS: 0.817952 KgCantitatea de ZnS: 2.489131 KgCantitatea de Zn ca ZnS: 1.671179 Kg

Restul de ZnS se oxideaza la oxid si o mica parte la sulfat (corespunzator cantitatii de ZnSO4 dinprafurile volatile calculate anterior) conform reactiilor:

ZnS + 3/2 O2 = ZnO + SO2ZnS + 2O2 = ZnSO4

Cantitatea de ZnSO4 ce trece in praf : 0.07464 KgCantitatea de ZnS oxidata la sulfat: 0.04504 KgCantitatea de O2 consumat: 0.0296 KgCantitatea de ZnS oxidata la ZnO : 50.9765 KgCantitatea ZnO rezultat: 42.6008 KgCantitatea de SO2 rezultat: 33.5027 KgCantitatea de O2 consumat: 25.1271 Kg

Compusii zincului rezultati in urma prajirii aglomerante se distribuie intre produsele rezultate:aglomerat si prafuri volatile, astfel: ZnSO4 in totalitate in praf, iar ZnO si ZnS in aglomerat si praf.

Cantitatea de ZnS din aglomerat: 2.489131 KgCantitatea de Zn in ZnS din aglomerat: 1.671179 KgCantitatea de S in ZnS din aglomerat: 0.817952 Kg

Cantitatea de ZnS din praf: 0.109385 KgCantitatea de ZnO din praf: 0.050187 KgCantitatea de ZnO din aglomerat: 42.55064 Kg

Cantitatea de Zn in ZnO din aglomerat: 34.18482 KgCantitatea de O2 in ZnO din aglomerat: 8.365817 Kg

Bilantul de zinc:

Intrari Iesiri Zn in compusul Amestecul de sarj praf aglomeratTotal Zn Zn in ZnS 36 Kg 0.07344 1.67118 1.74462 Kg Zn in ZnO 0 Kg 0.04032 34.1848 34.2251 Kg Zn in ZnSO4 0 Kg 0.03024 0 0.03024 Kg

TOTAL GENERA 36 Kg 0.144 35.856 36 Kg

b. Comportarea compsilor plumbuluiSulfura de plumb din amestecul de sarja fara aglomerat retur trece partial in praf ca PbS, PbO si PbSO4, iar restul trece ca oxid in aglomerat:Cantitatea de PbS din praf: 1.45459 KgCantitatea de PbS ce se oxideaza si trece ca sulfat in praf: 0.32324 Kg

Cantitatea de PbS ce se oxideaza si trece ca PbO in praf: 1.45459 KgCantitatea de PbS ce se oxideaza si trece ca PbO in aglomer 19.8562 KgCantitatea de PbS oxidata la PbSO4: 0.32324 KgCantitatea de O2 consumat la formarea PbSO4: 0.08648 KgCantitatea totala de PbS oxidata la PbO: 21.3108 KgCantitatea de PbO format din oxidarea PbS: 19.8854 KgCantitatea de SO2 format din oxidarea PbS: 5.70166 KgCantitatea de O2 consumat la formarea PbO: 4.27624 Kg

Oxidul de plumb format din oxidarea PbS se distribuie intre praful volatil si aglomerat:Cantitatea de PbO din praf: [PbO]p= 1.35729 KgCantitatea de PbO din aglomerat: [PbO]a= 18.5281 Kg

Cantitatea de Pb in PbO din aglomerat: 17.2 KgCantitatea de O2 in PbO din aglomerat: 1.32812 Kg

Bilantul de plumb:

Intrari Iesiri Pb in compusul Amestecul de sarj praf aglomeratTotal Pb Pb in PbS 20 Kg 1.26 0 1.26 Kg Pb in PbO 0 Kg 1.26 17.2 18.46 Kg Pb in PbSO4 0 Kg 0.28 0 0.28 Kg

TOTAL GENERA 20 Kg 2.8 17.2 20 Kg

c. Comportarea cadmiuluiCantitatea de CdSO4 din praf : 0.13349 KgCantitatea de CdO din praf: 0.17996 KgCantitatea de CdS din praf: 0.07194 KgCantitatea de CdS consumata la formarea CdSO4: 0.0925 KgCantitatea de O2 consumat la formarea CdSO4: 0.04099 KgCantitatea de CdS oxidat la CdO : 0.15673 KgCantitatea de CdO rezultat din oxidarea CdS: 0.26137 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea CdO: 0.06946 KgCantitatea de O2 consumat la formarea CdO: 0.1741 Kg

Cantitatea de CdO ce trece in aglomerat: 0.08141 KgCantitatea de Cd in aglomerat din CdO 0.038 KgCantitatea de O2 din CdO: 0.04341 Kg

