Вельцевание свинцовых шлаков в трубчатой вращающейся печи

ПЕРВОЕ  ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ  РОССИИ

21-я линия, д.2 Санкт-Петербург, 199106, Россия

21st Line, 2 Saint-Petersburg, 199106, Russia

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ  МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ГОРНЫЙ»

Кафедра печных технологий и переработки энергоносителей

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

По дисциплине:                  Пирометаллургическое оборудование __ 

 

ТЕМА  ПРОЕКТА

«Вельцевание свинцовых шлаков в трубчатой вращающейся печи»

ВЫПОЛНИЛ: студент гр. АПМ-08-2  _________  /Дергачева А.М./

(подпись)          (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: ________

ПРОВЕРИЛ: ассистент   ___________   /Яковлев М.Г./

                                                 (должность)          (подпись)          (Ф.И.О.)

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 

2012

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1. АННОТАЦИЯ

В данном проекте рассматривается  процесс вельцевания свинцовых шлаков в трубчатой вращающейся печи.

Проект содержит вводную часть, посвященную истории развития свинцовой  промышленности, краткую характеристику процесса вельцевания, а также расчеты материального и теплового балансов, горения топлива и параметров печи.

Проект содержит пояснительную  записку объемом 37 стр., вкл. 14 табл., 2 рис., 1 чертеж.

 

 

This project describes Waelz process lead slags in the tubular rotating furnace.

The project contains introducing part devoted to history of development lead industry, a short characteristic of Waelz process and calculations of material and thermal balance, of burning fuel and size of the furnace.

The project consists of 37 pages, 14 tables, 2 pictures, 1 draft.

 

2. ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

3. ВВЕДЕНИЕ

Свинец не сыграл столь выдающейся роли в истории человечества, как медь и железо, но тем не менее был известен человечеству еще в глубокой древности. Впервые его начали получать совместно с золотом и с серебром в VII-V тысячелетии до н.э. на территории Испании. По-видимому, свинец получали попутно с медью, но, в связи с невысокими механическими свойствами и способностью тускнеть на воздухе, он не представлял для человека большой ценности. В более позднее время (V-IV тысячелетия до н.э.) свинец использовали как добавку для приготовления бронз сложного состава. Финикияне за 3000-2000 лет до н.э. вели интенсивные разработки свинцовых месторождений на Пиренейском полуострове с целью извлечения из свинцовых руд серебра. Отходы производства ,оксид свинца, использовали в древние времена для приготовления распространенной краски – сурика.

Известны разработки свинцовых  руд в Древней Греции на островах Родос, Кипр, Эвбей. Довольно основательно было налажено свинцовое производство в Древнем Риме. Римляне изготавливали  из свинца трубы, монеты, крыши домов, посуду.

В средние века, особенно после  изобретения пороха, спрос на свинец значительно вырос. В это время производство свинца непрерывно увеличивается, охватывая ряд горных округов в Германии и других странах. В США, например, начало производства свинца относится к 1621 г. На территории СССр свинец был известен уже в глубокой древности, о чем свидетельствуют остатки горных выработок и шлаковых отвалов, сохранившиеся в различных районах страны. Первые заводы по производству свинца появились в России в XVIII в. в Нерчинском крае и на Алтае. Производство на Кавказе началось с середины XIX в. и было основано на запасах Содонского месторождения свинцово-цинковых руд. В 1909 г. добыча и переработка свинцово-цинковых руд была организована на Дальнем Востоке, Сихоте-Алине. Получаемые концентраты отправлялись за границу. Отечественного производства металлов здесь не было.

В 1913 г. в России было выплавлено всего 1,5 тыс. т свинца (во всех остальных странах было выплавлено 1,2 млн. т металла). Это количество свинца обеспечивало потребности страны на 1,5%. После первой мировой войны и периода интервенции даже это малое производство было сокращено. Поэтому в постреволюционные периоды свинцовую промышленность в нашей стране пришлось создавать заново.

Мировое производство металлического свинца в 1998 и 2002 гг. оценивается в 6,0 и 6,47 млн. т, увеличиваясь в среднем за этот период примерно на 2% в год. Около половины из этого количества получают из вторичных источников сырья. Главными производителями свинца являются США, КНР, Канада, Япония. Великобритания, Австралия, Германия, Мексика и др.

