Расчет показателей процесса обжига сульфидных руд по экспериментальным данным

По результатам эксперимента рассчитывают коэффициент избытка воздуха a и основные технологические показатели процесса - степень Х_s и скорость v_s выгорания серы из колчедана.

Коэффициент избытка воздуха рассчитывают по формуле

a = V_п / V_т, (38)

где V_п - практический объем воздуха, прошедший через печь за время опыта, мл; V_т - теоретический объем воздуха, который необходим для полного выгорания серы из навески колчедана, мл.

Практический расход воздуха определяют исходя из опытных данных - объемного расхода воздуха и общего времени пропускания его через печь. Теоретический объем воздуха определяют исходя из содержания серы в колчедане по уравнению

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂.

При этом принимают, что вся сера в колчедане содержится в виде FeS₂.

Скорость выгорания серы v_s за промежуток времени Dt рассчитывают по формуле

v_s = DM_st / Dt, (39)

где DM_st - масса серы, которая выгорела за промежуток времени Dt, мг; Dt - продолжительность выгорания серы (время обесцвечивания одного дрекселя), с.

Масса серы, которая выгорела за промежуток времени Dt, рассчитывается по реакции взаимодействия диоксида серы с йодом

SO₂ + I₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HI.

В соответствии с законом эквивалентов, количество йода, моль × экв, которое обесцветилось в поглотительной склянке, равно количеству диоксида серы, моль × экв, вступившего в реакцию, а следовательно, и количеству серы, моль × экв, поскольку при горении серы образуется эквивалентное количество SO₂. Исходя из этого, массу серы, мг, соответствующую обесцвечиванию одного дрекселя можно рассчитать по формуле

DM_st = V_J × N_J × M_s × f_экв × 1000, (40)

где V_J - объем раствора йода с концентрацией N_J, добавленный в поглотительную склянку, л; N_J - нормальная концентрация раствора йода, моль × экв/л; M_s - малярная масса серы, г/моль; f_экв - фактор эквивалентности SO₂.

Степень выгорания серы X_s рассчитывают по формуле

X_s = åDМ_st / M_s^н, (41)

где åDМ_st - масса серы, которая сгорела к моменту времени t, мг; M_s^н - масса серы в навеске колчедана, взятой для опыта, мг.

Экспериментальные данные и результаты расчетов сводятся в табл. 6.