Symulacja komputerowa procesu redukcji ciekłego żużla

A R C H I V E S of F O U N D R Y E N G I N E E R I N G Published quarterly as the organ of the Foundry Commission of the Polish Academy of Sciences Symulacja komputerowa procesu redukcji ciekłego żużla ISSN (1897-3310) Volume 12 Special Issue 1/2012 91 96 16/1 D. Kalisz a *, S. Rzadkosz a, M. Piękoś a a AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Tworzyw Formierskich, Technologii Formy i Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska *Kontakt korespondencyjny: e-mail: dorotkapo@yahoo.com Otrzymano 16.04.2012; zaakceptowano do druku 02.07.2012 Streszczenie 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. Słowa kluczowe: symulacja komputerowa, ciekły żużel, redukcja, tlenek miedzi, równowaga termodynamiczna. 1. Wprowadzenie Proces redukcji żużla mający na celu odzysk metalu jest procesem o dużym znaczeniu przemysłowym zarówno w hutnictwie żelaza, jak również w metalurgii metali nieżelaznych [1], [2], [3], [4]. Redukcja w piecu elektrycznym żużli stalowniczych ma na celu odzysk żelaza z jego tlenków, z kolei w wyniku redukcji żużli zawierających tlenki miedzi (żużel z pieca zawiesinowego) otrzymuje się stop złożony z Cu, Fe i Pb. Redukcja zachodzi w wyniku podawania reduktorów: stałego węgla i tlenku węgla, stopień redukcji zależy od szeregu czynników: temperatury procesu, sposobu podawania reduktora, uziarnienia węgla, lepkości i zasadowości żużla. Termodynamiczna analiza procesu redukcji opiera się na rozpatrzeniu reakcji przebiegających w układzie: ciekły żużel ciekły stop Cu Fe Pb stały lub gazowy reduktor gazy odlotowe [5, 6, 7]. Na granicach międzyfazowych przebiegają następujące reakcje: na granicy żużel węgiel Cu 2 O + C = 2Cu + CO (1) FeO + C = Fe + CO (2) PbO + C = Pb + CO (3) na granicy żużel gaz Cu 2 O + CO = 2Cu + CO 2 (4) FeO + CO = Fe + CO 2 (5) PbO + CO = Pb + CO 2 (6) na granicy węgiel gaz CO 2 + C = 2CO (7) A R C H I V E S o f F O U N D R Y E N G I N E E R I N G V o l u m e 1 2, S p e c i a l I s s u e 1 / 2 0 1 2 91

Dotychczas prowadzone badania procesów redukcji przez [8, 9, 10, 11] wskazują, że po dodaniu reduktora stałego do ciekłego żużla wokół cząstki węgla tworzy się cienka warstwa CO, tj. produktu reakcji redukcji tlenków. Badania te sugerują, że tylko w początkowym okresie redukcja zachodzi według reakcji (1), (2), (3), w kolejnym etapie redukcja ma charakter pośredni. W obecnej pracy przeprowadzono symulację komputerową procesu redukcji żużli z pieca zawiesinowego w celu odzysku miedzi. Obliczenia wykonano w warunkach równowagi termodynamicznej za pomocą programu FACTSage [12]. W wyniku uzyskano skład chemiczny poszczególnych faz biorących udział w procesie w zależności od zastosowanego reduktora i temperatury procesu. Wprowadzenie reduktora węglowego powoduje proces redukcji bezpośredniej i utworzenie pewnej ilości CO, który pośrednio bierze udział w procesie reakcja (7) [13, 14, 15]. Decydujący wpływ na przebieg redukcji ma aktywność ciekłych składników żużla: Cu 2 O, FeO, PbO. Aktywności tych składników wpływają na parametry równowagi rozpatrywanego układu. 