Физико-химические закономерности поведения металлов при окислительной плавке маложелезистого медного никельсодержащего концентрата

• Автор: Федорова, Нина Александровна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Распределение меди, никеля, кобальта и железа между продуктами плавки медного никельсодержащего концентрата (аналитический обзор)
1.1. Равновесное распределение Си, №, Со и Бе между фазами в системах медь-оксидный расплав и медь-сульфидный
расплав - оксидный расплав
1.2. Термодинамические свойства оксидных систем, являющихся составными частями шлаков, образующихся в процессе плавки медных никельсодержащих концентратов
1.3. Заключение к главе
Глава 2. Термодинамическое описание систем Си - М, Си -
Ге, Си - О, Си-N1-0 и Си-№-Ге в богатой медью области составов
2.1. Термодинамическое описание системы Си-№
2.2. Термодинамическое описание системы Си-Ее
2.3. Расчет активности компонентов тройной системы Си-№-
Ее в богатой медью области составов
2.4. Термодинамическое описание системы Си-О
2.5. Заключение к главе
Глава 3. Экспериментальное изучение равновесия между металлической фазой на основе меди и оксидносиликатными расплавами
3.1. Исследование равновесия между расплавом металлической
меди и расплавом Си20-№
3.2. Влияние 8Ю2 на равновесие в системе Си-№-Си20-№0
3.3. Влияние Ее0(Ее203) на равновесие в системе Си - № -
Си20 - №

3.4. Совместное влияние оксидов кремния и железа на равновесие в системе Си - № - Си20 - №
3.5. Заключение к главе
Глава 4. Экспериментальное определение коэффициентов распределения Си, №, Ге и Со между металлической (сульфидной) и шлаковой фазами в нейтральной и окислительной атмосферах
4.1. Распределение Си, №, Ге и Со между белым маттом и шлаком в нейтральной атмосфере
4.2. Распределение Си и N1 между медью и шлаком в атмосфере аргона
4.3. Распределение Си и N1 между медью и шлаком в окислительной атмосфере
4.4. Заключение к главе 4
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение

Введение
Переработка медного никельсодержащего концентрата от флотации фаинштейна (диапазон составов, мас%: Си-67-70; №-2-5; Бе-2-5; Со-0,1-0,3; Б-20-21) осуществляется различными способами.
На российских предприятиях в настоящее время используются технологии, включающие плавку на белый матт (фактически простое расплавление концентрата) с последующим его конвертированием до черновой меди [1-3].
На Надеждинском металлургическом заводе Норильского комбината плавку медного концентрата осуществляют в печи Ванюкова подачей в расплав смеси природного газа, воздуха и кислорода при нейтральном режиме дутья (коэффициент расхода кислорода а=0,95-0,97) в слое искусственного шлака [4]. Полученный в печи Ванюкова штейн подвергается продувке воздухом в горизонтальных конверторах с получением черновой меди и сухих свернутых шлаков.
На комбинате «Североникель» плавка осуществляется в отражательной печи за счет горения мазутно-воздушной смеси [5]. Дальнейшая переработка полученного штейна ведется в вертикальных конверторах с кислородным дутьем также с получением черновой меди и твердых никелевых шлаков.
В начале 90-х годов компанией 1псо разработан более прогрессивный способ переработки медного концентрата от флотации файнштейна путем взвешенного конвертирования в агрегате цилиндрического типа [6]. Конвертирование ведется до «сырой» меди (мас%: № - 5-6; Б - 1,5-2,0), которая поступает затем на операцию финишного конвертирования в конвертерах Пирс-Смита.
Примерно в это же время Л.П. Лукашевым и Л.Ш. Цемехманом разработана технология переработки медного концентрата также с получением «сырой» меди в стационарном агрегате цилиндрического типа с верхним

Таблица 2.
Активности и энергии Гиббса системы Си-№ при 1430 °С по данным [70]
Хеи аси а№ -ДОСи, кДж/моль -ДОгчі, кДж/моль -ДО, кДж/моль ДОшб, кДж/моль
0,9 0,928 0,318 1,03 15,87 2,52 2,
0,8 0,870 0,454 1,95 10,93 3,75 3,
0,7 0,804 0,570 3,05 7,74 4,45 4,
0,6 0,768 0,617 3,67 6,63 4,86 4,
0,5 0,723 0,661 4,48 5,69 5,08 4,
0,4 0,677 0,697 5,42 4,95 5,14 4,
0,3 0,587 0,751 7,40 3,92 4,97 3,
0,2 0,450 0,819 11,16 2,71 4,40 2,
при Х№=0,58 она меняет знак. Предельный коэффициент активности никеля по данным [72] равен 1,58. Эта величина значительно меньше, чем у других авторов.
В 1989 году Срикант и Якоб [73] проводили измерения активности и парциальной молярной энтропии никеля в твёрдых сплавах Си-№. Комбинируя полученные ими результаты с данными энтальпии и энергии Гиббса жидких сплавов Си-№, указанных в работах [61, 65] соответственно, получили полный набор термодинамических свойств жидкой системы (рис. 2.2-2.5). Полученные авторами результаты хорошо согласуются с большинством других работ.
Сравнительно недавно в 1994г термодинамические свойства жидких сплавов системы медь-никель изучены калориметрическим методом при 1480 °С [74]. Авторы исследовали теплоты образования жидких сплавов в системе медь-никель при помощи высокотемпературного изопериболического калориметра, определяя непосредственно парциальную молярную энтальпию смешения того или другого компонента. На рис. 2.2-2.5 полученные результаты изображены графически в области составов с содержанием никеля до 20 ат%.
Сопоставляя полученные авторами значения интегральных энтальпии смешения с имеющимися в литературе данными, можно отметить практически полное совпадение с результатами работ Докена и Элиота [61], Элфорта и Мюллера [62], а также Пределя и Моха [64].