Разработка ресурсосберегающей технологии получения и использования никелевого концентрата из полиметаллического марганецсодержащего сырья

• Автор: Кичигина, Оксана Юрьевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ, СПОСОБОВ
ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ НИКЕЛЯ В МЕТАЛЛУРГИИ
1.1 Использование никеля в металлургии д
1.2 Состояние сырьевой базы никеля
1.3 Способы производства никеля
1.3.1 Пирометаллургические способы переработки никельсодержащего сырья

1.3.2 Гидрометаллургические способы переработки никельсодержащего сырья

1.4 Анализ способов обогащения марганецсодержащего сырья,
имеющего(м) в своем составе никель
1.5 Использование оксидного сырья при легировании стали
Выводы по главе
ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ 40 ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ И МАРГАНЦА ИЗ МиМЬтОСТЕИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЫРЬЯ ПРИ ЕГО ВЬ11ДелаЧИВАНИИ ХЛОРИДНЫМИ РАСТВОРАМИ
2.1 Термодинамический анализ процесса взаимодействия монооксидов.
никеля и марганца с хлоридом кальция и хлоридом железа (II)
2.2 Термодинамическая оценка совместного выщелачивания монооксидов никеля и марганца в хлоридных растворах кальция и железа (II)
2.3 Влияние давления на термодинамические характеристики реакции
растворения монооксида никеля раствором хлорида железа (II)
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ОБОГАЩЕНИЯ
—ТАЛЛИЧЕСКОГО МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩЕГО
3.1 Методика эксперимента с химически чистыми монооксидми" никеля и
марганца

3.2 Выщелачивание никеля и марганца растворами хлорида кальция и хлорида железа (II)

3.3 Изучение процесса выщелачивания полиметаллического марганецсодержащего сырья хлоридом железа (II)
3.4 Изучение процесса выщелачивания марганцевой руды и ЖМК в крупнолабораторном автоклаве
3.4 Изучение селективного осаждения железа, марганца, кобальта и никеля из раствора
Выводы по главе

ГЛАВА 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ ОКСИДА
4.1 Методика термодинамического моделирования
4.2 Результаты термодинамического моделирования процесса
восстановления никеля из оксида

5.1 Лабораторные исследования процесса восстановления никеля...
из оксида

5.2 Исследование прямого легирования стали никелем
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНШОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Технический прогресс в машиностроении, строительстве, химии, энергетике и ряде других областей обусловливает повышение спроса на качественные стали и сплавы. Наиболее востребованными являются конструкционные, жаропрочные, кислотоустойчивые и нержавеющие марки стали, при производстве которых в качестве легирующих элементов используются цветные металлы, и одним из основных является никель.
Высокая цена на металлический никель на мировом рынке цветных металлов существенно влияет на себестоимость сталей, легированных этим элементом.
Замена никеля другими легирующими элементами не позволяет достичь требуемых свойств сталей, поэтому спрос на него остается стабильно высоким как на внутреннем, так и на внешнем рынках.
Запасы богатых никелевых руд с содержанием примерно 4 % никеля ограничены. В связи с этим в производство вовлекают бедные силикатные руды с содержанием никеля 1,0 - 1,5 %. Альтернативным никельсодержащим сырьем являются полиметаллические марганцевые руды недавно разведанного месторождения Западной Сибири участков Сугул и Чумай и железомарганцевые конкреции Тихого океана; никеля в них содержится до 0,5 %.
Разработка высокотехнологичных методов комплексной переработки полиметаллического марганецсодержащего сырья с целью использования продуктов обогащения при легировании стали является актуальной в настоящее время.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с заданием Министерства образования и науки РФ по аналитической ведомственной целевой про-

В работах [84 — 88] представлены различные способы гидрометаллургической переработки железомарганцевых конкреций с использованием различных растворителей. В результате выщелачивания в раствор переходит до 99 % металлов, содержащихся в конкрециях, в том числе и никель.
Авторы работы [92] описывают новый геологопромышленный тип минерального сырья — кобальтоносные железомарганцевые корки, которые являются потенциальным сырьем для получения соединений марганца и цветных металлов, таких как кобальт, медь и никель.
В работе [93] была рассмотрена возможность гидрометаллургической переработки подводных железомарганцевых руд с целью получения медного, ни-кель-кобальтового и марганцевого концентратов.
Так, например, в работах авторов [93, 95] рассмотрена возможность комплексной переработки океанских конкреций с целью извлечения железа, марганца, кобальта, меди и никеля. Автором [93] представлены результаты исследований гидрометаллургической переработки океанических конкреций с целью извлечения металлов из кислых растворов. Цветные металлы осаждали сульфидным способом, количественное извлечение кобальта, меди и никеля в осадок составило 99 %. Автором работы [95] изучена возможность переработки океанских марганцевых конкреций электрохимическим выщелачиванием пульпы в 1 М растворе серной кислоты при силе тока 1,0 и 0,6 А. Было отмечено, что конкреции хорошо адсорбируют ионы тяжелых металлов. Рассмотрен механизм адсорбции железа, меди, никеля и кобальта на поверхности конкреций.
В ООО «Институт Гипроникель» [89] были проведены исследования по переработке железомарганцевых конкреций. В пробе было отмечено повышенное содержание фосфора во всех фракциях железомарганцевых конкреций и различное содержание по фракциям марганца и цветных металлов.
Марганец в основном содержится в классах крупностью более 3 мм, составляющих около 90 % всей массы конкреций. При этом имеющиеся в конкрециях цветные металлы (никель, медь и кобальт) в большей степени сосредо-