Bilantul de Cd

Intrari Iesiri Cd in compusul Amestecul de sarj praf aglomeratTotal Cd Cd in CdS 0.25 Kg 0.044 0 0.044 Kg Cd in CdO 0 Kg 0.084 0.038 0.122 Kg Cd in CdSO4 0 Kg 0.072 0 0.072 Kg

TOTAL GENERA 0.25 Kg 0.2 0.038 0.238 Kg

d. Comportarea compusilor cupruluiSe considera ca intraga cantitate de calcopirita si de covelina din amestecul de sarja disociaza:

2CuFeS2 =Cu2S + 2FeS + 1/2S2 2CuS = Cu2S + 1/2S2

Cantitatea de calcopirita din amestecul de sarja: 2.19756 KgCantitatea de Cu2S rezultata din disocierea calcopiritei: 0.95313 KgCantitatea de FeS rezultata din disocierea calcopiritei: 1.05271 KgCantitatea de sulf degajat din disocierea calcopiritei: 0.19173 KgCantitatea de CuS din amestecul de sarja: 0.07308 KgCantitatea de Cu2S rezultata din disocierea covelinei: 0.06084 KgCantitatea de Sulf degajat din disocierea covelinei: 0.01224 KgCantitatea totala de Cu2S din disocierea CuFeS2 si CuS: 1.01397 KgCantitatea de Cu2S din praf: 0.00523 KgCantitatea de Cu2S ce se oxideaza cu formarea de Cu2O: 1.00873 KgCantitatea de Cu2O din oxidarea Cu2S: 0.90728 KgCantitatea de SO2 din oxidarea Cu2S: 0.40583 KgCantitatea de O2 pentru oxidarea Cu2S: 0.30437 KgCantitatea de Cu2O din praf: 0.00624 KgCantitatea de Cu2O din aglomerat: 0.90104 Kg

Cantitatea de Cu din Cu2O continut in aglomerat 0.80028 KgCantitatea de O2 din Cu2O continut in aglomerat 0.10076 Kg

Bilantul de Cu

Intrari Iesiri Cu in compusul Amestecul de sarj praf aglomeratTotal Cu Cu in CuFeS2 0.7614 Kg 0 0 0 Kg Cu in CuS 0.0486 Kg 0 0 0 Kg Cu in Cu2S 0 Kg 0.00418 0 0.00418 Kg Cu in Cu2O 0 Kg 0.00554 0.80028 0.80582 Kg


e. Comportarea compusilor stibiuluiCa si celelalte elemente si stibiul se repartizeaza intre aglomerat si praful volatil.Cantitatea de Sb2O3 din praf: 0.039948 KgCantitatea de Sb2S3 din praf: 0.019003 Kg

Diferenta dinte cntitatea de Sb2S3 din amestecul de sarja si cea din praf se oxideaza cu formarea de pentaoxidsi trioxid. Se Considera ca stibina se oxideaza in proportie de 60…80 % cu formarea de pentaoxid si restul cu formarea de trioxid. Pentru determinarea celor doi oxizi adoptam proportiile de oxidare a Sb2S3 conform tabelului:

Distributia stibinei intre pentaoxid si trioxid:Stibiul din aglomerat IndustrialAdoptat% Sb2S3 oxidat la Sb2O5 60…80 75%Sb2S3 oxidat la Sb2O3 20…40 25

Cei doi oxizi se formeaza conform reactiilor:Sb2S3+9/2O2=Sb2O5+3SO2Sb2S3+11/2O2=Sb2O3+3SO2

Pentaoxidul de stibiu format trece in totalitate in aglomerat, iar trioxidul se distribuie intre praf si aglomerat.

Cantitatea de Sb2S3 din amestecul de sarja: 0.65528 KgCantitatea de Sb2S3 ce se oxideaza prin cele doua reactii: 0.63628 KgCantitatea de Sb2S3 care se oxideaza la pentaoxid: 0.47721 KgCantitatea de Sb2O5 din aglomerat: 0.45472 Kg

Cantitatea de Sb in Sb2O5 din aglomerat: 0.34228 KgCantitatea de O2 din Sb2O5 din aglomerat: 0.11244 Kg

Cantitatea de SO2 rezultat la formarea pentaoxidului: 0.26986 KgCantitatea de oxigen consumat la formarea pentaoxidului: 0.24738 KgCantitatea de Sb2S3 oxidata cu formarea de Sb2O3: 0.15907 KgCantitatea de Sb2O3 format prin oxidarea Sb2S3: 0.13658 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea trioxidului: 0.08995 KgCantitatea de oxigen consumat la formarea trioxidului: 0.06747 KgCantitatea de Sb2O3 din aglomerat: 0.09663 Kg

