沸腾炉设计指导书

XXXXXXXXXXXX学课程设计指导书（沸腾焙烧炉）冶金教研室编第一章概述一、冶金技术专业课程设计目的：冶金技术专业课程设计是专业基础课、专业课教学的一个重要的实践性教学环节。它是培养有色冶金专业学生理论联系实际，初步树立正确设计思想的重要措施，其目的是：1．使学生初步学会综合运用有关基础理论知识和专业知识，以解决具体工程技术问题，培养学生的初步设计能力；2．熟悉查阅、运用设计资料，了解有关的国家标准、规范；3．在进行冶金计算的基础上，依据工厂生产的实践经验，创造性地进行主体设备及附属设备的选择计算。以求掌握冶金专业设计的一般方法和步骤，为毕业设计打好基础。二、冶金技术专业课程设计内容：（一）冶金计算：包括物料平衡计算和热平衡计算两部分。要求按统一编号编制物相组成表、物料平衡表和热平衡表。（二）主体设备及其附属设备的选择计算：包括技术操作条件及技术经济指标、主要尺寸的选择计算，并对主要技术条件、经济指标和主要尺寸进行简单论证分析。（三）编写设计说明书、绘制图纸：1．设计说明书的编写：要求附有目录、参考资料，其中的图表一律要统一编号，标题要醒目。字迹要清楚、端正。编写的格式为：（1）封面（2）课程设计任务书（3）目录（4）课程设计专题概述(课程设计目的、意义，该领域的发展概况及自己设计的合理性等)（5）课程设计计算内容[包括冶金计算及数据选择论证（包括相应图表）、设备计算及数据选择论证（包括相应图表）和主体设备设计图]。2．图纸要求：设计图纸是设计工作的重要成果，它的表达方式应当是严谨的、公认的，亦即是应该符合通用的和专业的制图规范，并能准确表达设计意图。此外，还应做到图面简洁清晰、布置均匀整齐、线条粗细分明、说明通顺确切、字体端正美观。绘图时应注意：（1）主体设备选用1#图纸[0#图纸（841×1189）沿长边对裁即可]绘制；（2）图纸应按制图规范留出相应的图边、装订边；（3）标题栏必须在图纸的右下角，其格式如《机械制图》要求；（4）图纸上的图形应占图纸幅度的75%左右；（5）凡施工中应注意事项及特殊要求，均可用“附注”在图纸上注明。第二章硫化锌精矿的物相成分计算一、原始成分：1．化学成分：（%）：ZnPbCuFeSCdMgOCaOSiO2其他∑56.811.250.214.0431.950.170.240.561.553.22100.02．矿物的赋存形态：ZnPbCuCdFeZnSPbSCuFeS2CdSCuFeS2;FeS2;Fe7S8MgOCaOSiO2其他MgCO3CaCO3SiO2其他二、计算过程：（以100Kg干精矿作计算基础）：1．ZnS的量：Zn：100Kg×56.81%=56.81KgS:56.81Kg×sZnMM=56.81Kg×32.07÷65.39=27.86KgZnS:56.81Kg+27.86Kg=84.67Kg2．PbS：Pb：100Kg×1.25%=1.25KgS：1.25Kg×sPbMM=1.25Kg×32.07÷207.2=0.19KgPbS：1.25Kg+0.19Kg=1.44Kg3．CuFeS2：Cu：100Kg×0.21%=0.21KgFe：0.21Kg×FeCuMMu=0.21Kg×55.85÷63.55==0.18KgS：0.21Kg×2sCuMMu=0.21Kg×2×32.07÷63.55=0.21KgCuFeS2：0.21Kg+0.18Kg+0.21Kg=0.60Kg4．CdS：Cd：100Kg×0.17%=0.17KgS：0.17Kg×sCdMM=0.17Kg×32.07÷112.41=0.05KgCdS：0.17Kg+0.05Kg=0.22Kg5．FeS2和Fe7S8：余下的铁量为：4.04Kg-0.18Kg=3.86Kg；余下的硫量为：31.95Kg-（27.86+0.19+0.21+0.05）=3.64Kg。