Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Марта 2012 в 06:40, курсовая работа
Свинец – один из самых мягких и пластичных из тяжелых металлов. Это металл, легкий в добыче и обработке. Свинец имеет серый цвет с синеватым металлическим блеском, при окислении – тусклый грязно-серый. На воздухе свинец очень быстро окисляется, поэтому его поверхность покрыта пленкой оксидов. Плотность свинца достаточно высока – в четыре раза выше, чем у алюминия, а температура плавления, наоборот, предельно низкая – 327,4 °C.
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Характеристика сырьевых источников 5
2 Способы переработка свинцового сырья 7
3 Агломерирующий обжиг свинцовых концентратов 8
3.1 Подготовка шихты. 8
3.2Агломерация 9
3.2.1 Термодинамика окисления сульфидов металлов. 9
3.2.2 Поведение при обжиге компонентов свинцового концентрата. 11
3.2.3 Кинетика и механизм окисления сульфидов металлов. 13
3.2.4Спекание шихты при агломерирующем обжиге. 14
4 Аппаратурное оформление и практика агломерирующего обжига 18
5 Шахтная плавка агломерата 20
6 Переработка шлаков свинцовой плавки 21
7 Рафинирование чернового свинца 23
Глава 2 Рациональный состав свинцовых концентратов 27
2.1 Расчет рационального состава сульфидного свинцового концентрата 27
2.2 Расчет процесса агломерирующего обжига свинцовых концентратов 28
2.2.1 Расчет рационального состава агломерата, получаемого при обжиге «свежей» шихты 29
2.2.2 Расчет рационального состава свинцового агломерата, получающегося при обжиге шихты оптимального состава 32
2.2.3 Расчет количества воздуха процесса агломерирующего обжига шихты 35
2.2.4 Расчет количества и состава обжиговых газов 37
2.2.5 Расчет количества и состава пыли и агломерата 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 42
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
« СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт управления бизнес-процессами и экономики
Кафедра «Металлургии цветных металлов»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Технология агломерационного обжига свинцовых концентратов и аппаратурное оформление процесса.
Руководитель работы _______________________
(подпись, дата)
Разработал студент ___________________
________________
(номер группы) (подпись, дата) (инициалы, фамилия)
Красноярск, 2011
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Характеристика сырьевых источников 5
2 Способы переработка свинцового сырья 7
3 Агломерирующий обжиг свинцовых концентратов 8
3.1 Подготовка шихты. 8
3.2Агломерация 9
3.2.1 Термодинамика окисления сульфидов металлов. 9
3.2.2 Поведение при обжиге компонентов свинцового концентрата. 11
3.2.3 Кинетика
и механизм окисления
3.2.4Спекание
шихты при агломерирующем
4 Аппаратурное оформление и практика агломерирующего обжига 18
5 Шахтная плавка агломерата 20
6 Переработка шлаков свинцовой плавки 21
7 Рафинирование чернового свинца 23
Глава 2 Рациональный состав свинцовых концентратов 27
2.1 Расчет
рационального состава
2.2 Расчет
процесса агломерирующего
2.2.1 Расчет
рационального состава
2.2.2 Расчет
рационального состава
2.2.3 Расчет
количества воздуха процесса
агломерирующего обжига шихты 3
2.2.4 Расчет
количества и состава
2.2.5 Расчет количества и состава пыли и агломерата 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 42
Свинец – один из самых
мягких и пластичных из тяжелых металлов.
Это металл, легкий в добыче и
обработке. Свинец имеет серый цвет
с синеватым металлическим
Основными характеристиками
свинца является мягкость и пластичность
– он легко режется ножом, куется
и прокатывается в листы
Свинец широко применяют в производстве свинцовых аккумуляторов, используют для изготовления заводской аппаратуры, стойкой в агрессивных газах и жидкостях. Свинец сильно поглощает γ-лучи и рентгеновские лучи, благодаря чему его применяют как материал для защиты от их действия (контейнеры для хранения радиоактивных веществ, аппаратура рентгеновских кабинетов и других). Большие количества Свинца идут на изготовление оболочек электрических кабелей, защищающих их от коррозии и механических повреждений. На основе Свинца изготовляют многие свинцовые сплавы. Оксид Свинца РbО вводят в хрусталь и оптическое стекло для получения материалов с большим показателем преломления.