Cantitatea de Sb din Sb2O3 din aglomerat: 0.08072 KgCantitatea de O2 din Sb2O3 din aglomerat: 0.01591 Kg

Bilantul de Sb

Intrari Iesiri Sn in compusul Amestecul de sarj praf aglomeratTotal Sb Sb in Sb2S3 0.47 Kg 0.01363 0 0.01363 Kg Sb in Sb2O5 0 Kg 0 0.34228 0.34228 Kg Sb in Sb2O3 0 Kg 0.03337 0.08072 0.11409 Kg


f. Comportarea compusilor arseniuluiCa si stibiul arseniul se repartizeaza intre aglomerat si praful volatil.Cantitatea de As2O3 din praf: 0.043731 KgCantitatea de As2S3 din praf: 0.024415 Kg

Diferenta dinte cntitatea de As2S3 din amestecul de sarja si cea din praf se oxideaza cuformarea de pentaoxid si trioxid. Se Considera As2S3 se oxideaza in proportie de 70…90 %cu formarea de pentaoxid si restul cu formarea de trioxid. Pentru determinarea celor doi oxizi adoptam proportiile de oxidare a As2S3 conform tabelului:

Distributia As2S3 intre pentaoxid si trioxid: Parametrul IndustrialAdoptat

% As2S3 oxidat la As2O5 10…40 29%As2S3 oxidat la As2O3 60…90 71

Cei doi oxizi se formeaza conform reactiilor:As2S3+9/2O2=As2O5+3SO2As2S3+11/2O2=As2O3+3SO2

Pentaoxidul de arseniu format trece in totalitate in aglomerat, iar trioxidul se distribuie intre praf si aglomerat.

Cantitatea de As2S3 din amestecul de sarja: 0.26252 KgCantitatea de As2S3 ce se oxideaza prin cele doua reactii: 0.23811 KgCantitatea de As2S3 care se oxideaza la pentaoxid: 0.06905 KgCantitatea de As2O5 din aglomerat: 0.06504 Kg

Cantitatea de As in As2O5 din aglomerat: 0.04208 KgCantitatea de O2 din As2O5 din aglomerat: 0.02296 Kg

Cantitatea de SO2 rezultat la formarea pentaoxidului: 0.05393 KgCantitatea de oxigen consumat la formarea pentaoxidului: 0.04992 KgCantitatea de As2S3 oxidata cu formarea de As2O3: 0.16906 KgCantitatea de As2O3 format prin oxidarea As2S3: 0.13605 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea trioxidului: 0.13204 KgCantitatea de oxigen consumat la formarea trioxidului: 0.09903 KgCantitatea de As2O3 din aglomerat: 0.09231 Kg

Cantitatea de As din As2O3 din aglomerat: 0.06992 KgCantitatea de O2 din Sb2O3 din aglomerat: 0.0224 Kg

Bilantul de As

Intrari Iesiri As in compusul Amestecul de sarj praf aglomeratTotal As As in As2S3 0.16 Kg 0.01488 0 0.01488 Kg As in As2O5 0 Kg 0 0.04208 0.04208 Kg As in As2O3 0 Kg 0.03312 0.06992 0.10304 Kg


g. Comportarea compusilor abismutuluiSulfura de bismut din amestecul de sarja se considera ca se oxideaza in totalitate si trece in aglomerat in urma reactiei:

Bi2S3 + 9/2O2 = Bi2O3 + 3SO2Cantitatea di Bi2S3 din amestecul de sarja: 0.03689Cantitatea de Bi2O3 din aglomeraat: 0.03344Cantitatea de SO2 din oxidarea Bi2S3: 0.01378Cantitatea de O2 consumat la oxidarea Bi2S3: 0.01033

Cantitatea de Bi ca Bi2O3 in aglomerat: 0.03Cantitatea de O2 ca Bi2O3 in aglomerat: 0.00344

Bilantul de Bi

Intrari Iesiri

Bi in compusul Amestecul de sarj praf aglomeratTotal Bi Bi in Bi2S3 0.03 Kg 0 0 Err:522 Kg Bi in Bi2O3 0 Kg 0 0.03 0.03 Kg

TOTAL GENERA 0.03 Kg 0 0.03 0.03 Kg

h. Comportarea compusilor fieruluiFiierul se afla in amestecul de sarja sub forma de FeS2, Fe7S8, CuFeS2 si foarte putin ca Fe2O3.Sulfurile superioare disociaza conform reactiilor:

