Symulacja komputerowa procesu redukcji ciekłego żużla

Praca zajmuje się termodynamiczną analizą elementarnych procesów chemicznych zachodzących podczas redukcji żużla zawierającego tlenek miedzi. Redukcja żużla zachodzi przez zastosowanie reduktora w postaci stałej - węgla, gazowej - tlenek węgla lub węgla rozpuszczonego w ciekłym żużlu. Obecna praca rozpatruje dwa procesy chemiczne: reakcję ciekłego żużla z węglem oraz z tlenkiem węgla. Korzystając z komercyjnego oprogramowania FATSage obliczono w warunkach równowagi termodynamicznej składy faz dla układów: stały węgiel – ciekły żużel - stop Cu–Fe–Pb – faza gzowa oraz gazowy CO – ciekły żużel – stop Cu–Fe–Pb – faza gazowa. Symulację prowadzono dla temperatury procesu 1500, 1600, 1700 K. Gazowe produkty reakcji redukcji i stop Cu–Fe–Pb były usuwane z układu w każdym kroku obliczeniowym. Uzyskane wyniki obliczeń wykazały, że redukcja za pomocą węgla odgrywa zasadniczą rolę w procesie odzysku miedzi.

---

The present work deals with thermodynamic analysis of process of the reduction of molten slag containing copper oxide. Reduction of liquid slag is possible with solid carbon, gaseous carbon oxide. and carbon dissolved in liquid slag. This work studied two chemical reactions of liquid slag containing copper oxide: with solid carbon and gaseous CO. Thermodynamic equilibrium in the system: solid carbon – liquid slag – metallic alloy Cu–Fe–Pb – gas and gaseous CO – liquid slag – metallic Cu–Fe–Pb – gas were calculated by means of FACTSage software. The simulation of the progress of reduction process at 1500, 1600, 1700K was obtained under assumption that the gaseous reduction products and metallic alloy Cu–Fe–Pb were removed from consideration after each simulation step. The calculation revealed that consumption of reducing agent is much higher in the case of CO reduction. The effect of simulation suggested, that reduction with solid carbon is the predominant mode of industrial process.