设如下的铁、硫全部以FeS2和Fe7S8形态存在，又，设FeS2为xKg，Fe7S8为yKg，则有：x+y=7.50---------(1)(2)FeFeSMxMM+7(78)FeFeSMyMM=3.86--------(2)2(2)SFeSMxMM+8(78)SFeSMyMM=3.64---------(3)解之，则可得：FeS2：4.83Kg其中：Fe：2.25Kg，S：2.58KgFe7S8：2.67Kg其中：Fe：1.61Kg，S：1.06Kg6．MgCO3：MgO：100Kg×0.24%=0.24KgCO2：0.24Kg×22COCOMgOMgOMMMMMM×0.24=0.24Kg×（12.01+2×16.00)/（24.31+16.00)=0.24KgMgCO3：0.24Kg+0.26Kg=0.50Kg7．CaCO3：CaO：100Kg×0.56%=0.56KgCO2：0.56Kg×2COCaOMM=0.56×2COCaOMMMM=0.56Kg×（12.01+2×16.00)/（40.08+16.00)=0.44KgCaCO3：0.56Kg+0.44Kg=1.00Kg8．其他：其他：3.22Kg—（0.26+0.44）Kg=2.52Kg将以上计算结果汇编成表：表1——1硫化锌干精矿的物相成分表表1——1物相成分化学成分ZnPbCuCdFeSMgOCaOSiO2CO2其他∑ZnS56.8127.8684.67PbS1.250.191.44CuFeS20.210.180.210.60CdS0.170.050.22FeS22.252.584.83Fe7S81.611.062.67MgCO30.240.260.50CaCO30.560.441.00SiO21.551.55其他2.522.52小计56.811.250.210.174.0431.950.240.561.550.702.52100.0第三章硫化锌精矿部分酸化沸腾焙烧计算一、硫化锌精矿的原始成分：1.化学成分：（%）：ZnPbCuFeSCdMgOCaOSiO2其他∑56.811.250.214.0431.950.170.240.561.553.22100.02.矿物的赋存形态：ZnPbCuCdFeZnSPbSCuFeS2CdSCuFeS2;FeS2;Fe7S8MgOCaOSiO2其他MgCO3CaCO3SiO2其他二、硫化锌精矿的物相成分：前面已经计算，此处直接引用其结果。硫化锌干精矿的物相成分表表1——1物相成分化学成分ZnPbCuCdFeSMgOCaOSiO2CO2其他∑ZnS56.8127.8684.67PbS1.250.191.44CuFeS20.210.180.210.60CdS0.170.050.22FeS22.252.584.83Fe7S81.611.062.67MgCO30.240.260.50CaCO30.560.441.00SiO21.551.55其他2.522.52小计56.811.250.210.174.0431.950.240.561.550.702.52100.0三、有关计算的一些假设：1．有关指标：焙烧过程中：锌金属的直接回收率为99.5%；脱铅率为50%；脱镉率为60%；砷、锑挥发率为65%；空气消耗系数为1.25。2．焙烧过程中，锌及其他金属氧化物有约45%进入烟尘。3．焙烧产出的烟尘中，以硫酸盐形态存在的硫占总硫的2.14%，以硫化物形态存在的硫占总硫的0.5%，并全部与锌结合；氧化铅全部与二氧化硅结合为PbO·SiO2；Fe2O3中，有1/3与ZnO结合成ZnO·Fe2O3；其余的金属均以氧化物存在。4．焙烧产出的焙砂中，以硫酸盐形态存在的硫占总硫的1.10%，以硫化物形态存在的硫占总硫的0.3%，并全部与锌结合；氧化铅全部与二氧化硅结合为PbO·SiO2；Fe2O3中，有40%与ZnO结合成ZnO·Fe2O3；其余的金属均以氧化物存在。四、计算过程：（以100Kg干精矿作计算基础）（一）烟尘产出率及其化学和物相成分的计算：设烟尘产出量为xKg1．