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

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 -0.154

[A.C] =

0.0321 0.514 0.2414 0.0321 0.4819 0.20931 1 1 1 0 0

Dp= -0.026461Determinantul 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: CuFeS2 CuSPb: 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 102Fe 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 90%Cu in CuS= 0…10 10

Cantitatea de CuFeS2 2.10404958 Kg Cantitatea de Cu in CuFeS2 0.729 KgCantitatea de Fe in CuFeS2 0.640772 KgCantitatea de S in CuFeS2 0.734278 Kg

Cantitatea de CuS 0.1217932 Kg Cantitatea de Cu in CuS 0.081 KgCantitatea de S in CuS 0.040793 Kg

b. COMPUSII PLUMBULUI :Cantitatea de PbS 23.088654 Kg Cantitatea de Pb in PbS 20 Kg

Cantitatea de S in PbS 3.088654 Kgc. COMPUSII ZINCULUI :

Cantitatea de ZnS 53.6200673 Kg Cantitatea de Zn in ZnS 36 KgCantitatea de S in ZnS 17.62007 Kg

d. COMPUSUII CADMIULUI :Cantitatea de CdS 0.32116805 Kg Cantitatea de Cd in CdS 0.25 Kg

Cantitatea de S in CdS 0.071168 Kg

e. COMPUSII STIBIULUI :Cantitatea de Sb2S3 0.65528252 Kg Cantitatea de Sb in Sb2S3 0.47 Kg

Cantitatea de S in Sb2S3 0.185283 Kgf. COMPUSII ARSENIULUI :

Cantitatea de As2S3 0.26252303 Kg Cantitatea de As in As2S3 0.16 KgCantitatea de S in As2S3 0.102523 Kg

g. COMPUSII BISMUTULUI :Cantitatea de Bi2S3 0.03688995 Kg Cantitatea de Bi in Bi2S3 0.03 Kg

Canitatea de S in Bi2S3 0.00689 Kgh. COMPUSII FIERULUI :

Cantitatea de Fe in FeS2 si Fe7S8 5.719228 KgCantitatea de S in FeS2 si Fe7S8 6.180344 Kg

Cantitatea de FeS2 10.6411496 Kg Cantitatea de Fe in FeS2 4.958767 KgCantitatea de S in FeS2 5.682383 Kg

Cantitatea de Fe7S8= 1.2584228 Kg Cantitatea de Fe in Fe7S8 0.760461 KgCantitatea de S in Fe7S8 0.497962 Kg

I. COMPUSII CALCIULUI :Cantitatea de CaCO3 1.55357143 Kg Cantitatea de CaO in CaCO3 0.87 Kg

Cantitatea de CO2 in CaCO3 0.683571 Kgj. COMPUSII MAGNEZIULUI :

Cantitatea de MgCO3 1.3802381 Kg Cantitatea de MgO in MgCO3 0.66 KgCantitatea de CO2 in MgCO3 0.720238 Kg

k. COMPUSII SILICIULUI :Cantitatea de SiO2 1.98 Kg

l. COMPUSII ALUMINIULUI :Cantitatea de Al2O3 0.87 Kg

Tabel : Compozitia rationala a amestecului de concentrate

Cu Fe Pb Zn Sb As Bi Cd SCuFeS2 0.729 0.640772 0.734278CuS 0.081 0.040793FeS2 4.958767 5.682383Fe7S8 0.760461 0.497962PbS 20 3.088654ZnS 36 17.62007CdS 0.25 0.071168Sb2S3 0.47 0.185283As2S3 0.16 0.102523Bi2S3 0.03 0.00689CaCO3MgCO3SiO2Al2O3Altele

TOTAL 0.81 6.36 20 36 0.47 0.16 0.03 0.25 28.03

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 85 %CaO 50…54 52%CaO 1…7 4 %MgO 2...5 1%MgO 0.5…2 2 %SiO2 1…5 1%Al2O3 1…3 2 %Al2O3 1…3 1%Fe2O3 0…3 1 %Fe2O3 0…3 1altele 6 altele 44Total 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 Al2O3 : KgSiO2 = 85 Al2O3 = 2

3. CANTITATEA DE Fe2O3 :Fe2O3 = 1

4. CANTITATEA DE CaCO3 :CaCO3 = 7.14285714 Cantitatea de CaO in CaCO3 = 4

Cantitatea de CO2 in CaCO3 = 3.142857

5. CANTITATEA DE MgCO3 :MgCO3 = 4.18253968 Cantitatea de MgO in MgCO3 = 2

Cantitatea de CO2 in MgCO3 = 2.18254

Tabel. Compozitia fazica a nisipului cuartosSiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 CO2 Altele TOTAL