Области потребления свинца определяются особенностями его физико-химических и механических свойств. Главный  потребитель свинца – аккумуляторная промышленность. Устойчивость свинца к щелочным растворам позволяет изготавливать пластины аккумуляторных батарей из листового свинца. Решетки делают из свинцово-сурьмяного сплава и заполняют смесью свинца и глета. Свинец применяют для покрытия кабельных изделий и изготовления плавких предохранителей, а также в химической и металлургической промышленности – в виде труб и листов для защиты аппаратуры от агрессивных сред (кислот). Большое количество идет на производство тетраэтила свинца, который добавляют в бензин для улучшения его качеств. Но в настоящее время во всем мире ведется активная работа по улучшению качества бензина и без добавки тетраэтила свинца.

Развитие атомной энергетике поставило  вопрос о защите от гамма-излучения. Свинец лучше других материалов способен поглощать гамма-лучи и поэтому, как защитное средство, очень широко используется в этой области.

Свинец применяют для приготовления  различных сплавов – бронза, латунь, бабит, припой, типографский сплав и  др., – из которых делают вкладыши подшипников, типографские литеры и другие изделия.

В настоящее время промышленность всего мира переживает этап преобразований, связанных с ужесточением экологических стандартов – происходит всеобщий отказ от свинца. Германия существенно ограничила его использование с 2000 г., Голландия – с 2002 г., а такие европейские страны, как Дания, Австрия и Швейцария, вообще запретили использования свинца. Эта тенденция станет общей для всех стран ЕС в 2015 г. США и Россия также активно развивают технологии, которые помогут найти альтернативу свинцу. Дело в том, что опасность свинца для окружающей среды и здоровья человека парадоксальным образом сочетается с его исключительной значимостью для современной промышленности.

Говоря о цене свинца, необходимо отметить его относительную дешевизну. По ценам Лондонской Биржи Металлов он дешевле цинка в среднем на 100-150$, алюминия на 800$, а меди на 2000$ за тонну.

Свинец вреден для здоровья человека, а его широкое применение в промышленности привело к тому, что свинцовое загрязнение можно обнаружить повсюду. Наибольшие выбросы свинца в атмосферу происходят в следующих производствах:

1. металлургическая промышленность;
2. машиностроение (производство аккумуляторов);
3. топливно-энергетический комплекс (производство этилированного бензина);
4. химический комплекс (производство пигментов, смазок и т.д.);
5. стекольные предприятия;
6. консервное производство;
7. деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность;
8. предприятия оборонной промышленности.

Без сомнения, наиболее значимым источником загрязнения атмосферы  свинцом является автомобильный транспорт.

Так что же такое свинец – универсальная защита от большинства  агрессивных внешних воздействий, легко добываемая, легко перерабатываемая и потому дешевая?

Свинцовая угроза – результат  неумеренного и недальновидного  производства и использования свинца в течение минувших веков. Но сейчас на первый план выходит экологическая безопасность производств и технологических процессов, так что пришло время для тщательного анализа угроз окружающей среде и коренного пересмотра отношения к природе. Безусловно, свинец еще долгое время не потеряет своего значения в промышленности, но если находятся альтернативы, то ими необходимо воспользоваться.

 

4. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА

Из пирометаллургических способов одним из наиболее распространенных является вельцевание, т.е. высокотемпературный обжиг во вращающихся трубчатых печах.

Вельцевание распространено по причине  своей универсальности, простоты обслуживания и других преимуществ. Достоинством вельц-процесса, отличающим его от гидрометаллургических способов и Аштек-процесса является возможность утилизации при вельцевании цинксодержащих отходов: шлаков свинцовой плавки, шламов от очистки сточных вод, содержащих цинк, отходов металлургических и химических предприятий, хвостов обогатительных фабрик и т.д.

К недостаткам вельц-процесса возможно отнести потребность в качественном углеродистом восстановителе (коксовая мелочь) и загрязнение окружающей среды продуктами переработки (трудноутилизируемый клинкер, содержащие серу отходящие газы). Однако в настоящее время вопрос утилизации побочных продуктов вельцевания находит свое решение - клинкер, даже не содержащий ценных компонентов, может быть использован в цементной промышленности и в качестве закладочного материала в горных выработках, тогда как железосодержащие отходы гидрометаллургических технологий в силу содержания токсичных соединений мышьяка, сурьмы и высокой дисперсности требует особых условий для складирования.