2. Obliczenia komputerowe procesu redukcji żużla zawierającego tlenki miedzi W pracy wykonano symulację komputerową procesu redukcji żużla zawierającego tlenek miedzi dla temperatury 1500, 1600, 1700 K. Obliczenia symulacyjne efektów procesu redukcji prowadzono za pomocą programu FACTSage [12]. Symulację komputerową wykonano dla dwóch przypadków: redukcji węglem i tlenkiem węgla. Obliczenia prowadzono dla żużla z pieca zawiesinowego o składzie podanym w tabeli 1, zawartość Cu, Pb i Fe jest dla pierwiastków w stanie czystym. fazie gazowej. wtrącenia Cu w żużlu Rys. 1. Mikrostruktura żużla z pieca zawiesinowego. Obraz uzyskany w mikroskopie optycznym światła odbitego. Pow. 500 x. Próbka nie trawiona [13] Obliczenia uwzględniają zmianę energii Gibbsa reakcji chemicznych zachodzących między składnikami układu, która może być również wyrażona przez wartości stałej równowagi dla odpowiednich reakcji. Poniżej na rys. 2 przedstawiono procedurę wykonywania obliczeń procesu redukcji z zastosowaniem reduktora C i CO. Tabela 1. Skład chemiczny żużla w % masowych [16]. Składnik Cu Pb Fe SiO 2 CaO MgO Al 2O 3 Zawartość [% mas.] 14,42 3,5 2,97 32,98 13,93 5,9 9,84 Na rysunku nr 1 przedstawiono mikrostrukturę żużla z pieca zawiesinowego. Badania mikroskopowe przeprowadzono w Pracowni Odlewnictwa Metali Nieżelaznych, Wydziału Odlewnictwa AGH. Żużel zawiera kuliste wtrącenia Cu, które ulegają koagulacji łącząc się w większe skupiska. W obliczeniach komputerowych procesu redukcji przyjęto, że miedź zawarta w żużlu zawiesinowym jest związana w tlenek. Wartości współczynników aktywności CuO i Cu 2 O są zbliżone, dlatego przyjęto, że miedź w żużlu występuje w postaci tlenku Cu 2 O. W obliczeniach nie uwzględniono dodatku CaO w drugiej fazie procesu odmiedziowania, który nie ma bezpośredniego wpływu na przebieg redukcji, ma natomiast wpływ na lepkość redukowanego żużla. Zastosowana procedura obliczeniowa polega na poszukiwaniu minimum funkcji energii Gibbsa dla układu trójfazowego. Minimum to określone jest przez temperaturę, ciśnienie i masy składników w poszczególnych fazach: fazie metalicznej (stop Cu Fe Pb), fazie tlenkowej (Cu 2 O, FeO, PbO,SiO 2, CaO, Al 2 O 3 ), Rys. 2. Schemat prowadzonych obliczeń redukcji żużla z zastosowaniem reduktora C i CO W przypadku redukcji za pomocą węgla rozpatrywany układ składał się z żużla (Cu 2 O, PbO, FeO, SiO 2, Al 2 O 3, CaO) o masie 1100 g do którego dodawano porcję węgla o masie 2 g. Po osiągnięciu stanu równowagi termodynamicznej uzyskano nowy skład żużla oraz fazę metaliczną złożoną ze stopu Cu Fe Pb i fazę gazową. W obliczeniach przyjęto, że w każdym kolejnym kroku porcja stałego węgla jest dodawana do żużla, natomiast faza metaliczna i mieszanina gazowa jest każdorazowo usuwana z rozpatrywanego układu. Kolejnym założeniem w przyjętej procedurze obliczeń było, że powstała w wyniku redukcji gazowa mieszanina CO 2 - CO nie bierze udziału w procesie, a redukcja ma wyłącznie charakter bezpośredni. Obliczenia powtarzano, aż 92 A R C H I V E S o f F O U N D R Y E N G I N E E R I N G V o l u m e 1 2, S p e c i a l I s s u e 1 / 2 0 1 2