SiO2 85 85CaCO3 4 3.142857 7.142857MgCO3 2 2.18254 4.18254Al2O3 2 2Fe2O3 1 1Altele 0.674603

100TOTAL 85 4 2 2 1 5.325397 0.674603 100

b. Compozitia fazica a calcarului :

1. CANTITATEA DE SiO2 : Kg 2. CANTITATEA DE Al2O3 : KgSiO2 = 1 Al2O3 = 1

3. CANTITATEA DE Fe2O3 :Fe2O3 = 1

4. CANTITATEA DE CaCO3 :CaCO3 = 92.8571429 Cantitatea de CaO in CaCO3 = 52

Cantitatea de CO2 in CaCO3 = 40.85714

5. CANTITATEA DE MgCO3 :MgCO3 = 2.09126984 Cantitatea de MgO in MgCO3 = 1

Cantitatea de CO2 in MgCO3 = 1.09127

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

SiO2 1 1

CaCO3 52 40.85714 92.85714MgCO3 1 1.09127 2.09127Al2O3 1 1Fe2O3 1 1Altele 2.051587

100TOTAL 1 52 1 1 1 41.94841 2.051587 100

CaO MgO CO2 SiO2 Al2O3 Altele TOTAL2.10405

0.12179310.641151.25842323.0886553.620070.3211680.6552830.2625230.03689

0.87 0.683571 1.5535710.66 0.720238 1.380238

1.98 1.980.87 0.87

2.10619 2.10619100

0.87 0.66 1.40381 1.98 0.87 2.10619 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 8

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 8 %Cantitatea de amestec de sarja fara aglomerat retur: [A.S] 106.57 KgCantitatea de aglomerat retur calculat cu ec. [1]: [A.R] 303.2098 Kg

Amestecul de sarja final este format din:Componentul sarjei Kg %Amestec de concentrate 100 24.40335Curt 2.19 0.534433Calcar 4.38 1.068867Aglomerat retur 303.2098 73.99335Total amestec de sarja 409.7798 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 % 10 %Umiditatea cuartului: 5…10 % 8 %Umiditatea calcarului 3…5 % 4 %Umiditatea aglomeratului 0% 0 %Umiditatea amestecului de sarja final 10…12 % 11 %

Cantitatea de apa din amestecul de sarja final: 45.07578 KgCantitatea de apa din amestecul de concentrate: 10 KgCantitatea de apa din cuart: 0.1752 KgCantitatea de apa din calcar: 0.1752 KgNecesarul de apa in amestecul de sarja final 34.72538 KgTotal amestec de sarja umeda: 444.5052 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: 53.7294 11.07Cantitatea si concentratia de CO2: 3.357776 0.69Cantitatea si concentratia de N2 : 333.6976 68.76Cantitatea si concentratia de O 2 exces : 59.80554 12.32Cantitatea si concentratia de H2O: 34.72538 7.16Total gaze : 485.3157 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: 18.81368 NmcVolumul de CO2 in conditii normale: 1.710176 NmcVolumul de N2 in conditii normale 267.0772 NmcVolumul normal de O2 exces: 41.88257 NmcVolumul vaporilor de apa: 74.45789 NmcVolumul real de gaze: 403.9416 Nmc

Compozitia gazelor in % procente volumetrice:Concentratia de SO2: 4.66 %Concentratia de CO2: 0.42 %Concentratia vaporilor de apa: 18.43 %Concentratia azotului: 66.12 %Concentratia oxigenului: 10.37 %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: 26.8647 KgCantitatea de sulf in amestecul de sarja final: 32.78239 KgGradul de desulfurare: 81.94858 %

d. Bilantul global de materiale cu aglomerat retur si apaMateriale intrate Kg Materiale iesite KgAmestec de concentrate 100 Aglomerat total 157.5865Cuart 2.19 Praf 5.76Calcar 4.38 Gaze 485.3157Aglomerat retur 73.99335

Apa 34.72538Aer 433.3735Total: 648.6622 648.6622

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 157.5865 KgMaterii prime: concentrat zincos selectiv 49.1015 Kg concentrat plumbos selectiv 22.51263 Kg concentrat colectiv zinco - plumbos 28.38587 KgMaterii auxiliare: calcar 4.38 Kg cuart 2.19 Kg Aer tehnologic 336.8815 Nmc Apa 34.72538Subproduse: praf 5.76 Kg gaze 403.9416 Nmc