FeS2 = FeS + 1/2S2Fe7S8 = 7FeS + 1/S22CuFeS2 = Cu2S + 2FeS + 1/2S2

Sulfura feroasa (FeS) trece in mica masura in prafuri datorita antrenarilor mecanice, iar restul seoxideaza cu formarea de oxizi superiori (Fe2O3) si Fe3O4) in urmatoarele proportii:

Parametrul Adoptat% FeS in Fe2O3: 60…80 71% FeS in Fe3O4: 20…40 29

Oxidarea FeS are loc dupa reactiile:2FeS + 7/2O2 = Fe2O3 + 2SO23FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2

Cantitatea de FeS2 din amestecul de sarja: 10.6513 KgCantitatea de FeS rezultata din disocierea piritei: 7.80742 KgCantitatea de sulf degajat la disocierea piritei: 2.84391 KgCantitatea de Fe7S8 din amestecul de sarja: 1.20344 KgCantitatea de FeS rezultata din disocierea pirotinei 1.14392 KgCantitatea de sulf degajat la disocierea pirotinei: 0.05953 KgCantitatea de FeS rezultata din disocierea calcopiri 1.05271 KgCantitatea totala de FeS: 10.004 KgCantitatea de FeS ce trece in praf: 0.02281 KgCantitatea de FeS ce se oxideaza la Fe2O3 si Fe3 9.98124 KgCantitatea de FeS ce se oxideaza la Fe2O3 : 7.08668 KgCantitatea de Fe2O3 formata din oxidarea FeS: 6.44133 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea Fe2O3: 5.16275 KgCantitatea de O2 consumat la formarea Fe2O3: 4.5174 KgCantitatea de Fe2O3 din amestecul de sarja: 0.184 KgCantitatea totala de Fe2O3: 6.62533 KgCantitatea de Fe2O3 ce trece in praf: 0.08838 KgCantitate de Fe2O3 ce trece in aglomerat: 6.53695 KgCantitatea de Fe in Fe2O3 din aglomerat: 4.57218 KgCantitatea de O2 in Fe2O3 din aglomerat: 1.96477 KgCantitatea de FeS ce se oxideaza la Fe3O4: 2.89456 KgCantitatea de Fe3O4 format din oxidarea FeS: 2.5431 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea Fe3O4: 2.10873 KgCantitatea de O2 consumat la formarea Fe3O4: 1.75727 KgCantitatea de Fe3O4 din aglomerat: 2.5431 KgCantitatea de Fe in Fe3O4 din aglomerat: 1.84019 KgCantitatea de O2 in Fe3O4 din aglomerat: 0.70291 Kg

Bilantul de Fe

Intrari Iesiri Fe in compusul Amestecul de sarj praf aglomeratTotal As

Fe in FeS2 4.96351 Kg 0 0 0 Kg Fe in Fe7S8 0.72724 Kg 0 0 0 Kg Fe in CuFeS2 0.66925 Kg 0 0 0 Kg Fe in FeS 0 Kg 0.014501 0 0.0145 Kg Fe in Fe2O3 0.1287 Kg 0.061819 4.57218 4.634 Kg Fe In Fe3O4 0 Kg 0 1.84019 1.84019 Kg


i. Comportarea compusilor Ca si MgAceste doua metale se afla in amestecul de sarja sub forma de carbonati care se descompun conform conform reactiilor:

CaCO3 = CaO + CO2MgCO3 = MgO + CO2

Oxizii rezulta trec in aglomerat, cu exceptia unor mici cantitati care trec in praf.Cantitatea de CaCO3 in amestecul de sarja: 7.43839 KgCantitatea de CaO rezultat din disocierea CaCO3: 4.1655 KgCantitatea de CO2 rezultat din descompunerea CaCO3: 3.27289 KgCantitatea de CaO ce trece in praf: 0.0087 KgCantitatea de CaO ce trece in aglomerat: 4.1568 KgCantitatea de MgCO3 din amestecul de sarja: 1.97102 KgCantitatea de MgO rezultat din disocierea MgCO3: 0.9425 KgCantitatea de CO2 rezultat din descompunerea MgCO3: 1.02852 KgCantitatea de MgO ce trece in praf: 0 KgCantitatea de MgO ce trece in aglomerat: 0.9425 Kg

j. Comportarea compusilor siliciului , aluminiului si alteleSiliciul si aluminiul se gasesc in amestecul de sarja sub forma de oxizi care se repartizeaza integral in praf si aglomerta.Cantitatea de "altele" din amestecul de sarja se distribuie ca "altele" in aglomerat si praf.Cantitatea de SiO2 din aglomerat: 4.5667 KgCantitatea de Al2O3 din aglomerat: 1.1373 KgCantitatea de "altele" in aglomerat: 0.132248 Kg

k Comportarea compusilor sulfuluiSulful in amestecul de sarja se afla in diverse sulfuri, iar in urma procesului de prajire aglomerantao parte trece ca sulfuri simple si sulfat in aglomerat si in praf, iar o parte trece in faza gazoasa sub forma de bioxid de sulf. Bioxidul de sulf provine in parte din oxidarea directa a unor sulfuri si din oxidarea sulfului elementar degajat din reactiile de disociere,care se oxideaza conform reactiei:

1/2S2 + O2 = SO2Cantitatea de sulf din amestecul de sarja: 28.03 KgCantitatea de sulf din praf: 0.36128 KgCantitatea de sulf din aglomerat: 0.81795 KgCantitatea de SO2 din reactiile de oxidare a sulfurilor: 47.5107 KgCantitatea de sulf rezultat din reactiile de disociere: 3.1074 KgCantitatea de SO2 din arderea sulfului: 6.21481 KgCantitatea de oxigen consumat la arderea sulfului: 3.1074 KgCantitatea totala de SO2 din gaze: 53.7255 KgCantitatea totala de S ca SO2 in gaze: 26.8628 KgCantitatea de O2 din gaze ca SO2: 26.8628 Kg

Bilantul de S

Intrari Iesiri S in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat gaze Total SS in sulfuri in amestecul de sa 28.03 Kg 0 0 0 0S in sulfuri si sulfati in praf 0 Kg 0.36128 0 0 0.361279 S in aglomerat ca ZnS 0 Kg 0 0.81795 0 0.817952 S in SO2 din gaze 0 Kg 0 0 26.86277 26.86277

TOTAL GENERAL 28.03 Kg 0.36128 0.81795 26.86277 28.042

3.8.4. Calculul cantitatii de aglomerat si a compozitiilor chimica si fazica ale aglomeratuluiCantitatea de aglomerat se obtine prin insumarea compusilor ce au fost repartizati anterior in aglomerat. Compozitiile chimica si fazica sunt redate in Tab…Cantitatea de aglomerat: A 85.3081 Kg

Tab…Compozitiile chimica si fazica ale aglomeratului zinco - plumbos.Zn Pb Cd Cu Sb As Bi Fe S O SiO2 Al2O3 CaO MgO altele Total

ZnO 34.1848 8.365817 42.55064ZnS 1.67118 0.817952 2.489131PbO 17.2 1.328121 18.52812Cu2O 0.80028 0.100759 0.901039CdO 0.038 0.043409 0.081409Sb2O5 0.34228 0.112443 0.454721Sb2O3 0.08072 0.015911 0.096634As2O5 0.04208 0.022958 0.065043As2O3 0.06992 0.0224 0.092315Bi2O3 0.03 0.003445 0.033445Fe2O3 4.572182 1.964769 6.536951Fe3O4 1.840195 0.702909 2.543104SiO2 4.5667 4.5667Al2O3 1.1373 1.1373CaO 4.1568 4.1568MgO 0.9425 0.9425altele 0.1322 0.132248Total, Kg 85.3081Total, Kg 35.856 17.2 0.038 0.80028 0.423 0.112 0.03 6.412376 0.817952 12.68294 4.5667 1.1373 4.1568 0.9425 0.1322 85.3081Total, % 42.03 20.16 0.04 0.94 0.5 0.13 0.04 7.52 0.96 14.87 5.35 1.33 4.87 1.1 0.16 100

3.9. Calculul aerului teoretic necesarAerul teoretic necesar se determina pe baza oxigenului consumat in reactiile de oxidare. Se considera o concentratie a oxigenului in aer de 23 % procente greutate.Cantitatea de oxigen teoretic: 39.89505 KgCantitatea de aer teoretic: 173.4567 KgCantitatea de azot din aerul teoretic: 133.5617 Kg

Volumul aerului teoretic, in conditii normale:Volumul oxigenului teoretic: 27.939 Nmc

Volumul azotului din aerul teoretic: 106.8971 NmcVolumul de aer teoretic: 134.8361 Nmc

In procesul de prajire aglomeranta se insufla un debit de aer mult mai mare decat cel teoreticnecesar oxidarii sulfurilor, in scopul obtinerii unei faze gazoase puternic oxidant care sa asigure o viteza mare de oxidare a sulfurilor si respectiv o productivitate mare. In plus, in sistemul de desprafuire se produc infiltrari de aer fals care maresc debitul final de gaze. In aceste conditii, gazele finale vor contine in plus fata de gazele teoretce excesul si infiltrarile de aer si vaporii de apa proveniti din umiditatea amestecului de sarja.Pentru estimarea cantitatii si compozitiei gazelor adoptam urmatoarele date:

parametrul: Industrial AdoptatExcesul de aer si infiltrarile de aer fals, in % fata de volumul de aer te100…200 150