Важными областями применения
свинца являются химическая и металлургическая
промышленность, где его в виде
труб и листов применяют для футеровки
трубопроводов и различной
До недавнего времени значительное количество свинца расходовалось при получении тетраэтилсвинца Pb(C2H5)4, добавки которого в бензин существенно повышают эффективность работы двигателей внутреннего сгорания. Однако с целью предотвращения загрязнения воздушной среды в последние годы использование этилированного бензина во многих странах запрещено, поэтому эта статья расхода свинца из года в год сокращается.
Сравнительно большое количество свинца применяется при производстве красителей(свинцовые белила, сурик и др.) и различных химикатов.
Структура потребления свинца выражается следующими среднестатистическими данными, % от общего потребления:
Аккумуляторы – 40-50
Оболочки кабелей – 5-15
Листы и трубы – 5-10
Тетраэтилсвинец – меньше 20
Красители и химикаты – 5-10
Сплавы и припои – 10-15
Свинец является четвертым по потреблению цветным металлом после алюминия, меди и цинка.
Общие мировые объемы потребления свинца за последние годы не снизились. Добыча свинцовых руд и выплавка металла в последние годы растут.
Самые большие запасы свинца в недрах находятся в Австралии (15,6млн.т), Казахстане (14,5млн.т), США (12,2млн.т), Канаде (9,6 млн.т), Китае (7,6млн.т). Доля России в мировых запасах свинца оценивается в 10-12%.
Основные производители свинцового сырья в мире – Австралия (685тыс.тонн свинца в концентрате), Китай (580тыс.тонн), США (460тыс.тонн), Перу (270тыс.тонн), Мексика (175тыс.тонн). В значительных объемах добыча ведется в Казахстане, России, Ирландии, Швеции, ЮАР.
Соответственно основными производителями свинца в мире являются Австралия, Китай и США (более 70% мирового выпуска). Австралия по производству свинца в концентратах занимает первое место в мире – 25% мирового производства.
Средняя цена на Лондонской бирже металлов в 2010 году составляла 1724$ за тонну.
Конец прошлого века оказался знаковым для свинцовой промышленности России. После потрясений 1990-х годов, вызванных развалом Советского союза, основные производители свинца (Усть-Каменогорский свинцово-цинковый комбинат, Чимкентский свинцовый завод, объединение «Укрнцинк») оказались за пределами России.
В ближайшее время в Хакассии может появиться первый в России современный завод по производству первичного свинца. В качестве площадки для размещения предприятия рассматривается город Сорск.
В настоящее время в России практически нет заводов по переработке первичного свинца. Хотя в Красноярском крае находится одно из крупнейших в мире месторождений этого металла – Горевское. Оно содержит 42% российских запасов свинца. Завод, строительство которого планируется в Хакассии, будет заниматься переработкой свинцового концентрата этого месторождения.
Количество балансовых запасов свинца в России достигает почти 20 млн.т, страна занимает по этому параметру второе место в мире после Австралии.
Около 70% запасов свинца сосредоточено в трех крупнейших месторождениях: Горевском в Красноярском крае, заключающем почти 44% разведанных запасов РФ, Озерном и Холоднинском в Республике Бурятия.
Российское месторождения свинца, как правило, комплексные (свинцово-цинковые). Руды, крупнейшего в стране «стратиформного» Горевского месторождения характеризуются очень высокими содержаниями свинца (более 7%) и низкими – цинка. Только в Австралии есть крупные свинцовые месторождения с более богатыми рудами, такие как Брокен-Хилл (8,5% свинца в рудах), Хилтон (7,3%) и Каннингтон (10,7%), однако все они относятся к колчеданно-полиметаллическому промышленному типу. Основная часть запасов Горевского месторождения расположена под руслом р.Ангара, разработка их пока не планируется.