3.14.2. Consumurile specificeConsumurile specifice de materii prime si auxiliarese exprima in raport cu unitatea de produs finit. Concentrate selective zincoase: 0.311584 t/t aglomeratConcentrate selective plumboase: 0.142859 t/t aglomeratConcentrate colective zinco - plumboase: 0.180129 t/t aglomeratAmestec de concentrate: 0.634572 t/t aglomeratCalcar: 0.027794 t/t aglomeratCuart: 0.013897 t/t aglomeratApa: 0.220358 t/t aglomeratAer tehnologic: 2137.756 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 35Durata perioadelor de opriri accidentale: 5…10 10Observatie: 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: 533406 t/an Capacitatea orara a masinii de aglomerare: 69 t sarja/ora Debitul orar de aglomerat total (inclusiv aglomeratul retur) 24.6229 t aglomerat/ora Debitul orar de aglomerat pt topire: 12.97607 t aglomerat/ora Debitul orar de gaze : 63115.87 Nmc/hDebitul orar de aer: 52637.74 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: 7599 Kg/ziConcentrate plumboase: 72 t/zi Calcar: 15199 Kg/ziConcentrate zinco - plumboase: 91 t/zi Apa: 120 mc/ziTOTAL MATERII PRIME 347 t/zi Aer: 1263306 Nmc/zi

Necesarul de stocuri de materii prime si auxiliare:Concentrate zincoase: 5520 t/lunaConcentrate plumboase: 2160 t/lunaConcentrate zinco - plumboase: 2730 t/lunaCuart: 227.97 t/lunaCalcar: 455.97 t/luna

Productia anuala de produse finite si subpoduse:Aglomerat zinco - plumbos: 100311.8 t/anPrafuri volatile: 6912 t/anGaze : 4.85E+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

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 1.2Inaltimea stratului de sarja: 0,3…0,35 m 0.32Viteza carucioarelor: 60…90 m/h 70Viteza frontului de ardere: 0,6…1,8 m/h 1.2

Latimea benzii de aglomerare: 2.6 mLungimea activa a benzii de aglomerare: 18.7 mViteza carucioarelor: 70 m/hDebitul suflantelor de aer: 52637.74 Nmc/hDebitul orar de sarja: 69 t/hDebitul orar de aglomerat: 24.6229 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 4.85E+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 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.

4.66 % 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.

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

Gazele rezultata din operatia de prajire aglomeranta contin

Lvc

=hva

va

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= 3.357776 Kg q= 17.37278 Kg A= 89.19722 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 = 0.802775 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: 0.802775 KgCantitatea de ZnS: 2.442945 KgCantitatea de Zn ca ZnS: 1.64017 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 : 0.071088 KgCantitatea de ZnS oxidata la sulfat: 0.042896 KgCantitatea de O2 consumat: 0.028192 KgCantitatea de ZnS oxidata la ZnO : 51.02699 KgCantitatea ZnO rezultat: 42.64301 KgCantitatea de SO2 rezultat: 33.53591 KgCantitatea de O2 consumat: 25.15193 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: 2.442945 KgCantitatea de Zn in ZnS din aglomerat: 1.64017 KgCantitatea de S in ZnS din aglomerat: 0.802775 Kg

Cantitatea de ZnS din praf: 0.10724 Kg

Cantitatea de ZnO din praf: 0.053772 KgCantitatea de ZnO din aglomerat: 42.58924 Kg

Cantitatea de Zn in ZnO din aglomerat: 34.21583 KgCantitatea de O2 in ZnO din aglomerat: 8.373406 Kg

Bilantul de zinc:

Intrari Iesiri Zn in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat Total Zn Zn in ZnS 36 Kg 0.072 1.64017 1.71217 Kg Zn in ZnO 0 Kg 0.0432 34.21583 34.25903 Kg Zn in ZnSO4 0 Kg 0.0288 0 0.0288 Kg

TOTAL GENERAL 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: 1.616206 KgCantitatea de PbS ce se oxideaza si trece ca sulfat in praf: 0.323241 KgCantitatea de PbS ce se oxideaza si trece ca PbO in praf: 1.292965 KgCantitatea de PbS ce se oxideaza si trece ca PbO in aglomerat: 19.85624 KgCantitatea de PbS oxidata la PbSO4: 0.323241 KgCantitatea de O2 consumat la formarea PbSO4: 0.086482 KgCantitatea totala de PbS oxidata la PbO: 21.14921 KgCantitatea de PbO format din oxidarea PbS: 19.7346 KgCantitatea de SO2 format din oxidarea PbS: 5.658414 KgCantitatea de O2 consumat la formarea PbO: 4.243811 Kg

Oxidul de plumb format din oxidarea PbS se distribuie intre praful volatil si aglomerat:Cantitatea de PbO din praf: [PbO]p= 1.206482 KgCantitatea de PbO din aglomerat: [PbO]a= 18.52812 Kg

Cantitatea de Pb in PbO din aglomerat: 17.2 KgCantitatea de O2 in PbO din aglomerat: 1.328121 Kg

Bilantul de plumb:

Intrari Iesiri Pb in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat Total Pb Pb in PbS 20 Kg 1.4 0 1.4 Kg Pb in PbO 0 Kg 1.12 17.2 18.32 Kg Pb in PbSO4 0 Kg 0.28 0 0.28 Kg

TOTAL GENERAL 20 Kg 2.8 17.2 20 Kg

c. Comportarea cadmiuluiCantitatea de CdSO4 din praf : 0.148321 KgCantitatea de CdO din praf: 0.171387 KgCantitatea de CdS din praf: 0.051387 KgCantitatea de CdS consumata la formarea CdSO4: 0.102774 KgCantitatea de O2 consumat la formarea CdSO4: 0.045548 KgCantitatea de CdS oxidat la CdO : 0.167007 KgCantitatea de CdO rezultat din oxidarea CdS: 0.278504 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea CdO: 0.074015 KgCantitatea de O2 consumat la formarea CdO: 0.185511 Kg

Cantitatea de CdO ce trece in aglomerat: 0.107117 KgCantitatea de Cd in aglomerat din CdO: 0.05 KgCantitatea de O2 din CdO: 0.057117 Kg

Bilantul de Cd

Intrari Iesiri Cd in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat Total Cd Cd in CdS 0.25 Kg 0.04 0 0.04 Kg Cd in CdO 0 Kg 0.08 0.05 0.13 Kg Cd in CdSO4 0 Kg 0.08 0 0.08 Kg

TOTAL GENERAL 0.25 Kg 0.2 0.05 0.25 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: 2.10405 KgCantitatea de Cu2S rezultata din disocierea calcopiritei: 0.912569 KgCantitatea de FeS rezultata din disocierea calcopiritei: 1.007911 KgCantitatea de sulf degajat din disocierea calcopiritei: 0.183569 KgCantitatea de CuS din amestecul de sarja: 0.121793 KgCantitatea de Cu2S rezultata din disocierea covelinei: 0.101397 KgCantitatea de Sulf degajat din disocierea covelinei: 0.020397 KgCantitatea totala de Cu2S din disocierea CuFeS2 si CuS: 1.013966 KgCantitatea de Cu2S din praf: 0.004867 KgCantitatea de Cu2S ce se oxideaza cu formarea de Cu2O: 1.009099 KgCantitatea de Cu2O din oxidarea Cu2S: 0.907605 KgCantitatea de SO2 din oxidarea Cu2S: 0.405974 KgCantitatea de O2 pentru oxidarea Cu2S: 0.30448 KgCantitatea de Cu2O din praf: 0.006566 KgCantitatea de Cu2O din aglomerat: 0.901039 Kg

Cantitatea de Cu din Cu2O continut in aglomerat: 0.80028 KgCantitatea de O2 din Cu2O continut in aglomerat: 0.100759 Kg

Bilantul de Cu

Intrari Iesiri Cu in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat Total Cu Cu in CuFeS2 0.729 Kg 0 0 0 Kg Cu in CuS 0.081 Kg 0 0 0 Kg Cu in Cu2S 0 Kg 0.003888 0 0.003888 Kg Cu in Cu2O 0 Kg 0.005832 0.80028 0.806112 Kg

TOTAL GENERAL 0.81 Kg 0.00972 0.80028 0.81 Kg

e. Comportarea compusilor stibiuluiCa si celelalte elemente si stibiul se repartizeaza intre aglomerat si praful volatil.Cantitatea de Sb2O3 din praf: 0.045011 KgCantitatea de Sb2S3 din praf: 0.013106 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 Industrial Adoptat% Sb2S3 oxidat la Sb2O5 60…80 70%Sb2S3 oxidat la Sb2O3 20…40 30

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: 0.655283 KgCantitatea de Sb2S3 ce se oxideaza prin cele doua reactii: 0.642177 KgCantitatea de Sb2S3 care se oxideaza la pentaoxid: 0.449524 KgCantitatea de Sb2O5 din aglomerat: 0.42834 Kg

Cantitatea de Sb in Sb2O5 din aglomerat: 0.32242 KgCantitatea de O2 din Sb2O5 din aglomerat: 0.10592 Kg

Cantitatea de SO2 rezultat la formarea pentaoxidului: 0.254208 KgCantitatea de oxigen consumat la formarea pentaoxidului: 0.233024 KgCantitatea de Sb2S3 oxidata cu formarea de Sb2O3: 0.192653 KgCantitatea de Sb2O3 format prin oxidarea Sb2S3: 0.165417 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea trioxidului: 0.108946 KgCantitatea de oxigen consumat la formarea trioxidului: 0.08171 KgCantitatea de Sb2O3 din aglomerat: 0.120405 Kg