Cantitatea de aer in exces: 260.185 KgCantitatea totala de aer: 433.642 KgCantitatea totala de azot, care trece in gaze: 333.904 KgCantitatea de oxigen in exces, care trece in gaze: 59.8426 KgVolumul normal total de aer: 337.09 Nmc

3.10. Calculul gazelor teoreticeGazele teoretice sunt formate din CO2 rezultat din disocierea carbonatilor, din SO2 provenit din reactiile de oxidare a sulfurilor si din azotul corespunzator aerului teoretic:Cantitatea de CO2 din gazele teoretice 4.301415 KgCantitatea de SO2 din gaze: 53.72554 KgCantitatea de azot din gaze: 133.5617 KgCantitatea de gaze teoretice: 191.5886 Kg

3.11. Bilantul de materiale fara aglomerat returMateriale intrate Kg % Materiale iesite Kg %Amestec de sarja 109.2 38.633 Aglomerat 85.3081 30.18081 Aer 173.457 61.367 Praf 5.76 2.037807 gaze 191.589 67.78138 282.657 100 282.657 100

3.12. Determinarea necesarului de aglomerat retur

Recircularea unei parti din aglomeratul obtinut este necesara pentru diluarea in sulf a amesteculuide sarja pentru a preveni in acest mod dezvoltarea unei temperaturi mai mari decat este necesar.Cantitatea de aglomerat ce se recircula ca "aglomerat retur" se determina din conditia caamestecul final de sarja sa contina o concentratie impusa de sulf si care, in practica industriala are o pondere de 65…80 % din amestecul total de sarja. Din date industriale, concentratia de sulf din amestecul final de sarja variaza in limitele 5,5…7,5 %. Se adopta o concentratie de sulf in limitele indicate si, din ecuatia de bilant a sulfului, se obtine necesarul de aglomerat retur. Aglomeratul retur are compozitiile chimica si fazica ca ale aglomeratului obtinut anterior din amestecul de concentrate si fondanti.

industrial adoptat% S in amestecul de sarja 5,5…8,5 6

Ecuatia de bilant a sulfului:[%S ]a.s*[AS]/100+[%S]a*[AR]/100=[%S]final*(A.S+A.R)/100 [1]

Concentratia sulfului in amestecul de sarja fara aglomerat retur: [%S]a.s 28.03 %Concentratia sulfului in aglomerat: [%S]a 0.96 %Concentratia de sulf adoptata in amestecul final de sarja: [%S]final 6 %Cantitatea de amestec de sarja fara aglomerat retur: [A.S] 109.2 KgCantitatea de aglomerat retur calculat cu ec. [1]: [A.R] 477.3167 Kg

Amestecul de sarja final este format din:Componentul sarjei Kg %Amestec de concentrate 100 17.04981Curt 2.85 0.48592Calcar 6.35 1.082663Aglomerat retur 477.3167 81.3816Total amestec de sarja 586.5167 100

3.13. Determinarea parametrilor procesului

a. Determinarea necesarului de apa:Calculele prezentate au luat in considerare ca toti componentii sarjei sunt in stare perfect uscate.In realitate concentratele si fondantii au o umiditate de 8…10 % , iar amestecul de sarja total, careinclude si aglomeratul retur ce are umiditatea 0%, este umezit la o concentratie de 10…12% apa.Umezirea amestecului de sarja are rolul de a favoriza formarea unor granule intre concentrate,fondanti si aglomerat retur si de a determina formarea prin evaporare in aglomeratului final a unei retele de pori care determina porozitatea aglomeratului.Pentru determinarea necesarului de apa pentru umezirea amestecului de sarja final adoptamurmatoarele date: Industrial AdoptatUmiditatea amestecului de concentrate : 8…10 % 9 %Umiditatea cuartului: 5…10 % 7 %Umiditatea calcarului 3…5 % 5 %Umiditatea aglomeratului 0% 0 %Umiditatea amestecului de sarja final 10…12 % 11 %

Cantitatea de apa din amestecul de sarja final: 64.51683 KgCantitatea de apa din amestecul de concentrate: 9 KgCantitatea de apa din cuart: 0.1995 KgCantitatea de apa din calcar: 0.3175 KgNecesarul de apa in amestecul de sarja final 54.99983 KgTotal amestec de sarja umeda: 641.5165 Kg

b. Determinarea cantitatii si compozitiei gazelor finale

Gazele finale sunt formate din SO2, CO2, H2O, N2 si O2, care au fost calculate anterior.Kg %

Cantitatea si concentratia (procente greutate) de SO2: 53.72554 10.6Cantitatea si concentratia de CO2: 4.301415 0.85Cantitatea si concentratia de N2 : 333.9042 65.89Cantitatea si concentratia de O 2 exces : 59.84258 11.81Cantitatea si concentratia de H2O: 54.99983 10.85Total gaze : 506.7736 100

Deoarece compozitia gazelor in practica este data in procente volumetrice, transformam maselecomponentilor gazelor in volum in conditii normale (0 grade si p=1 atm).