Вельц-процесс характеризуется  нечувствительностью к химическому  и физическому составу перерабатываемого материала, влажности исходных шихт, не требует высокой квалификации обслуживающего персонала благодаря устойчивости режима. Использование отходов цветной и черной металлургии, химической и других отраслей промышленности делает вельц-процесс своеобразным цинково-свинцовым очистителем для промышленности, позволяющим не только утилизировать отходы, но и получать ценное сырье для цинкового производства, черной металлургии, строительной индустрии.

Наиболее интенсивное развитие вельцевания наблюдается в последние годы. Этому способствовало накопление знаний о металлургических процессах, современные конструкции вельц-установок и расширение сырьевой базы. В настоящее время определились следующие основные направления совершенствования вельц-процесса:

• использование флюсующих добавок;

• смешивание и окатывание компонентов шихты в барабанном смесителе;

• магнитная сепарация клинкера с последующим рециклингом коксика;

• использование крупногабаритных вельц-печей;

• ведение технологического процесса с гарниссажем, обеспечивающим защиту футеровки от химической коррозии;

• применение многосекционных пылевых  камер, позволяющих исключить загрязнение вельц-окиси шихтой и уменьшить затраты на систему газоочистки и улавливания вельц-окиси;

• грануляция оборотных пылей, позволяющая уменьшить пылевынос и повысить производительность вельц-печи;

• использование тепла отходящих газов и клинкера;

• применение фильтров с импульсной регенерацией и дешевых низкотемпературных нетканых фильтровальных материалов;

• применение "пенных" скрубберов, позволяющих утилизировать серу из отходящих газов.

Перечисленные выше усовершенствования направлены, прежде всего, на решение таких задач, как обеспечение стабильности ведения процесса, повышение качества вельц-окиси, увеличение производительности металлургических агрегатов, экономию топлива, вспомогательных материалов, огнеупоров, снижение выбросов в атмосферу.

Влияние на извлечение металлов при вельцевании, оказывает, главным образом, использование флюсующих добавок. Однако даже это мероприятие (добавление в шихту флюсового известняка) не исчерпывает резервов по повышению извлечения цинка, свинца, индия, серебра.

Рассмотрим поэтапно процесс вельцевания.

Рис.1. Схема трубчатой вращающейся печи.

1 – откатная головка; 2 – горелка; 3 – барабан; 4 – бандаж; 5 – венцовая шестерня; 6 – пыльная камера;

7 – наклонная течка; 8 – опорная  станция; 9 – опорно-упорная станция; 10 – механизм привода.

Шихту, состоящую из смеси кека и мелкого твердого углеродистого восстановителя (обычно коксик в количестве 35-50 % от массы кека), нагревают в трубчатой вращающейся печи до температур 1100-1300°С. Печь вращается вокруг своей оси печь, имеет небольшой угол наклона к горизонту для создания направленного перемещения шихты от верхнего загрузочного торца к нижнему торцу, через который выгружают твердый остаток перерабатываемой шихты. Этот остаток называют клинкером. Печь состоит из стального корпуса цилиндрической формы (диаметр 2,5-4,5 м, длина 35-95 м), положенного горизонтально, футерованного внутри огнеупорным кирпичом и имеющего наклон по длине 2-4 %. Кожух печи опирается на ролики и медленно (около одного оборота в минуту) вращается вокруг горизонтальной оси от привода.

В нижнем (разгрузочном) конце печи устанавливают мазутную форсунку или  газовую горелку для быстрого подъема температуры в печи или для восполнения теплопритока от горения. При правильно подобранном режиме процесса подтопка горелкой не нужна, но горелка облегчает управление процессом и ей обычно пользуются.

На противоположном  (верхнем) конце печи загружают шихту и отсасывают из печи газы вместе с возгонами. Степень заполнения объема печи шихтой обычно составляет 15-20%, продолжительность прохождения шихты через печь при L = 40 м составляет 2-3 часа, а при L = 90 м – 4-5 часов. Максимальная температура реакционной массы 1100-1350°С. За счет вращения печи шихта перемещается к разгрузочному концу печи навстречу потоку газов. В слое шихты атмосфера восстановительная, а в газовой фазе на поверхности шихты атмосфера окислительная. В верхнем конце печи сначала происходит удаление влаги из шихты, и постепенно она нагревается.