Cantitatea de Sb din Sb2O3 din aglomerat: 0.10058 KgCantitatea de O2 din Sb2O3 din aglomerat: 0.019825 Kg

Bilantul de Sb

Intrari Iesiri Sn in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat Total Sb Sb in Sb2S3 0.47 Kg 0.0094 0 0.0094 Kg Sb in Sb2O5 0 Kg 0 0.32242 0.32242 Kg Sb in Sb2O3 0 Kg 0.0376 0.10058 0.13818 Kg

TOTAL GENERAL 0.47 Kg 0.047 0.423 0.47 Kg

f. Comportarea compusilor arseniuluiCa si stibiul arseniul se repartizeaza intre aglomerat si praful volatil.Cantitatea de As2O3 din praf: 0.050703 KgCantitatea de As2S3 din praf: 0.015751 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 Industrial Adoptat% As2S3 oxidat la As2O5 10…40 20

%As2S3 oxidat la As2O3 60…90 80

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: 0.262523 KgCantitatea de As2S3 ce se oxideaza prin cele doua reactii: 0.246772 KgCantitatea de As2S3 care se oxideaza la pentaoxid: 0.049354 KgCantitatea de As2O5 din aglomerat: 0.046489 Kg

Cantitatea de As in As2O5 din aglomerat: 0.03008 KgCantitatea de O2 din As2O5 din aglomerat: 0.016409 Kg

Cantitatea de SO2 rezultat la formarea pentaoxidului: 0.038549 KgCantitatea de oxigen consumat la formarea pentaoxidului: 0.035684 KgCantitatea de As2S3 oxidata cu formarea de As2O3: 0.197417 KgCantitatea de As2O3 format prin oxidarea As2S3: 0.158869 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea trioxidului: 0.154195 KgCantitatea de oxigen consumat la formarea trioxidului: 0.115646 KgCantitatea de As2O3 din aglomerat: 0.108166 Kg

Cantitatea de As din As2O3 din aglomerat: 0.08192 KgCantitatea de O2 din Sb2O3 din aglomerat: 0.026246 Kg

Bilantul de As

Intrari Iesiri As in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat Total As As in As2S3 0.16 Kg 0.0096 0 0.0096 Kg As in As2O5 0 Kg 0 0.03008 0.03008 Kg As in As2O3 0 Kg 0.0384 0.08192 0.12032 Kg

TOTAL GENERAL 0.16 Kg 0.048 0.112 0.16 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: 0.033445Cantitatea de SO2 din oxidarea Bi2S3: 0.01378Cantitatea de O2 consumat la oxidarea Bi2S3: 0.010335

Cantitatea de Bi ca Bi2O3 in aglomerat: 0.03Cantitatea de O2 ca Bi2O3 in aglomerat: 0.003445

Bilantul de Bi

Intrari Iesiri

Bi in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat Total Bi Bi in Bi2S3 0.03 Kg 0 0 Err:522 Kg Bi in Bi2O3 0 Kg 0 0.03 0.03 Kg

TOTAL GENERAL 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 60% FeS in Fe3O4: 20…40 40

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

Cantitatea de FeS2 din amestecul de sarja: 10.64115 KgCantitatea de FeS rezultata din disocierea piritei: 7.799958 KgCantitatea de sulf degajat la disocierea piritei: 2.841191 KgCantitatea de Fe7S8 din amestecul de sarja: 1.258423 KgCantitatea de FeS rezultata din disocierea pirotinei: 1.196178 KgCantitatea de sulf degajat la disocierea pirotinei: 0.062245 KgCantitatea de FeS rezultata din disocierea calcopiritei: 1.007911 KgCantitatea totala de FeS: 10.00405 KgCantitatea de FeS ce trece in praf: 0.02401 KgCantitatea de FeS ce se oxideaza la Fe2O3 si Fe3O4: 9.980037 KgCantitatea de FeS ce se oxideaza la Fe2O3 : 5.988022 KgCantitatea de Fe2O3 formata din oxidarea FeS: 5.442727 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea Fe2O3: 4.362361 KgCantitatea de O2 consumat la formarea Fe2O3: 3.817066 KgCantitatea de Fe2O3 din amestecul de sarja: 0.0657 KgCantitatea totala de Fe2O3: 5.508427 KgCantitatea de Fe2O3 ce trece in praf: 0.087293 KgCantitate de Fe2O3 ce trece in aglomerat: 5.421134 KgCantitatea de Fe in Fe2O3 din aglomerat: 3.791739 KgCantitatea de O2 in Fe2O3 din aglomerat: 1.629395 KgCantitatea de FeS ce se oxideaza la Fe3O4: 3.992015 KgCantitatea de Fe3O4 format din oxidarea FeS: 3.507308 KgCantitatea de SO2 rezultat la formarea Fe3O4: 2.908241 KgCantitatea de O2 consumat la formarea Fe3O4: 2.423534 KgCantitatea de Fe3O4 din aglomerat: 3.507308 KgCantitatea de Fe in Fe3O4 din aglomerat: 2.537894 KgCantitatea de O2 in Fe3O4 din aglomerat: 0.969414 Kg