Volumul de SO2 in conditii normale: 18.81233 NmcVolumul de CO2 in conditii normale: 2.190789 NmcVolumul de N2 in conditii normale 267.2426 NmcVolumul normal de O2 exces: 41.90851 NmcVolumul vaporilor de apa: 74.50401 NmcVolumul real de gaze: 404.6583 Nmc

Compozitia gazelor in % procente volumetrice:Concentratia de SO2: 4.65 %Concentratia de CO2: 0.54 %Concentratia vaporilor de apa: 18.41 %Concentratia azotului: 66.04 %Concentratia oxigenului: 10.36 %TOTAL 100 %

c. Determinarea gradului de desulfurareSe determina cu relatia:[S]g*100/[S]asf, unde {S]asf este cantitatea de sulf in amestecul de sarja final.

Cantitatea de sulf din gaze: 26.86277 KgCantitatea de sulf in amestecul de sarja final: 35.191 KgGradul de desulfurare: 76.3342 %

d. Bilantul global de materiale cu aglomerat retur si apaMateriale intrate Kg Materiale iesite KgAmestec de concentrate 100 Aglomerat total 166.6897Cuart 2.85 Praf 5.76Calcar 6.35 Gaze 506.7736Aglomerat retur 81.3816Apa 54.99983Aer 433.6419

Total: 679.2233 679.2233

3.14. Consumurile specifice, debitele zilnice si orare de materiiprime, auxiliare, produse finite si subproduse si caracteristicile

masinii de aglomerare

3.14.1. Materii prime, auxiliare, produse finite si subproduse

Pentru operatia de prajire aglomeranta avem:Calitatea Denumire Cantitatea U.M.Produs finit: aglomeratul autofondant zinco - plumbos 166.6897 KgMaterii prime: concentrat zincos selectiv 49.1015 Kg concentrat plumbos selectiv 22.51263 Kg concentrat colectiv zinco - plumbos 28.38587 KgMaterii auxiliare: calcar 6.35 Kg cuart 2.85 Kg Aer tehnologic 337.0902 Nmc Apa 54.99983Subproduse: praf 5.76 Kg gaze 404.6583 Nmc

3.14.2. Consumurile specificeConsumurile specifice de materii prime si auxiliarese exprima in raport cu unitatea de produs finit. Concentrate selective zincoase: 0.294568 t/t aglomeratConcentrate selective plumboase: 0.135057 t/t aglomeratConcentrate colective zinco - plumboase: 0.170292 t/t aglomeratAmestec de concentrate: 0.599917 t/t aglomeratCalcar: 0.038095 t/t aglomeratCuart: 0.017098 t/t aglomeratApa: 0.329953 t/t aglomeratAer tehnologic: 2022.261 Nmc/t aglomerat

3.14.3. Capacitatea orara a instalatiei de prajire aglomeranta

Instalatiile industriale de prajire aglomeranta functioneaza in regim continuu in tot decursul unui an,cu exceptia unei perioade de 20…40 zile pentru revizie si reparatii capitale si a unor intreruperi scurte,accidentale, pentru reparatii curente. Durata intreruperilor accidentale pe parcursul unui an este echivalentul a 5…10 zile.Pentru deterrminarea capacitatii orare a masinii de aglomerare, se adopta numarul de zile pentrurevizie si reparatii capitale si numarul de zile echivalente pentru opririle accidentale, rezultand asfel fondul de timp annual.

Parametrul Industrial AdoptatDurata perioadei de revizii si reparatii capitale: 20…40 33Durata perioadelor de opriri accidentale: 5…10 12Observatie: pentru acoperirea integrala a capacitatii de productie, se recomanda valori spre

limita superioara a intervalului

Total opriri anuale: 45 zile Fond real de timp, Fr: 320 zile Capacitatea anuala a instalatiei, conform temei de proiect : 120000 t am.concentrate/anTotal sarja umeda corespunzatoare capacitatii anuale: 769820 t/an Capacitatea orara a masinii de aglomerare: 100 t sarja/ora Debitul orar de aglomerat total (inclusiv aglomeratul retur) 26.04527 t aglomerat/ora Debitul orar de aglomerat pt topire: 13.29788 t aglomerat/ora Debitul orar de gaze : 63227.86 Nmc/hDebitul orar de aer: 52670.34 Nmc/h

3.14.4. Necesarul zilnic de materii prime si auxiliarePentru asigurarea capacitatii de functionare este necesar un stoc de materii prime si auxiliare care sa acopere productia pe cel putin 30 zile.

