Физико-химическое обоснование пиро-гидрометаллургической технологии переработки возгонов электроннолучевого переплава ниобия

• Автор: Уполовникова, Алена Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. ПУТИ ПЕРЕРАБОТКИ ВОЗГОНОВ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОГО ПЕРЕПЛАВА НИОБИЯ

ЕЕ Формирование возгонов электроннолучевого переплава ниобия

1.2. Пирометаллургические способы переработки

1.2.1. Термодинамический анализ процесса выплавки феррониобия

из возгонов

1.2.2. Экспериментальная проверка плавки возгонов на феррониобий

1.2.3. Испытания технологии плавки возгонов на феррониобий в

печи ЭШП

1.3. Гидрометаллургические и комбинированные способы переработки

1.4. Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ ВОЗГОНОВ
2.1. Методика и объект исследований
2.2. Исследование микроструктуры и распределения элементов по фазовым составляющим возгонов
2.3. Окисление возгонов на воздухе
2.3.1. Термический анализ взаимодействия возгонов с кислородом воздуха
2.3.2. Кинетические особенности процесса
2.3.3. Влияние температуры и продолжительности на полноту окисления и фазовый состав продуктов
2. 4. Реагентное окисление возгонов
2.4.1. Термодинамическое моделирование взаимодействия NbAl
с оксидными соединениями Na и Са
2.4.2. Термические исследования и выбор реагента для окисления возгонов

2.4.3. Оптимизация параметров окисления возгонов с карбонатом
натрия
2.5. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПРОДУКТОВ ОБЖИГА-СПЕКАНИЯ ВОЗГОНОВ
3.1. Методика исследований
3.2. Водно-щелочная обработка спека
3.2.1. Термодинамическое моделирование процесса
3.2.2. Экспериментальные исследования и оптимизация параметров водно-щелочной обработки
3.3. Кислотное выщелачивание щелочного кека
3.3.1. Обоснование выбора кислоты
3.3.2. Термодинамическое моделирование процесса
3.3.3. Математическое моделирование и оптимизация процесса
3.3.4. Кинетика процесса кислотного выщелачивания
3.4. Выводы
4. УКРУПНЕННО-ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ВОЗГОНОВ
4.1. Схема переработки возгонов по комбинированной технологии
4.2. Оценка возможности плавки ниобатного концентрата на черновой ниобий и феррониобий
4.3. Переработка возгонов на пентаоксид ниобия
4.4. Выводы
Заключение
Список использованных источников
Список опубликованных работ

ВВЕДЕНИЕ
Ниобий и его соединения находят широкое применение во многих отраслях промышленности. Благодаря ценным свойствам, таким как тугоплавкость, высокая пластичность (ковкость), твердость, химическая термоустойчивость, коррозионная стойкость, низкое давление паров и малая скорость испарения, высокая эмиссионная способность области применения ниобия постоянно расширяются.
В структуре мирового потребления ниобия в 2008 году (рис.1) около 90% этого металла использовалось черной металлургией в виде феррониобия для легирования сталей. В мировом производстве низколегированных сталей ниобий занимает первое место по уровню потребления, опережая другие легирующие металлы. Остальные 10% ниобия используются в виде:
- пентаоксида высокой чистоты (тт 99.8%) в производстве оптики, монокристаллов ниобата лития и конденсаторов для электроники, в катализаторах, высокотемпературных пигментах и других материалах;
- высокочистых алюминотермических лигатур в производстве, так называемых, суперсплавов и высоколегированных нержавеющих сталей, конструкционных титановых сплавов;
- чистого металла при производстве специальных ниобиевых сплавов, проката, сверхпроводников и других изделий.
РеНЬ стандартного
качеств а

Сплавы в порошке, прокате, ломе 1%
Чистый № в порошках, слитках, прокате, ломе 1К
РеЫЬ вакуумного сорта и №М> 4%
Рисунок 1 - Структура мирового потребления ниобия в 2008 г.

ТЭ, мг
ТЭ.мг
Тб.мг
ТС.мг
Рисунок 14 — Термограммы окисления образцов возгонов (навеска 0,200 г, скорость нагрева 10 град/мин на воздухе); а - № 1, б - №2, в - №3, г - №