Bilantul de Fe

Intrari Iesiri Fe in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat Total As Fe in FeS2 4.958767 Kg 0 0 0 Kg Fe in Fe7S8 0.760461 Kg 0 0 0 Kg

Fe in CuFeS2 0.640772 Kg 0 0 0 Kg Fe in FeS 0 Kg 0.015264 0 0.015264 Kg Fe in Fe2O3 0.045953 Kg 0.061056 3.791739 3.852795 Kg Fe In Fe3O4 0 Kg 0 2.537894 2.537894 Kg

TOTAL GENERAL 6.405953 Kg 0.07632 6.329633 6.405953 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: 5.777143 KgCantitatea de CaO rezultat din disocierea CaCO3: 3.2352 KgCantitatea de CO2 rezultat din descompunerea CaCO3: 2.541943 KgCantitatea de CaO ce trece in praf: 0.0087 KgCantitatea de CaO ce trece in aglomerat: 3.2265 KgCantitatea de MgCO3 din amestecul de sarja: 1.563433 KgCantitatea de MgO rezultat din disocierea MgCO3: 0.7476 KgCantitatea de CO2 rezultat din descompunerea MgCO3: 0.815833 KgCantitatea de MgO ce trece in praf: 0 KgCantitatea de MgO ce trece in aglomerat: 0.7476 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: 3.8655 KgCantitatea de Al2O3 din aglomerat: 0.9489 KgCantitatea de "altele" in aglomerat: 0.570938 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: 0.362526 KgCantitatea de sulf din aglomerat: 0.802775 KgCantitatea de SO2 din reactiile de oxidare a sulfurilor: 47.51459 KgCantitatea de sulf rezultat din reactiile de disociere: 3.107403 KgCantitatea de SO2 din arderea sulfului: 6.214805 KgCantitatea de oxigen consumat la arderea sulfului: 3.107403 KgCantitatea totala de SO2 din gaze: 53.7294 KgCantitatea totala de S ca SO2 in gaze: 26.8647 KgCantitatea de O2 din gaze ca SO2: 26.8647 Kg

Bilantul de S

Intrari Iesiri S in compusul Amestecul de sarja praf aglomerat gaze Total SS in sulfuri in amestecul de sarja 28.03 Kg 0 0 0 0S in sulfuri si sulfati in praf 0 Kg 0.362526 0 0 0.362526 S in aglomerat ca ZnS 0 Kg 0 0.802775 0 0.802775 S in SO2 din gaze 0 Kg 0 0 26.8647 26.8647

TOTAL GENERAL 28.03 Kg 0.362526 0.802775 26.8647 28.03

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 = 83.59318 Kg

Tab…Compozitiile chimica si fazica ale aglomeratului zinco - plumbos.Zn Pb Cd Cu Sb As Bi Fe S

ZnO 34.21583ZnS 1.64017 0.802775PbO 17.2Cu2O 0.80028CdO 0.05Sb2O5 0.32242Sb2O3 0.10058As2O5 0.03008As2O3 0.08192Bi2O3 0.03Fe2O3 3.791739Fe3O4 2.537894SiO2Al2O3CaOMgOalteleTotal, KgTotal, Kg 35.856 17.2 0.05 0.80028 0.423 0.112 0.03 6.329633 0.802775Total, % 42.89 20.58 0.06 0.96 0.51 0.13 0.04 7.57 0.96

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: 39.87036 KgCantitatea de aer teoretic: 173.3494 KgCantitatea de azot din aerul teoretic: 133.479 Kg

Volumul aerului teoretic, in conditii normale:Volumul oxigenului teoretic: 27.92171 NmcVolumul azotului din aerul teoretic: 106.8309 NmcVolumul de aer teoretic: 134.7526 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 teoretic 100…200 150

Cantitatea de aer in exces: 260.0241 KgCantitatea totala de aer: 433.3735 KgCantitatea totala de azot, care trece in gaze: 333.6976 KgCantitatea de oxigen in exces, care trece in gaze: 59.80554 KgVolumul normal total de aer: 336.8815 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: 3.357776 KgCantitatea de SO2 din gaze: 53.7294 KgCantitatea de azot din gaze: 133.479 KgCantitatea de gaze teoretice: 190.5662 Kg