Consumurile zilnice de materii prime si auxiliare: Consumurile zilnice de materiale auxiliare:Concentrate zincoase : 184 t/zi Cuart: 9890 Kg/ziConcentrate plumboase: 72 t/zi Calcar: 22035 Kg/ziConcentrate zinco - plumboase: 91 t/zi Apa: 191 mc/zi

TOTAL MATERII PRIME 347 t/zi Aer: 1264088 Nmc/zi

Necesarul de stocuri de materii prime si auxiliare:Concentrate zincoase: 5520 t/lunaConcentrate plumboase: 2160 t/lunaConcentrate zinco - plumboase: 2730 t/lunaCuart: 296.7 t/lunaCalcar: 661.05 t/luna

Productia anuala de produse finite si subpoduse:Aglomerat zinco - plumbos: 102369.7 t/anPrafuri volatile: 6912 t/anGaze : 4.86E+08 Nmc/an

3.15. Caracteristicile constructive ale masinii de aglomerare

Capacitate orara a masinilor de aglomerare depinde de o serie de parametrii tehnologici si constructivi ai acesteia , conform ecuatiilor:

densitatea apaarenta a stratului de sarjadebitul orar de sarja

In functie de debitul orar de sarja se determina latimea activa a benzii de aglomerare, iar din conditia ca timpul de parcurgere a lungimii active sa fie egal cu timpul in care frontul de ardere parcurge inaltimea stratului de sarja se determina lungimea activa a benzii:

unde : B este latimea activa a benzii de aglomerare; h - inaltimea stratului de sarja

qs=B⋅h⋅ρs⋅v c

ρ s

qs

Lvc

=hva

va

unde este viteza frontului de ardere.Din date practice se adopta urmatoarele marimi:

Parametrul Valori practice AdoptatDensitatea aparenta a stratului de sarja: 1,0…1,5 t/mc 1.4Inaltimea stratului de sarja: 0,3…0,35 m 0.34Viteza carucioarelor: 60…90 m/h 74Viteza frontului de ardere: 0,6…1,8 m/h 1.6

Latimea benzii de aglomerare: 2.8 mLungimea activa a benzii de aglomerare: 15.7 mViteza carucioarelor: 74 m/hDebitul suflantelor de aer: 52670.34 Nmc/hDebitul orar de sarja: 100 t/hDebitul orar de aglomerat: 26.04527 t/h

Cap. 4. Managementul subproduselor tehnologice

Din operatia de prajire aglomeranta din cadrul procedeului I.S.P. prin procesarea a 120000 t/an deconcentrate se obtin urmatoarele cantitati de subproduse tehnologice: prafuri: 6912 t/an

gaze 4.86E+08 Nmc/anPrafurile volatile inglobeaza urmatoarele cantitati de metale principale:zinc: 172.8 t/anplumb: 3359.992 t/ancadmiu: 239.9846 t/an

acid sulfuric prin care zincul si cadmiul trec in solutie iar plumbul ramane in reziduul insolubil. Reziduul careinglobeaza plumbul din prafurile volatile se recircula in operatia de prajire aglomeranta pentru recuperareaplumbului. Solutiile obtinute in procesul de solubilizare contin zinc si cadmiu sub forma de sulfati. Acestea sunt purificate prin extractie cu schimbatori solizi. Dupa reextractie cu solutii de NaCl, zincul si cadmiul trec

Prafurile volatile se proceseaza printr-o tehnologie hidrometalurgica ce consta din solubilizare in solutii de

va

in solutie sub forma de cloruri. Din solutiile de cloruri este cementat cadmiul cu praf de zinc. Cementul de cadmiu se distila in retorte in mediu reducator cu obtinerea de cadmiu distilat. Slutia reziduala de clorura dezinc ramasa dupa cementarea cadmiului este hidrolizata pentru precipitarea zincului ca hidroxid. Hidroxidulde zinc se recircula in amestecul de sarja in operatia de prajire aglomeranta.

4.65 % SO2. Acestea sunt procesate in fabrica de acid sulfuric ce este obligatorie pe platforma instalatiei de prajire aglomeranta. Gazelereziduale sunt evacuate in atmosfera printr-un cos de dispersie cu mai putin de 0,1…0,2 % SO2.

Gazele rezultata din operatia de prajire aglomeranta contin

ciobanu george

Documents