ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 5 (1), 18
Стационарная диффузия кислорода при окислении жидких сульфидов, вывод уравнения.
При обжиге цинкового концентрата происходит окисление только тех сульфидов, температура воспламенения которых ниже температуры обжига. Это позволяет сделать вывод, что для интенсивного ведения процесса обжига необходим нагрев концентрата до температуры его воспламенения при соответствующих условиях. Дальнейшее повышение температуры обжига способствует более полному окислению сульфидов металлов при определенном времени нахождения материала в печи. Применяемые температуры при обжиге цинковых концентратов могут колебаться от 880 до 1000оС. Такой температурный интервал зависит от химического состава и физических свойств обжигаемых концентратов, от конструктивных особенностей печи. При температурах выше 1000оС начинается интенсивное оплавление сульфидных цинковых концентратов, что приводит к образованию на поверхности частиц жидкой фазы. Жидкая фаза затрудняет диффузию кислорода к ядру частицы, приводит к образованию агломерата из множества оплавившихся частиц, что укрупняет огарок и нарушает аэродинамику кипящего слоя.
Для стационарной диффузии в жидкой фазе уравнение:
td= 
где d – длина диффузионного пробега и Ds – коэффициент диффузии
2. Шлаковые расплавы цветной металлургии. Строение шлаков (положения молекулярной и ионной теории). Диаграммы состояния важнейших шлаковых систем ( FeO - CaO - SiO 2 , FeO - Fe 2 O 3 - SiO 2 , FeO - Fe 2 O 3 - CaO ). Физико-химические свойства шлаков (плотность и мольные объемы, вязкость, поверхностное натяжение, электропроводность и полупроводниковые свойства, диффузия в шлаковых расплавах). Теплофизические свойства шлаков.
|
|
|
Медеплавильные шлаковые расплавы являются сложными многокомпонентными жидкостями, в которых сильные катионы (модификаторы) окружают себя простыми анионными кремнекислородными комплексами. Вместе с тем, слабые катионы и менее сложные комплексные анионы образуют самостоятельные сиботаксические группировки. Этот процесс усиливается с повышением концентрации сильных катионов, что приводит к разрушению (разукрупнению) кремнекислородных комплексов и вызывает появление микронеоднородностей в шлаковом расплаве.
Диаграмма состояния FeO-SiO2-CaO. Имеет практическое значение для анализа процессов затвердевания, равновесного сосуществования фаз и описания физико-химических свойств шлаков традиционных процессов плавки (отражательная, электротермическая).
На рис. 2.72 показана проекция низкотемпературной области поверхности ликвидуса системы CaO-FeO-SiO2, в которой наименьшая температура плавления (1093оС) наблюдается в точке с координатами, %: 46 FeO, ~37 SiO2, ~17 CaO. Несколько более высокая температура (1105оС) отвечает составу, %: 45.5 FeO, 43 SiO2, 11.5 CaO. Легкоплавкие двойные соединения в системе представлены фаялитом 2FeO×SiO2 (1208оС) и метасиликатом железа FeO×SiO2 (1240оС), тройные – железистым монтичеллитом CaO×FeO×SiO2 (1230оC) и оливином 2(Fe,Ca)O×SiO2 (1093оС)
|
|
|
Характерной особенностью рассматриваемой системы, является снижение температуры плавления сплавов оксидов при небольших добавках CaO (до 25%) и возрастание - при увеличении содержания кремнезема (более 50%). При использовании диаграммы необходимо учитывать, что наряду с FeO в системе обязательно присутствует трехвалентное железо, что увеличивает температуру плавления смеси оксидов.
Рис.2.72. Диаграмма состояния FeO-CaO-SiO2
Диаграмма состояния FeO-Fe2O3-SiO2. Служит основой для интерпретации равновесных составов конденсированных и газовой фаз шлаков автогенных процессов и конвертирования медных штейнов.
Рис.2.74. Диаграмма состояния системы FeO-Fe2O3-SiO2
Диаграмма состояния FeO-Fe2O3-CaO. Оксиды данной системы обычно составляют основу шлаковых расплавов мартеновского и конвертерного производства стали. Фрагменты диаграммы, представляющей интерес для пирометаллургии меди, приведены на рис. 2.77.
|
|
|
Рис.2.77. Фрагменты диаграммы состояния системы FеО-Fе2O3-СаО с обозначением изобар парциального давления кислорода при температурах ликвидуса; 6 - фазовое равновесие с жидкостью
Для расчета теплового баланса плавильных процессов необходима информация о теплофизических свойствах расплавов. Наиболее надежные сведения о тепловых характеристиках сульфидных расплавов могут быть получены в результате экспериментальных замеров энтальпии и теплоемкости.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 527; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!