3.11. Bilantul de materiale fara aglomerat returMateriale intrate Kg % Materiale iesite Kg %Amestec de sarja 106.57 38.07168 Aglomerat 83.59318 29.86331 Aer 173.3494 61.92832 Praf 5.76 2.057735 gaze 190.5662 68.07896 279.9194 100 279.9194 100

O SiO2 Al2O3 CaO MgO altele Total8.373406 42.58924

2.4429451.328121 18.528120.100759 0.9010390.057117 0.107117

0.10592 0.428340.019825 0.1204050.016409 0.0464890.026246 0.1081660.003445 0.0334451.629395 5.4211340.969414 3.507308

3.8655 3.86550.9489 0.9489

3.2265 3.22650.7476 0.7476

0.570938 0.57093883.59318

12.63006 3.8655 0.9489 3.2265 0.7476 0.570938 83.5931815.11 4.62 1.14 3.86 0.89 0.68 100

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 44[%Zn]zg 5…6 5[%FeO+%CaO+%SiO2]zg 80…85 82[%CaO/%SiO2]zg 1,0…1,2 1.2Pierderi de FeO in % 2…5 3Pierderi de CaO in % 1…3 2.5Pierderi de SiO2 in % 1…3 3

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 %: 97.5Procentul de SiO2 care trece in zgura, in %: 97

Din sistemul urmator se determina concentratiile de CaO si SiO2 din zgura:[%FeO] + [%CaO]zg = [%FeO+%CaO+%SiO2]zg-[%FeO]zg %CaO/%SiO2= 1.2

[%CaO+%SiO2]zg= 38 Rezulta: [%CaO]zg = 17.27273%CaO/%SiO2= 1.2 [% SiO2]zg = 20.72727

[%FeO]zg = 44

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=-1,16390,87X+0,381Y-0,1781Z=-2,2608

Matricea extinsa a sistemului:0.008728 0.008728 -0.44 -8.182023

0.85 0.01 -0.207273 -1.980.04 0.52 -0.172727 -0.87

Determinantul principal , Dp 0.008728 0.008728 -0.440.85 0.01 -0.207273 Dp= -0.1921690.04 0.52 -0.172727

Determinantul lui X, Dx -8.182023 0.008728 -0.44-1.98 0.01 -0.207273 Dx= -0.419956-0.87 0.52 -0.172727

Determinantul lui Y,Dy 0.008728 -8.182023 -0.440.85 -1.98 -0.207273 Dy= -0.841490.04 -0.87 -0.172727

X=Dx/Dp= 2.185344 prin rotunjire la doua zecimale obtinem: X = 2.19 KgY=Dy/Dp= 4.378902 Y = 4.38 KgZ= 18.72572 Z = 18.73 Kg

Amestecul de sarja fara aglomerat retur este format din:Amestec de concentrate: 100 Kg 93.84 %Cuart: 2.19 Kg 2.05 %Calcar: 4.38 Kg 4.11 % TOTAL 106.57 Kg 100 %

Cantitatea de amestec de sarja fara aglomerat retur este : [AS]= 106.57 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 2.10405 0 0 2.10405 1.9743362 CuS 0.121793 0 0 0.121793 0.1142853 FeS2 10.64115 0 0 10.64115 9.9851274 Fe7S8 1.258423 0 0 1.258423 1.1808425 PbS 23.08865 0 0 23.08865 21.665256 ZnS 53.62007 0 0 53.62007 50.314417 CdS 0.321168 0 0 0.321168 0.3013688 Sb2S3 0.655283 0 0 0.655283 0.6148859 As2S3 0.262523 0 0 0.262523 0.246339

10 Bi2S3 0.03689 0 0 0.03689 0.03461611 CaCO3 1.553571 0.156429 4.067143 5.777143 5.42098412 MgCO3 1.380238 0.091598 0.091598 1.563433 1.46704813 SiO2 1.98 1.8615 0.0438 3.8853 3.64577314 Al2O3 0.87 0.0438 0.0438 0.9576 0.89856415 Fe2O3 0 0.0219 0.0438 0.0657 0.0616516 Altele 2.10619 0.014774 0.08986 2.210824 2.07452717 TOTAL 106.57 10018 TOTAL 100 2.19 4.38 106.57

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 dede 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 20 Cu Cu2O 40…60 60

ZnO 20…40 30 Cu2S 40…60 40ZnS 40…60 50 As As2O3 60…80 80

Cd CdSO4 30…50 40 As2S3 20…40 20CdO 30…50 40 Sb Sb2O3 60…80 80CdS 10…30 20 Sb2S3 20…40 20

Pb PbSO4 0…20 10 Fe Fe2O3 70…90 80PbO 30…50 40 FeS 10…30 20PbS 40…60 50 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 0.071088 Kg