do całkowitego zredukowania tlenku Cu 2 O, lub do uzyskania równowagowej zawartości Cu 2 O, gdzie dalsze dodawanie węgla nie powodowało redukcji tego tlenku. W drugim przypadku przeprowadzono obliczenia symulacyjne redukcji za pomocą CO. Redukcja przebiegała na granicy CO faza żużlowa. W wyniku zajścia reakcji (4), (5), (6) powstaje CO 2, który w pewnych warunkach osiąga równowagową prężność, powoduje to zahamowanie redukcji pomimo podawania kolejnych porcji CO. Przyjęta do obliczeń temperatura procesu redukcji 1500, 1600, 1700 K jest zbyt niska, aby mogła zachodzić redukcja tlenków CaO, SiO 2, Al 2 O 3. Ich redukcja będzie zachodzić w temperaturze powyżej 2300 K. W przyjętej procedurze obliczeń reduktor CO był podawany porcjowo, faza gazowa powstała w procesie redukcji oraz stop Cu Fe Pb był każdorazowo usuwany z układu, a kolejna porcja reduktora była dodawana do żużla o równowagowym składzie uzyskanym we wcześniejszym kroku obliczeniowym. W trakcie redukcji zmianom ulegał skład fazy żużlowej, fazy metalicznej i gazowej. Redukcji ulegały tlenki Cu 2 O, FeO i PbO, pozostałe tlenki zawarte w żużlu pozostawały w ilościach nie zmienionych w układzie. W zależności od temperatury procesu i rodzaju reduktora uzyskano skład stopu Cu Fe Pb różniący się procentową zawartością składników. Rys. 3. Mikrostruktura stopu Cu Fe - Pb uzyskana w mikroskopie optycznym światła odbitego. Pow. 500 x. Próbka nie trawiona [16] Tabela 2. Obliczony i uzyskany w procesie skład stopu Cu Fe Pb po redukcji węglem żużla z pieca zawiesinowego Obliczony Temp. [K] Cu [% mas.] Pb [% mas.] Fe [%mas.] skład stopu 1500 81,7 18,297 0,003 Cu Fe Pb 1600 77,9 18,26 1,74 po redukcji C 1700 75 16,29 8,71 Obliczony skład stopu Cu Fe Pb po redukcji CO Uzyskany skład stopu Cu Fe - Pb 1500 72,45 27,55 0 1700 92,48 7,45 0,07 1650-1750 68-78 11-25 2-10 Na rysunku 3 i 4 przedstawiono mikrostrukturę stopu Cu Fe Pb uzyskaną w wyniku redukcji żużla zawierającego tlenki miedzi w warunkach przemysłowych. Na granicach ziaren Cu występują wydzielenia złożone z mieszaniny Cu, Fe, Pb z widocznymi metalicznymi wtrąceniami na granicach ziaren. Otrzymany w wyniku redukcji stop Cu Fe Pb poddawany jest dalszym operacjom technologicznym w celu usunięcia Fe i Pb. Żelazo jest usuwane metodą utleniania, a uzyskany stop Cu Pb może zostać rozdzielony metodą segregacji. Na rys. 5 przedstawiono układ równowagi Cu Pb [17]. W fazie ciekłej powyżej temperatury 1228 K przy zawartości 14,7-67% Pb występuje rozwarstwienie. Przy temperaturze 1228 K ma miejsce reakcja monotektyczna, w wyniku której z fazy ciekłej krystalizuje praktycznie czysta miedź i tworzy się ciekły roztwór o stężeniu 67% Pb. Dalsze obniżanie temperatury znacznie poniżej 1228 K powoduje krystalizację praktycznie czystej Cu, a faza ciekła wzbogaca się stopniowo w Pb aż do osiągnięcia 99,8% przy temperaturze 599 K [17]. Rys. 4. Mikrostruktura stopu Cu Fe - Pb uzyskana w mikroskopie optycznym światła odbitego. Pow. 500 x. Próbka trawiona [16] Badania prowadzone przez Wypartowicza [18] dotyczące zjawiska rozwarstwienia w stopie Cu Fe Pb dla temperatury 1600 K wskazują, że od strony wysokich stężeń miedzi wierzchołek kopuły obszaru rozwarstwienia przesuwa się w stronę większych stężeń Fe, a wyznaczone konody mają tendencję do ogniskowania się w gałęzi odpowiadającej stopom bogatym w Fe (rys. 6). W przypadku redukcji za pomocą C w temperaturze 1500 K redukują się tlenki miedzi i ołowiu, uzyskany stop Cu Pb zawiera śladowe ilości Fe i nie zawiera rozpuszczonego węgla. Węgiel powoduje całkowite zredukowanie tlenku miedzi i ołowiu zawartego w żużlu. Wzrost temperatury z 1600 do 1700 K prowadzi do ponad czterokrotnego zwiększenia zawartości Fe w stopie. A R C H I V E S o f F O U N D R Y E N G I N E E R I N G V o l u m e 1 2, S p e c i a l I s s u e 1 / 2 0 1 2 93

