Шлак находится в равновесии со штейном и газовой фазой.

16. Какое влияние на состав фаз (содержание SO ₂ в газовой фазе, содержание меди в штейне, содержание магнетита в шлаке, содержание растворенной меди в шлаке, в какой форме медь растворяется в шлаке) окажет увеличение равновесного давления O₂ в газовой фазе? Поясните.

Cu₂S+3/2O₂=Cu₂O+SO₂ если увеличить Po2- реакция сдвигается вправо

Kp=A(Cu₂O)*P(SO₂)/A(Cu₂S)*P^^(3/2) (O₂)

17. Рассчитайте давление серы в системе, содержащей чистые Cu, Сu₂S при температуре 1200 К. Справочные данные:

· Cu + 1/2 S₂ = Cu₂S

· среднее значение изменения энтальпии в ходе реакции в интервале температур 700-1400 К равно -131,884 кДж, энтропии -30,82 Дж/К

2Cu _(тв)+ 1/2 S₂ = Cu₂S_(тв)

Kp=

∆G°= - RTlnKp →  = e (101064/8,31*1000)=е^12,16=190994.5

∆G°= -131884+30,82*1000= -101064 Дж/моль

P_(S)=

a(Cu₂S) = ?

a(Cu) = ?

18. Рассчитайте активность кремнезема в шлаке состава: SiO2 - 10 % (мол.), FeO - 60 % (мол.), CaO - 30 % (мол.), исходя из модели совершенных растворов.

19. Газовая фаза, состоящая из СО и СО₂ в первом эксперименте приведена в равновесие с вюститом кислородного края области гомогенности, во втором - с магнетитом железного края области гомогенности. В каком из экспериментов больший процент СО в равновесной газовой фазе? Почему?

FeO+CO=Fe+CO₂               - 

Fe₃O₄+4CO=3Fe+ 4CO₂    - 700 °C

Fe₃O₄ + CO 3FeO + CO₂

Для чего необходим окислительный обжиг сульфидных медных концентратов? Напишите реакцию, определяющую его суть. Объясните с точки зрения механизма взаимодействия кислорода и твердых сульфидных частиц высокую производительность обжига в кипящем слое.

Цель обжига состоит в удалении части серы и окислении некоторого количества железа для перевода их оксидов в шлак при последующей плавке. При обжиге решаются и другие задачи: получение газов, пригодных для получения серной кислоты, усреднение, разогрев шихты (быстрее плавится). Окислительный обжиг проводят при температурах 800–900 °С.

В общем виде процесс горения сульфидов описывается уравнением:
2MeS + 3O₂ = 2МеО + 2SO₂

Основными реакциями окисления являются следующие реакции:

2FeS + 3,5O₂ = Fe₂O₃ + 2SO₂

2FeS₂ + 5,5O₂ = Fe₂O₃ + 4SO₂

2CuFeS₂ + 6О₂ = Fe₂O₃ + Cu₂O + 4SO₂

Сущность обжига в КС состоит в продувке слоя шихты восходящим потоком воздуха или обогащенного кислородом дутья со скоростью, обеспечивающей «кипение» материала. При определенной скорости дутья сыпучий материал приобретает свойства жидкости: подвижность, текучесть, принимать форму и объем вмещающего сосуда.

Обжиг в КС является самым высокопроизводительным обжиговым процессом - это обусловлено высокоразвитой удельной поверхностью контакта твердой и газообразной фаз. Окисление сульфидов в этих условиях идет очень интенсивно даже при небольшом избытке воздуха - всего 10...20% сверх теоретически необходимого. При достаточно высокой герметизации печей это позволяет получать газы, содержащие до 12 ... 14 % SO2.

При продувании снизу через слой сыпучего материала газа этот слой при определенных параметрах дутья будет разрыхляться до такого состояния, что приобретет свойства жидкости (подвижность, способность перемешиваться, принимать форму сосуда и т. д.). Псевдожидкое состояние наступает при скорости газового потока, когда его подъемная сила будет уравновешиваться массой сыпучего материала. При минимальной критической скорости слой сыпучего материала переходит в псевдожидкое состояние, а при максимальной критической скорости во взвешенное состояние со свободным витанием частиц.

21. В какой последовательности будут образовываться оксиды железа, если окисление железа проводить при температуре 600 ^оС, постепенно повышая окислительный потенциал (т.е. парциальное давление кислорода) в системе.

Железо окисляется Fe₃O₄ – Fe₂O₃ т.к. при данной температуре не существует FeO