各化学成分的计算：Zn：56.81Kg×45%=25.5645KgCd：0.17Kg×60%=0.1020KgPb：1.25Kg×50%=0.6250KgCu：0.21Kg×45%=0.0945KgFe：4.04Kg×45%=1.8180KgMgO：0.24Kg×45%=0.1080KgCaO：0.56Kg×45%=0.2520KgSiO2：1.55Kg×45%=0.6975KgSS：xKg×0.5%=0.005xKgSSO4：xKg×2.14%=0.0214xKg其他：2.52Kg×45%=1.1340Kg2．烟尘中的物相成分计算：（1）ZnS的量：S：0.005xKgZn：0.005xKg×MZn/MS=0.005xKg×65.39÷32.07=0.0102xKgZnS：0.005xKg+0.01020xKg=0.0152xKg（2）ZnSO4的量：S：0.0214xKgZn：0.0214xKg×MZn/MS=0.0214xKg×65.39÷32.07=0.0436xKgO：0.0214xKg×4MO/MS=0.0214xKg×4×16.00÷32.07=0.0427xKgZnSO4：0.0214xKg+0.0436xKg+0.0427xKg=0.1077xKg（3）ZnO·Fe2O3的量：烟尘中的Fe2O3的量为：1.8180Kg×[（3MO+2MFe）/2MFe]=2.600Kg其中：O为1.8180Kg×3MO/2MFe=0.7812Kg则，与锌结合的Fe2O3的量为：2.600Kg×1/3=0.8670Kg其中，O为0.7812Kg×1/3=0.2604KgZnO·Fe2O3中ZnO的量为：ZnO=0.8670Kg×[（MO+MZn）/[（3MO+2MFe）]=0.4446Kg其中，锌为0.3572Kg，氧为0.0874KgZnO·Fe2O3的量：0.8670Kg+0.4446Kg=1.3116Kg（4）余下的Fe2O3的量：2.600Kg—0.8670Kg=1.7330Kg其中，Fe：1.8180Kg×2/3=1.2120KgO：0.7812Kg×2/3=0.5208Kg（5）余下的ZnO的量：余下的ZnO中：Zn：25.5645—（0.0102x+0.0436x+0.3572）=25.2073—0.0538xKgO：（25.2073—0.0538x）Kg×MO/MZn=6.1679—0.0132xKgZnO：25.2073—0.0538x+6.1679—0.0132x=31.3752—0.0670xKg（6）CdO：Cd：0.1020KgO：0.1020Kg×MO/MCd=0.0145KgCdO：0.1020Kg+0.0145Kg=0.1165Kg（7）CuO：Cu：0.0945KgO：0.0945Kg×MO/MCu=0.0238KgCuO：0.0945Kg+0.0238Kg=0.1183Kg（8）PbO·SiO2：Pb：0.6250KgO：0.6250Kg×MO/MPb=0.0483KgSiO2：0.6250Kg×（2MO+MSi）/MPb=0.1812KgPbO·SiO2：0.6250Kg+0.0483Kg+0.1812Kg=0.8545Kg（9）余下的SiO2：0.6975Kg—0.1812Kg=0.5163Kg（10）CaO：CaO：0.2520Kg（11）MgO：MgO：0.1080Kg（12）其他：其他：1.1340Kg由以上的计算结果，根据物料平衡关系，可知：x=（0.0152x+0.1077x+1.3116+1.7330+31.3752—0.0670x+0.1165++0.1183+0.8545+0.5163+0.2520+0.1080+1.1340)解之，可得x=39.740Kg。由以上的计算结果，即可求出：1.ZnS的量：S：0.199KgZn：0.405KgZnS：0.604Kg2.ZnSO4的量：S：0.850KgZn：1.733KgO：1.6