(10) Rys. 5. Układ równowagi Cu Pb [17] Rys. 6. Obliczony obszar rozwarstwienia w fazie ciekłej w układzie Cu Fe Pb przy temperaturze 1600 K [18] Dla redukcji za pomocą tlenku węgla zastosowanie gazowego reduktora powoduje ponad 8 krotne zwiększenie zużycia węgla jako reduktora, który jest składnikiem CO niż zastosowanie czystego, stałego C. Przyczyną jest uzyskanie przez CO 2 (gazowy produkt redukcji) prężności odpowiadającej równowadze reakcji redukcji tlenków Cu 2 O, FeO i PbO. Pod koniec procesu redukcji zawartości Cu 2 O i PbO w żużlu są niskie, stąd równowagowe stężenie CO 2 również jest niskie, powoduje to niską wydajność reakcji. Jeżeli reduktorem jest wyłącznie C, to ilość powstającego CO 2 nie ma istotnego wpływu na proces. W przypadku CO, każda kolejna dodana porcja powoduje coraz mniejszy stopień redukcji. Efekt ten wynika z zależności na stałe równowagi reakcji tlenków występujących w żużlu. (8) Z podanych zależności wynika, że aktywność składników żużla zależy od wartości stałych równowag reakcji i jest proporcjonalna do stosunku ciśnień. Z kolei wartości stałych równowag są funkcjami temperatury. W przypadku redukcji za pomocą CO wpływ temperatury jest znaczny. Redukcja za pomocą CO w temperaturze 1500 K powoduje uzyskanie niższych zawartości Cu w stopie niż zastosowanie czystego węgla. Redukcja w wyższej temperaturze pozwala na uzyskanie 92,48% Cu w stopie, wymaga to jednak zużycia 800 g CO na 1100 g żużla. W tabeli 3 przedstawiono zmianę składu chemicznego żużla w wyniku redukcji stałym C w temperaturze 1500, 1600, 1700 K. W przypadku redukcji za pomocą gazowego CO istotne zmiany w składzie żużla pojawiają się po dodaniu bardzo dużej ilości gazowego CO. Tabela 3. Zmiana składu chemicznego żużla w wyniku redukcji stałym C w temperaturze 1500, 1600, 1700 K [16] 1500 K C [g] 2 0,0019 0,0029 0,9952 4 0,00017 0,00025 0,99958 6 0 0 1 C [g] 1600 K 2 0,0029 0,007 0,9901 4 0,003 0,007 0,99 6 0,003 0,007 0,99 C [g] 1700 K 2 0,045 0,416 0,539 4 0,0039 0,0099 0,9862 6 0,0036 0,0093 0,9871 Uzyskane wyniki wskazują, że redukcja CO zachodzi po dodaniu pierwszej porcji reduktora, dalszy dodatek tlenku węgla powoduje niewielkie zmiany w składzie chemicznym żużla. Jednym z produktów procesu redukcji żużla jest Pb zawarty w gazach odlotowych. Na rysunkach 7 i 8 przedstawiono zmianę zawartości Pb w zależności od rodzaju reduktora i temperatury procesu. Porcje dodatku CO w procesie redukcji wynosiły 50 g. Niższa temperatura redukcji ogranicza proces parowania ołowiu. W temperaturze 1500 K przy redukcji węglem uzyskuje się o połowę mniej Pb w gazach odlotowych niż dla redukcji przy pomocy CO w tej samej temperaturze. Wzrost temperatury zwiększa udział Pb w gazach odlotowych dla redukcji C. W przypadku redukcji CO wzrost temperatury z 1500 do 1700 K zmniejsza zawartość Pb w gazach. (9) 94 A R C H I V E S o f F O U N D R Y E N G I N E E R I N G V o l u m e 1 2, S p e c i a l I s s u e 1 / 2 0 1 2