При достижении температуры 900-1000°С и более оксид свинца и другие соеди-нения свинца восстанавливаются с образованием парообразного свинца и СО. Над поверхностью шихты парообразный свинец окисляется до PbO, а СО сгорает с образованием СО₂. То же самое происходит с соединениями цинка и кадмия. Образовавшиеся очень мелкие частицы оксидов цинка, свинца и кадмия уносятся газовым потоком из печи в виде возгонов. Газы уходят из печи с температурой 600-800°С. Их охлаждают, а возгоны улав-ливают. Тонкую очистку газов обычно осуществляют в рукавных фильтрах (иногда используют электрофильтры). Максимальная температура в рукавных фильтрах не выше 110°С (шерстяная фильтроткань) и не выше 250°С (стеклоткань).

Приблизительный тепловой баланс вельц-печи длиной 41 м складывается из следующих  статей. Приход тепла, %: горение коксика – 75, горение мазута (газа) в горелке – 4, экзотермические реакции – 21. Расход тепла, %: отходящие газы – 40-45, клинкер – 10-15, эндотермические реакции и нагрев шихты – 12-15, сушка шихты – 10-12, потери через стенки печи – 10-15.

Для нормальной работы вельц-печи необходимо в шихте  создавать восстановительную газовую среду, а в газовом потоке над шихтой – окислительную. Кислород в дутье расходуется на газификацию восстановителя, на сжигание коксика как топлива и на окисление возгонов. При полном использовании газообразного кислорода, попадающего в шихту, в газовом потоке не должно быть СО, а содержание СО₂ и О₂ в потоке связано с объемной и линейной скоростями подаваемого в печь воздуха, а также с температурой газового потока шихты в печи.

Так как возгоны содержат компоненты с разной способностью к окислению (Zn_пар окисляется значительно легче, чем PbS, Cd_пар, CdS), то для полноты окисления возгонов, что повышает их качество, приходится повышать концентрацию О₂ в отходящих газах путем подачи подсосом «вторичного» воздуха на выходе газов из печи. Для интесификации горения коксика и возгонов, а также для повышения концентрации О₂ в отходящих газах может быть использовано обогащение «первичного» воздуха кислородом. Промышленные испытания показали, что повышение концентрации кислорода в воздухе, проходящем через печь, до 25,7% повышает производительность печи на 20%, повышает максимальную температуру шихты на 100-150°С, улучшает качество возгонов, отпадает необходимость в подтопке печи горелкой.

Продуктами вельцевания материалов являются вельц-оксиды – промежуточный продукт; грубая пыль – оборотный продукт (возвращается на вельцевание); клинкер, который при достаточном содержании меди является промпродуктом (перерабатывается в медном производстве), а в противном случае является отвальным продуктом и хранится в отвалах предприятия (содержит благородные металлы, свинец и цинк).

Извлечение в вельц-возгоны из кека составляет, %: цинка 92-96; свинца 90-94; кадмия 94-96. Вельц-возгоны содержат, %: Zn 55-70; Pb 5-15; Cd 0,6-1,1. Они могут быть успешно переработаны гидрометаллургическим методом.

Вторым продуктом вельц-процесса, разгружаемым в нижнем конце печи, является клинкер. Он обычно содержит менее 1 % цинка, 15-22 % углерода, практически всю медь, благородные металлы, железо и пустую породу, содержавшиеся в исходной шихте.

 

5. РАСЧЕТ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО  ПРОЦЕССА

Необходимо произвести расчет процесса и вращающейся трубчатой печи для вельцевания свинцовых шлаков производительностью 16 т/ч по шлаку.

Состав свинцовых шлаков, %: Pb – 36,0; Zn – 6,5; Cu – 1,0; Fe – 12,0; S – 15,0; SiO₂ – 10,0; CaO – 5,5; Al₂O₃ – 3,0; прочие – 11,0.

Состав мазута, % (по массе): С^Р – 85,3; Н^Р – 10,2; О^Р + N^P – 0,7; S^P – 0,5; A^P – 0,3; w^P – 3,0; Q_H^P – 9310 ккал/кг, L_теор – 10,0 м³/кг; V_г – 10,9 м³/кг.

5.1. РАСЧЕТ МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ШЛАКОВ

В данном концентрате свинец и цинк находятся в виде галенита PbS и сфалерита ZnS, медь в виде халькопипирита CuFeS₂, железо в виде халькопирита, пирита FeS₂ и гематита Fe₂O₃, окись кальция в виде известняка CaCO₃.