Самородный свинец в природе
не найден. Монометаллические свинцовые
руды встречаются очень редко. Наибольшее
распространение имеют
Железо и избыток серы, не связанный с сульфидами цветных металлов, нередко присутствуют в полиметаллических рудах в виде пирита. Это существенно осложняет процесс обогащения; при значительных количествах пирит извлекают в отдельный концентрат.[3]
Руды классифицируют на:
сернистые или сульфидные руды, в которых свинец и цинк содержатся в сульфидной форме;
окисленные руды, содержащие окислы металлов.[1]
Наиболее распространены в природе сульфидные руды, в которых свинец находится главным образом в виде галенита PbS, а цинк – в виде цинковой обманки (сфалерита) ZnS. Это первичные руды. Сфалерита в рудах обычно содержится в 1,5 – 2 раза больше, чем галенита.
В окисленных рудах свинец находится обычно в виде церуссита PbCO3, а цинк – в виде смитсонита ZnCO3 и каламина Н2Zn2SiO5. Также эти руды называют карбонатными.
Оба минерала - PbCO3 и ZnCO3 – вторичного происхождения и образуются в результате длительного процесса выветривания соответствующих сульфидов. Церуссит – главный минерал зоны окисления полиметаллических руд – нередко образует богатые промышленные скопления. Англезит меньше распространен, так как он менее стоек, чем церуссит, и переходит в него.[5]
Окисленные руды встречаются
преимущественно в верхних, окисленных,
зонах месторождений. К настоящему
времени они почти все
Вследствие выработки
более богатых руд свинцово-
Таблица 1 – Состав свинцово-цинковых руд
Руда |
Химический состав, % |
Руда |
Химический состав, % | ||||
Pb |
Zn |
Cu |
Pb |
Zn |
Cu | ||
1 |
2,10 |
7,02 |
2,13 |
7 |
1,75 |
2,90 |
0,352 |
2 |
0,71 |
2,97 |
0,10 |
8 |
1,73 |
6,24 |
1,495 |
3 |
1,99 |
3,65 |
- |
9 |
1,85 |
3,72 |
- |
4 |
2,18 |
4,79 |
- |
10 |
1,55 |
1,884 |
- |
5 |
1,86 |
3,60 |
- |
11 |
1,12 |
4,1 |
- |
6 |
1,11 |
2,32 |
0,236 |
12 |
3,59 |
3,17 |
- |
В табл. 2 приведён состав отечественных свинцовых концентратов различного качества: от самых бедных до самых богатых и чистых:
Таблица 2 – Состав свинцовых концентратов
концентраты |
Химический состав, % | ||||||||||||
Pb |
Zn |
Cu |
Fe |
S |
Cd |
Bi |
As |
Sb |
CaO |
MgO |
SiO2 |
Al2O3 | |
А |
78.0 |
2.6 |
0.8 |
1.8 |
14.9 |
- |
- |
- |
- |
0.3 |
0.1 |
0.8 |
0.1 |
Б |
75.7 |
2.71 |
0.22 |
5.13 |
16.98 |
0.007 |
0.09 |
0.059 |
0.038 |
- |
- |
- |
- |
В |
59.5 |
5.84 |
0.26 |
4.13 |
14.89 |
0.024 |
0.003 |
0.004 |
0.03 |
- |
- |
- |
- |
Г |
64.8 |
5.43 |
1.71 |
7.27 |
18.39 |
0.033 |
0.028 |
0.098 |
0.024 |
- |
- |
- |
- |
Д |
61.1 |
6.32 |
0.27 |
4.14 |
15.46 |
0.068 |
0.002 |
0.63 |
0.057 |
- |
- |
- |
- |
Е |
55.6 |
9.4 |
0.33 |
6.71 |
19.14 |
0.03 |
0.002 |
0.014 |
0.009 |
- |
- |
- |
- |
Ж |
50.5 |
8.0 |
1.6 |
15.54 |
24.7 |
0.029 |
0.08 |
0.12 |
0.028 |
- |
- |
- |
- |