Ilość Pb [g] w gazach odlotowych Ilość Pb [g] w gazach odlotowych Tabela 4. Zmiana składu chemicznego żużla w wyniku redukcji gazowym CO w temperaturze 1500 i 1700 K. 1500 K CO [g] 100 0,039 0,019 0,942 200 0,039 0,019 0,942 400 0,039 0,019 0,942 600 0,039 0,019 0,942 1700 K CO [g] 100 0,039 0,16 0,801 200 0,039 0,152 0,809 400 0,039 0,151 0,810 600 0,039 0,150 0,811 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 Ilość porcji reduktora 0 1 2 3 4 5 Rys. 7. Zmiana zawartości Pb w gazach odlotowych w zależności od temperatury przy redukcji C 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 1 2 3 4 5 Ilość porcji reduktora 1500K 1600K 1700K Rys. 8. Zmiana zawartości Pb w gazach odlotowych w zależności od temperatury przy redukcji CO 1500K 1700K 3. Dyskusja otrzymanych wyników obliczeń Efekt temperaturowy odgrywa istotną rolę w kształtowaniu składu procentowego stopu Cu Fe Pb i końcowej zawartości tlenków tych metali w żużlu. W temperaturze 1700 K redukcja węglem tlenków miedzi i ołowiu zachodzi do uzyskania zawartości X Cu2O 0,0093 i X PbO 0,0036 w żużlu. Prowadzone obliczenia pokazały, że dalsze dodawanie węgla powodować będzie jedynie redukcję FeO. Analogiczne zjawisko będzie zachodzić w wyższej temperaturze. Porównując uzyskane składy chemiczne stopu Cu Fe Pb przy redukcji węglem uwagę zwraca fakt, że w temperaturze 1500 K następuje całkowita redukcja tlenków miedzi i ołowiu, podwyższenie temperatury z 1600 do 1700 K ponad czterokrotnie zwiększa zawartość Fe w stopie (tabela 2). Zastosowana tutaj procedura obliczeniowa jest zbliżona do warunków rzeczywistych i może w sposób przybliżony posłużyć do opisu procesu technologicznego. Przyjęte w obliczeniach założenie, że redukcja odbywa się za pomocą węgla jest odpowiednie dla przypadku, gdzie reduktor występuje w postaci o rozdrobnionym ziarnie, a redukcja zachodzi na granicach międzyfazowych węgiel ciekły żużel [5]. W warunkach przemysłowych redukcja tlenków ma charakter bezpośredni i pośredni. Stąd celowa wydaje się analiza procesu z zastosowaniem reduktora CO. Otrzymane wyniki wskazują, że udział redukcji za pomocą węgla jest procesem wiodącym w odzysku miedzi z żużla. Z kolei dokładna analiza redukcji za pomocą CO wymaga szczegółowego rozpatrzenia reakcji (7), przyjęcie nowych założeń, głównie przez określenie wielkości wartości napięcia powierzchniowego ciekłego żużla, które będzie miało istotny wpływ na wielkość promienia krytycznego pęcherza CO. 4. Wnioski Obliczone za pomocą programu FACTSage składy fazy metalicznej w warunkach równowagi termodynamicznej dla różnego zakresu temperatur i reduktorów wskazują, że program ten może być wykorzystywany do określenia optymalnych parametrów pozwalających na uzyskanie jak najlepszych wyników procesu redukcji. Wykonane w warunkach równowagi termodynamicznej dla kolejnych temperatur obliczenia symulacyjne redukcji tlenków dają w efekcie dobre odzwierciedlenie procesów rzeczywistych. Przyjęta metoda obliczeniowa stopniowego wprowadzania reduktora oraz zróżnicowanych temperatur procesów pokazuje, ze głównym czynnikiem wpływającym na stopień redukcji tlenków miedzi w żużlu jest temperatura. Dokładne prześledzenie opisywanego tutaj procesu redukcji żużla wymaga uwzględnienia dodatkowo szeregu czynników, takich jak: lepkość, napięcie powierzchniowe żużla, udział redukcji pośredniej, rodzaj i uziarnienie reduktora oraz sposób jego podawania. Różnica w wydajności redukcji żużla przy użyciu reduktorów: C i CO pozwala przypuszczać, że w procesie przemysłowym głównym sposobem redukcji są reakcje składników ciekłego żużla z węglem. Stosowanie CO, wymaga podawania olbrzymiej ilości tego reduktora, ponieważ A R C H I V E S o f F O U N D R Y E N G I N E E R I N G V o l u m e 1 2, S p e c i a l I s s u e 1 / 2 0 1 2 95

