Расчет активного содержания углерода в кокс
Расход углерода на восстановление железа:
Fe2O3 + 3С = Fe + 3СО
160(Fe2O3) - 36 (С)
3,8 - х1, х1=0,829кг
Расход углерода на восстановление кремния:
SiO2 + 2С = Si + 2СО
60(SiO2) - 24(С)
5,1 - х2, х2=0,1кг
Расход углерода на восстановление водорода:
Н2О + С = Н2 + СО
18(Н2О) - 12(С)
1,4 - х3, х3=0,933кг
Активное содержание углерода в коксе:
Са=85 – 0,829 -0,1 -0,933 = 83,328кг
Принимаем Са=83,4 кг (%)
Расчет количества кокса
Количество углерода на восстановление цинка из 100кг руды:
ZnCO3 + 2С = Zn + 3CO
113,4(ZnCO3) - 24(С)
55,6 - х4, х4=11,4кг
Количество углерода на восстановление железа:
FeСO3 + 2С = Fe + 3СО
104(FeСO3) - 24(С)
3,3 - х5, х5=0,75кг
Количество углерода на образование СаО:
СаСО3 + С = СаО + 2СО
100(СаСО3) - 12
7,5 - х6, х6=1,8кг
Количество углерода на восстановление кремния:
SiO2 + 2С = Si + 2СО
60(SiO2) - 24(С)
25,7 - х7, х7=0,51кг
Необходимое количество углерода с учетом 10% избытка углерода:
Gк = (11,4+0,75+1,8+0,51)·1,1/ Са= 14,46·1,1/0,834=19,07кг
Расчет количества извести
Необходимое количество извести рассчитываем исходя из того, что отношение СаО / SiO2 в шихте должно составлять 1,0, тогда:
1 = 
кг
Примем, что известь содержит 94%СаО и 0,7% SiO2, остальное 5,3%-ппп. То есть в извести содержание SiO2 в 0,00744раз меньше, чем СаО.
Тогда 
= 
Уравнение баланса основности тогда имеет вид:
Решая относительно 
находим, что
24,41+0,92+ 
= 4,2+0,38+ 
25,33+ = 5,28+
20,05= 0,99256
кг
Тогда количество извести составит:
= 20,2/0,94 = 21,49кг
Состав шихты для плавки:
Руда – 100кг
Кокс – 19,07кг
Извести – 21,49кг.
Порядок оформления отчетов и их защита
1. Краткое изложение теории процесса получения цинка в руднотермических печах.
2. Описание аппаратуры и методики проведения лабораторного опыта.
3. Полученные результаты с необходимыми расчетами.
4. Анализ результатов и выводы.
Контрольные вопросы
1. Практика переработки цинковых руд в электропечах.
2. Реакционная способность восстановителей по отношению к ZnO.
3. Кинетика восстановления Zn из расплава.
4. Добавки, ускоряющие и ухудшающие восстановление цинка из расплавов.
5. Совместное восстановление цинка и железа из расплавов.
6. Методика проведения плавки.
7. Расчет кокса.
8. Расчет извести.
Задание на дом:
1. Ознакомиться с новыми пирометаллургическими методами получения цинка.
2. Изучить технологию и основные показатели процесса получения цинка в руднотермических печах.
Задание к СРС
Студент должен приготовить СРС по следующим темам:
1. Самостоятельно изучить термодинамику восстановления цинка.
2. Самостоятельно изучить кинетику восстановления цинка.
3. Объяснить закономерности восстановления цинка из оксидных соединений и поведение сульфата и сульфида цинка.
4. Ознакомиться с конструкцией и работой руднотермической печи.
5. Изучить способ получения цинка и оксида цинка в шахтных электрических печах.
Список используемой литературы
Основная:
1. Газалиев А.М. Общая металлургия: уч-к. /А.М.Газалиев, В.В.Егоров, Д.К. Исин. Под ред. Акад.НАН РК А.М. Газалиева. – Алматы: Бiлiм, 2010. – 777с
2. Романтеев Ю.П., Быстров В.П. Металлургия тяжелых цветных металлов. Свинец. Цинк. Кадмий.: - М.: Изд. дом МИСиС, 2010 – 575 с.
3. Уткин Н.И. Производство цветных металлов. –М.: Интермет инжиниринг. 2004.
Дополнительная:
4. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия. М.: Академкнига, 2002. 786 с.
5. Романтеев Ю.П. и др. Металлургия цинка и кадмия. - М.: МиСиС. 2006.
6. Шевко В.М. Общая металлургия. Учебное пособие. Шымкент ЮКГУим.М.Ауезова, 2013. -357с.
7. Валиев Х.Х., Романтеев Ю.П. Металлургия свинца, цинка и сопутствующих металлов. Алматы: КазНТУ, 2000. 441 с.
8. Коржова Р.В. Сырьевая база и обогащение руд. М.: МиСиС. 2002. -149с.
9. Шевко В.М.. Теоретические основы металлургических процессов. Конспекты лекций. – Шымкент: ЮКГУ им.М.Ауэзова, 2012.-158с.
10. Шевко В.М., Каратаева Г.Е.,Даулетбаева Д.А.Металлургия свинца, цинка, вольфрама и молибдена / Учебное пособие. – Шымкент.: Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова, 2016. -235 с.