Cantitatea de Zn in ZnSO4: 0.0288 KgCantitatea de S in ZnSO4: 0.014096 Kg

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

Cantitatea de O in ZnSO4: 0.028192 KgCantitatea de ZnO [ZnO]p 0.053772 Kg

Cantitatea de Zn in ZnO: 0.0432 KgCantitatea de O in ZnO: 0.010572 Kg

Cantitatea de ZnS [ZnS]p 0.10724 KgCantitatea de Zn in ZnS: 0.072 KgCantitatea S in ZnS: 0.03524 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 1.206482 KgCantitatea de Pb in PbO: 1.12 KgCantitatea de O in PbO: 0.086482 Kg

Cantitatea de PbS [PbS]p 1.616206 KgCantitatea de Pb in PbS: 1.4 KgCantitatea de S in PbS 0.216206 Kg

c. Compusii cadmiului:cantitatea de Cd din praf: [Cd]p 0.2 KgCantitatea de CdSO4 [CdSO4]p= 0.148321 Kg

Cantitatea de Cd in CdSO4: 0.08 KgCantitatea de S in CdSO4: 0.022774 KgCantitatea de O in CdSO4: 0.045548 Kg

Cantitatea de CdO [CdO]p 0.171387 KgCantitatea de Cd in CdO 0.08 KgCantitatea de O in CdO 0.091387 Kg

Cantitatea de CdS [CdS]p 0.051387 KgCantitatea de Cd in CdS: 0.04 KgCantitatea de S in CdS: 0.011387 Kg

d. Compusii cuprului:cantitatea de Cu din praf: [Cu]p 0.00972 KgCantitatea de Cu2O [Cu2O]p 0.006566 Kg

Cantitatea de Cu in Cu2O: 0.005832 KgCantitatea de O in Cu2O: 0.000734 Kg

Cantitatea de Cu2S [Cu2S]p 0.004867 KgCantitatea de Cu in Cu2S: 0.003888 KgCantitatea de S in Cu2S: 0.000979 Kg

e. compusii fierului din praf:Cantitatea de Fe din praf: [Fe]p 0.07632 KgCantitatea de Fe2O3 [Fe2O3]p 0.087293 Kg

Cantitatea de Fe in Fe2O3: 0.061056 KgCantitatea de O in Fe2O3: 0.026237 Kg

Cantitatea de FeS [FeS]p 0.02401 KgCantitatea de Fe in FeS: 0.015264 Kg

Cantitatea de S in FeS: 0.008746 Kg

f. compusii arseniului din prafCantitatea de As in praf: [As]p 0.048 KgCantitatea de As2O3 [As2O3]p 0.050703 Kg

Cantitatea de As in As2O3: 0.0384 KgCantitatea de O in As2O3: 0.012303 Kg

Cantitatea de As2S3 [As2S3]p 0.015751 KgCantitatea de As in As2S3: 0.0096 KgCantitatea de S in As2S3: 0.006151 Kg

g. Compusii stibiului din praf:Cantitatea de Sb din praf: [Sb]p 0.047 KgCantitatea de Sb2O3 [Sb2O3]p 0.045011 Kg

Cantitatea de Sb in Sb2O3: 0.0376 KgCantitatea de O in Sb2O3: 0.007411 Kg

Cantitatea de Sb2S3 [Sb2S3]p 0.013106 KgCantitatea de Sb in Sb2S3: 0.0094 KgCantitatea de S in Sb2S3: 0.003706 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= 0.362526[%S]p= 6.293847

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

ZnSO4 0.0288 0.014096 0.028192ZnO 0.0432 0.010572ZnS 0.072 0.03524CdSO4 0.08 0.022774 0.045548CdO 0.08 0.091387CdS 0.04 0.011387PbSO4 0.28 0.043241 0.086482PbO 1.12 0.086482PbS 1.4 0.216206Cu2O 0.005832 0.000734Cu2S 0.003888 0.000979Fe2O3 0.061056 0.026237FeS 0.015264 0.008746As2O3 0.0384 0.012303As2S3 0.0096 0.006151

Sb2O3 0.0376 0.007411Sb2S3 0.0094 0.003706SiO2Al2O3CaOAlteleTotal, KgTotal, Kg 0.144 2.8 0.2 0.00972 0.07632 0.048 0.047 0.362526 0.395349Total, % 2.5 48.611 3.472 0.169 1.325 0.833 0.816 6.294 6.864

SiO2 Al2O3 CaO altele Total, Kg0.0710880.0537720.10724

0.1483210.1713870.0513870.4097231.2064821.6162060.0065660.0048670.0872930.02401

0.0507030.015751

0.0450110.013106

0.0198 0.01980.0087 0.0087

0.0087 0.00871.639886 1.639886

5.760.0198 0.0087 0.0087 1.639886 5.76

0.344 0.151 0.151 28.47 100