powstawanie w pęcherzu gazowym CO 2 będzie hamowało redukcję. Praca została zrealizowana w ramach umowy:11.11.170.318 Literatura [1] Czernecki, J., Miczkowski, Z., Pluciński, S., Szwancyber, G., Warmuz, M. & Garbacki, J. (2001). Proces odmiedziowania żużla zawiesinowego i konwertorownia stopu CuPbFe w HM Głogów II. Rudy i Metale Nieżelazne, t. 46, 5-6, 221-227. [2] Gierek, A., Karwan, T., Rojek, J. & Bzymek J. (2005). Efekty badań odmiedziowania żużla z procesu zawiesinowego. Rudy i Metale Nieżelazne, t. 50, 12, 670-674. [3] Dziarmagowski, M. (2007). Proces redukcji żużla konwertorowego w elektrycznym piecu łukowym, Ucz. Wydawn. Naukowo Dydakt. AGH, 167, Kraków. [4] Kucharski, M. (2003). Pirometalurgia miedzi. Uczelniane wydawnictwo AGH, Kraków. [5] (Podorska) Kalisz, D. & Wypartowicz, J. (2010). Termodynamiczna analiza elementarnych procesów redukcji ciekłego żużla tlenkowego, Hutnik, 4, 139-146. [6] Kalisz, D. & Wypartowicz, J., (2008). Thermodynamic analysis of elementary processes in molten oxide slag reduction. Archives of Metallurgy and Materials, 53, 595 600. [7] Wala, A., Kupka, M. & Barcik J. (1998): Technologia Metali t.1: Metalurgia ekstrakcyjna; Wyd. Uniwersytetu Śląskiego. [8] Sarma, B., Cramb, A.W. & Fruehan, R. j. (1996). Reduction of FeO in smelting slags by solid carbon: experimental results, Met. Materials Trans B, 27B, 717. DOI: 10.1007/s11663-998-0152-5 [9] Wei, P., Sano, M., Hirasawa, M. & Mori K. (1991): Kinetics of carbon concetration and iron oxide slag, ISIJ Int.31, 358. [10] Morales, R.D., Rodriguez Hernandez, H., Garnica Gonzales, P. & Romero Serrano, J.A. (1997). A Mathematical model for the reduction kinetics of iron oxide in electric furnace slags by graphite injection. ISIJ Int. 37, 1072. [11] Li, G., Zhang, F. & Sui, Z. (2003). Recycle of converter slag by high temperature carbon thermal reduction. Journal of Materials and Metallurgy, 2, 167-172. [12] http://www.factsage.com. [13] Mróz, J. (1994). Reduction of iron oxides from liquid slags with solid carbon. Scandinavian Journal of Metallurgy, 23, 9, 171-183. [14] Mróz, J. (2001). Evaluation of the reduction of iron oxide from liquid slags using a graphite rotating disk. Metallurgical and Materials Transactions B, 32 B, 1, 14-20. [15] Bafghi, M.S., Kurimoto, H. & Sano M. (1992). Effect of slag foaming on the reduction of iron oxide in molten slag by graphite. ISIJ International, 32, 10, 1084-1090. [16] Rzadkosz, S., Kalisz, D., Piękoś, M. & Cieślak W. (2012). Analiza termodynamiczna procesu redukcji żużla z pieca zawiesinowego za pomocą węgla dla odzysku miedzi. XV Międzynarodowa Konferencja Naukowo Techniczna Odlewnictwa Metali Nieżelaznych. Nauka i Technologia. Stary Wiśnicz. [17] Karwan, T., Botor, J., Czernecki, A. & Zajączkowski, A. (1998). Segregation processing of Cu Fe Pb alloys. International Conf. Trends in Copper Metallurgy.277-286. [18] Wypartrowicz, J.(1995). Interpretation of Thermodynamic proporties of liquid solutions In Cu Pb Fe As system. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Computer simulation of process in molten oxide slag reduction Abstract 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. Key words: computer simulation, molten slag, reduction, copper oxide, thermodynamic equilibrium. 96 A R C H I V E S o f F O U N D R Y E N G I N E E R I N G V o l u m e 1 2, S p e c i a l I s s u e 1 / 2 0 1 2