Результаты расчета минералогического  состава шлака сведены в табл. 1.

Таблица 1

Минералогический состав свинцового концентрата, кг (%)

Минерал	Всего	Pb	Zn	Cu	Fe	S	O	CaO	CO2	SiO2	Al2O3	Прочие
PbS ZnS CuFeS2 FeS2 Fe2O3 CaCO3 SiO2 Al2O3 Прочие	41,5 9,7 2,88 9,95 9,25 9,82 10,0 3,0 3,9	36 - - - - - - - -	- 6,5 - - - - - - -	- - 1,0 - - - - - -	- - 0,88 4,65 6,47 - - - -	5,5 3,2 1,0 5,3 - - - - -	- - - - 2,78 - - - -	- - - - - 5,5 - - -	- - - - - 4,32 - - -	- - - - - - 10,0 - -	- - - - - - - 3,0 -	- - - - - - - - 3,9
Итого	100	36	6,0	1,0	12,0	15	2,78	5,5	4,32	10,0	3,0	3,9

 

Пример расчета:

m(S) = m(PbS) – m(Pb) = 41,5 – 36 = 5,5 (кг)

5.2. РАСЧЕТ СОСТАВА ШИХТЫ

5.2.1. РАСЧЕТ ШТЕЙНА И ШЛАКА, ВЫБОР ФЛЮСОВ

Количество штейна определяется по количеству серы в концентрате с  учетом степени десульфаризации  при плавке 40%.

Количество серы в концентрате: 15 ∙ 0,1 = 1,5 (кг).

Количество серы в штейне: 1,5 ∙ 0,6 = 0,9 (кг).

Содержание серы в заводских  медносвинцовых штейнах в среднем  составляет 20%. При этом условии количество штейна: .

При более богатом медью концентрате, чем в данном примере, медь стремятся, в основном, перевести в штейн на 70 – 80%. В этом случае расчет количества штейна ведут иначе, принимая либо содержание меди в штейн, либо выход штейна от концентрата.

Количество меди в штейне 1,0 ∙ 0,15 = 0,15 (кг) и содержание меди в штейне .

На основании данных практики и  состава данного концентрата  при выбранной схеме переработки принимаем следующий состав штейна, %: Cu – 3,33; Pb – 20,0; Zn – 8,0; S – 20,0; Fe – 40,0; прочие – 100.

Количество железа в штейне: 4,5 ∙ 0,4 = 1,8 (кг).

Остальное железо: 12 – 1,8 = 10,2 (кг) в  виде закиси железа перейдет в шлак. Кроме того, в шлак из концентрата  перейдут: окись кальция, кремнезем, глинозем, 90% цинка (5,85 кг) в виде окиси  и прочие.

При выборе и расчете шлака должны учитываться физико-химические  данные: взаимодействие компонентов, удельный вес, температура плавления, вязкость и др., а также экономические факторы: применение минимального количества дешевых флюсов, минимальные потери ценных компонентов со шлаком и др.

Расчет шлака начинается с определения  его состава. Такой состав шлака  из концентрата приведен в табл. 2.

Таблица 2

Состав шлака при  условии самоплавкости концентрата

	Всего	ZnO	Al2O3	FeO	CaO	SiO2
Количество, кг Состав, %	38,89 90	7,27 16,8	3,0 6,9	13,12 30,4	5,5 12,7	10,0 23,2

 

Рекомендуемые соотношения шлакообразующих  компонентов в зависимости от содержания окиси цинка в шлаке  приведены в табл. 3. Эти данные получены расчетом из предположения, что цинк в шлаке находится в виде цинката закиси железа FeO ∙ ZnO, растворенного в остальной массе шлака.

Таблица 3

Состав шлаков в зависимости  от содержания в них окиси цинка, %

ZnO	FeO	SiO2	CaO	ZnO	FeO	SiO2	CaO
0 5 10 15 20	37,8 38,26 38,72 39,18 39,64	34,2 30,62 27,05 23,47 19,89	18,0 16,12 14,23 12,35 10,47	25 30 35 40	40,10 40,57 41,02 41,48	16,31 12,73 9,16 5,58	8,59 6,70 4,82 2,94

 

С увеличением  содержания ZnO в шлаке (или ZnO + Al₂O₃, так как влияние Al₂O₃ на свойства шлака аналогично влиянию ZnO) должно возрастать содержание закиси железа, а содержание окиси кальция и кремнензема уменьшается.

