<<
>>

3.3. Методика обработки результатов химического анализа проб железистого шлака

Проведение опытов по восстановлению железа газообразными восстановителями из шлаков при высоких температурах требует использования в экспериментах достаточно стойких к растворению высокоглиноземистых материалов: алундо- вых тигля и погружной продувочной трубки.
Однако полностью предотвратить растворение невозможно. Это потребовало разработать методику обработки результатов химического анализа проб шлака, позволяющую рассчитывать массу восстановленного железа из шлакового расплава за время его продувки с учетом растворения материалов тигля и трубки и изменения массы шлака в связи с отбором проб. Химический состав материалов тигля и трубки приведен в табл. 13. Таблица 13 материал Si02 А1203 СаО MgO тигель 11,78 84,21 одо 0,10 трубка 19,49 74,78 1Д0 0,40 Химический состав материала тигля и продувочной трубки, % (масс.)

Длительность опытов составляла 115-150 минут: 90-100 минут - выход печи Таммана на рабочую температуру 1400-1450°С; 14-50 минут - продувка. За это время материалы тигля и продувочной трубки частично растворяются в шлаке. Кроме того, масса шлака в тигле изменяется за счет отбора проб.

Пусть m(FeO)0, m(Al203+ SiO2)0, m(CaO)0, m(MgO)0 - массы (г) оксидов железа, алюминия и кремния, кальция, магния соответственно, находящиеся в тигле перед началом эксперимента. Тогда (°/oFeO)0, (%Al203+%Si02)cb (%СаО)0, (%MgO)0 — содержание (доли ед. (масс.)) оксидов железа, алюминия и кремния, кальция, магния в шлаке (перед началом эксперимента в виде порошка), соответственно: '«(Оо

0 - 4

(34)

ol n =

I>(j)o где i - FeO, Al203+Si02, CaO, MgO.

При достижении необходимой температуры берется первая проба, после чего начинается продувка. Зная концентрацию FeO в расплаве, можно определить массу внесенных оксидов алюминия и кремния за период нагрева:

т(FeO)0 ~(%FeO)j -m{i),! ?>(*)0

т(Al ,0 з + SiO,) , = 5 . ^

2 3 2 раств 1 (%FeO)1

За период расплавления (90-100 мин) в тигле происходит образование шлакового расплава из порошкообразной смеси и растворение части материала тигля в расплаве.

Следовательно, по сравнению с первоначально заданной масса FeO, СаО, MgO останется неизменной, а А120з и SiO? в расплаве увеличится:

m(Ala03+Si0a), =m(Al20, + Si02)a+m(Al203 +Si02)pactM. (36)

Пусть средняя масса отбираемой из тигля пробы равна тпр. Тогда взятие .

каждой пробы будет уменьшать количество каждого компонента шлакового расплава на величину тщ -(%i), а для п>2 верно равенство:

т(0„ = '«(О,,-, -т„р Ч^Х-, ¦ (37)

Содержания оксидов железа, алюминия и кремния, кальция, магния в шлаке

по ходу эксперимента рассчитываются из выражений:

т{FeO У , -mfFeO

(%FeO) ~ - - ™— — ~ -

(%\1гО, +0ASiO1 )„ = , C3Q-)

0 __ '«(CaO)„_j

C%Ca° " -m(FeO)an!T„ +^1,0, + ЗЮД., ч-яКА^О, + '«(MgO (40)

7W(MgO)„ ,

C%Mg 0) = ——-——————— —- —- —— (411

где n — номер пробы; m(FeO)BOOm.n— масса монооксида железа, восстановленная за время, прошедшее между двумя последними отборами проб п-1 и п, г; m(Al203+Si02)p ~ общая масса оксидов алюминия и кремния, перешедшая в

расплав из материала тигля и продувочной трубки, за время, прошедшее между двумя последними отборами проб п~1 и я, г.

(42)

(44)

Величины m(FeO)юости и т(К\гО, + SiО2)jaCTb^ в (38)-(41) являются неизвестными, Для их определения необходимо решить систему из двух уравнений: a,, -OTCFeO)^, +а,г -ш(А1203 +Si02)pacTB ^ =ЪЛ аг\ -m(FeO)B0C0T^ +а22 -т(А1303 +ЯЮ,)расг„л =Ь2 '

где atj - коэффициенты при неизвестных в уравнении: а,, = 1 - (%FeO ), (43) % = (%FeO )„

а2, = -(%А12 О з 4- %S Ю 2 )н (45) «и - (%А12 О 3 + %SiO 2 )„ -

ЬЪЬ2 - свободные члены уравнений;

b^miFeO)^ ~(%FeO)H ^m(i)^

i

Ъг = т(А1203 + SiO2)„_j -(%А1,03 +%Si02)„ ¦ fjm(f)i_]

]

Решая систему уравнений (42) методом Гаусса, определяли массу закиси железа, восстановившуюся до железа, массу оксидов алюминия и кремния, перешедшую в расплав из материала тигля и продувочной трубки за время между последним и предыдущим отборами проб шлака. В различных экспериментах данный промежуток времени составлял At~2> 3 и 5 мин. Зная массу восстановившегося железа за время At., можно определить скорость восстановления железа метаном на данном временном интервале от начала продувки. На рис.13 представлена схема обработки результатов химического анализа проб железистого шлака.

<< | >>
Источник: Бабкин Дмитрий Геннадьевич. его моделирование с целью совершенствования технологии [Электронный ресурс]: Дис. ... канд. техн. наук 05.16.02 .—М.: РГБ, 2003(Из фондов Российской Государственной Библиотеки). 2003

Еще по теме 3.3. Методика обработки результатов химического анализа проб железистого шлака:

  1. § 3.2.4. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ И ВОПРОСОВ ХИМИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
  2. 3.3. Методика обработки результатов химического анализа проб железистого шлака
  3. 3.4. Исследование восстановления железа окисью углерода из шлакового расплава
  4. 3.5. Исследование восстановления железа метаном и водородом из шлакового расплава
  5. 3.6. Выводы
  6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  7. Список использованной литературы
  8. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
  9. Программа наблюдения и обработка результатов
  10. Методика обработки результатов
  11. ОПЫТ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ОЗЕР,ПОДВЕРГШИХСЯ НЕФТЯНОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ
  12. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВАВТОМАТИЗАЦИИ ХОДА ВЫПОЛНЕНИЯИ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕСТИРОВАНИЯ
  13. 4.6. Обработка результатов прямых однократных измерений
  14. 4.7. Обработка результатов прямых многократных измерений
  15. 4.8. Обработка результатов косвенных измерений
  16. Обработка результатов