收藏词条 编辑词条 火法冶金过程物料平衡
向炉(窑)内所供原料中的各组分量达到与其在各产物中分布量总和相等的状态。通常以图或表表示。物料平衡是火法冶金计算的主要内容之一。物料平衡可分为设计阶段的物料平衡和生产阶段的物料平衡，前者是根据原料、熔剂、燃料等的成分和所确定的生产流程及生产规模，计算处理一定量的原料所需加入熔剂、燃料和空气的数量及所得到的中间产品、产品的数量及其组成，为下一步的设备选择与厂房、矿仓及管道设计提供基础资料；而后者则是在生产中经取样、分析及测量过程中掌握物料组分在各产物中的实际平衡分配状况，以制作真实的物料平衡图或表，其目的除解决配料问题外，还起着检查作用。通过检查借以发现问题，了解和掌握各种物料组成的变化，以便控制与改善生产中的工艺技术条件，保证实现和提高技术经济指标；确定有价组分的分布与走向，并指明提高金属回收率的可能途径；还可检查生产过程中物料的统计、分析是否正确。
计算原则
通常以100kg原料为计算依据，然后根据所确定的生产规模换算出实际的中间产品和产品的数量。当按生产流程中的各工序进行计算时，各工序均以前一工序所获得的中间产物作为本工序计算基础。主要成分计算的精确度通常到小数点后两位数。
计算的准备工作
计算的准备工作主要有确定系统，绘制系统的简要流程图，计算原材料的物相组成及其数量，选择计算基础。
确定系统 即确定作物料平衡的对象，有：(1)一个工序；(2)一个车间；(3)整座工厂。
(1)一个工序。加入一个工序的原料和熔剂，产出的金属、炉渣及烟尘；
(2)一个车间。加入一个车间的矿石、焦炭和空气等，产生的金属、炉渣和烟气；
(3)一座工厂。流入整座工厂的矿石、熔剂和各种原料、燃料以及电能等，不断流出的最终产品。
绘制系统的简要流程图 以显示流入和流出的物料流。图1所示为铜锍转炉吹炼的简要流程图。
.jpg)
计算原材料的物相组成及其数量例如反射炉炼铜的铜精矿物相组成如表1所列。
| 矿 物 | 矿石和 | | |||
| CuFeS2 | CuS | ZnS | FeS2 | 其他 |
|
Cu | 9.02 | 3．01 | | | | 12．03 |
共计 | 25．93 | 4．51 | 5．82 | 52．58 | 11．16 | 100．00 |
选择计算基础如选用100kg干料为基础。
计算方法
根据已知条件编制各种不同的平衡，列出各种独立的方程式(独立方程式的数目就固定了未知数的最大数目)。然后解方程组，计算出各加入物的数量、成分和产出的数量及成分。解方程组的方法是先进行方式的分划，即根据所占有的资料写出方程式后，尝试能否逐个地解这些方程式。如不能就试能否缩小到更小的组，以便更容易地求解。解方程组的方法有：(1)行列式法；(2)高斯消去法；(3)矩阵求逆法；(4)分割方程式法。
(1)行列式法。如方程是线性的，在未知数和方程式在三个或三个以下时，可以用行列式方法求得。
(2)高斯消去法。在未知数和方程式超过三个或三个以上时，有几种技术可应用，最通用的是高斯消去法。
(3)矩阵求逆法。未知数和方程式超过三个以上时，亦可用另一种称为矩阵求逆的解法。
(4)分割方程式法。如果方程式是非线性的，或不希望建立矩阵法，而用方程式的分划法，已发现方程式组须联立求解，那么更容易用分割方程式法求解。
物料平衡表示法 有表格法和图示法两种方法。
(1)表格法。将计算结果分别按装入、产出列成表格形式，如表2为铜精矿反射炉熔炼的物料平衡表。
| | Cu | Fe | S | Si02 | Ca0 | 其他 | |||||||
物 料 | | | | | | | | | | | | | | |
| 铜精矿 | 100．00 | 19．53 | 19．53 | 32．10 | 32．10 | 23．38 | 23．38 | 9．35 | 9．35 | 2．06 | 2．06 | 13．58 | 13．58 |
| 合计 | 181．48 |
| 20．93 |
| 58．80 |
| 24．08 |
| 35．78 |
| 8．55 |
| 33．34 |
| 铜锍 | 64．20 | 30．73 | 19．73 | 39．27 | 25．21 | 25．00 | 16．05 | | | | | 5．00 | 3．21 |
| 合计 | 181．48 |
| 20．93 |
| 58．80 |
| 24．08 |
| 35．78 |
| 8．55 |
| 33．34 |
(2)图示法。在简图中物流的大小由箭头的宽度代表。这样，进出过程的物料相对量就可很直观地一目了然。图2所示为铅烧结车间物流图。
.jpg)