В ряде работ  по металлургии свинца рекомендуется  при выборе состава шлака придерживаться также следующих правил: сумма SiO₂ и ZnO в шлаках должна быть равной или близкой к 40%, а сумма CaO и ZnO к 28 – 29%; сумма ZnO + Al₂O₃ не должна превышать 20 – 21%.

На основе данных табл. 2 и 3, руководствуясь приведенными выше соображениями, выбираем шлак состава, %: 20ZnO + Al₂O₃; 39,6FeO; 19,9SiO₂; 10,5CaO; 10,0 прочие.

Количество шлака равно:

В этом шлаке должно содержаться:

51,35 ∙ 0,396 = 20,35 (кг) – FeO

51,35 ∙ 0,199 = 10,2 (кг) – SiO₂

51,35 ∙ 0,105 = 5,39 (кг) – CaO

В шлаке, получаемом из концентрата  без подлюсовки, имеется 10 кг SiO₂ и 5,5 кг CaO, т.е. примерно те же количества. Содержание FeO значительно ниже. Поэтому для получения шлака выбранного состава необходимо домбавить к концентрату железосодержащий флюс. Учитывая, что в этом флюсе содержится SiO₂, кварцевый флюс не добавляется.

Состав железной руды, %: Fe₂O₃ – 62,1; Fe₃O₄ – 25,9; SiO₂ – 2,5; прочие – 9,5.

В пересчете на FeO состав руды будет, %: FeO – 80; SiO₂ – 2,5; прочие – 17,5.

Потребуется добавить с флюсом:

20,35 – 13,12 = 7,23 (кг) – FeO,

Что составит железной руды.

Таким образом, шихта, поступающая на вельцевание, будет состоять из 100 кг концентрата и 9,04 кг железной руды.

После выбора шлака целесообразно  ориентировочно определить его удельный вес, вязкость и температуру плавления.

Удельный вес шлака определяем по удельным весам его компонентов, т/м³:

Na₂O……………………….2,27

SiO₂……………………..2,2 – 2,

MgO………………….3,2 – 3,65

CaO……………………3,3 – 3,4

Al₂O₃…………………3,6 – 3,68

FeO…………………………..5,0

MnO………………………….5,0

Fe₂O₃.......................................5,2

Fe₃O₄………………….....5 – 5,4

ZnO…………………….5,3 – 5,6

Cu₂O………………………….6,6

PbO…………………………...9,2

Удельный вес прочих принимаем  равным 4.

γ_шл = 0,1415 ∙ 5,4 + 0,585 ∙ 3,64 + 0,396 ∙ 0,5 + 0,199 ∙ 2,4 + 0,105 ∙ 3,35 + 0,1 ∙ 4,0 = 4,2 (т/м³)

Удельный вес свинцовых штейнов составляет величину порядка 5,5 т/м³. Для хорошего разделения шлака и штейн, наряду с небольшой вязкостью этих продуктов, необходимо иметь разницу в их удельных весах около 1 – 1,5 т/м³. В данном случае эта разница равна 1,4 т/м³.

Вязкость шлака при температуре 1300°С  и его температура плавления равны 1пз и 1070°С.

Определенные ориентировочные  значения удельного веса, вязкости и температуры плавления шлака указывают на правильность выбора его состава.

5.2.2. РАЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ КОНЦЕНТРАТА

На основе анализов заводских концентратов принимаем отношение содержаний сульфидов серы S_s к сульфатной сере S_SO4 равным 4:1. Считаем, что 60% сульфидной серы связано с цинком, а 40% - с железом. Сульфатная сера в количестве 60% связана с кальцием, а 40% - со свинцом. Половина окисленного железа находится в концентрате в форме окиси Fe₂O₃, а другая половина в магнетите Fe₃O₄. Вся мель находится в форме закиси Cu₂O.

При принятой степени десульфаризации  при вельцевании 90% в шлак из концентрата перейдет 1,5 кг серы, распределение которой будет равно:

1,5 ∙ 0,8 = 1,2 (кг) - S_s

1,5 ∙ 0,2 = 0,3 (кг) – S_SO4

Количество ZnS:

в нем 1,47 кг Zn.

Количество FeS:

в нем 0,84 кг Fe.

Количество CaSO₄:

в нем 0,23 кг Са, 0,36 кг О₂ и 0,32 кг СаО.