Исследование процесса хлорирования танталито-колумбитового концентрата и создание технологии совместной переработки танталито-колумбитового и лопаритового концентратов

• Автор: Петухов, Михаил Алексеевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение

Глава 1. Аналитический обзор

1.1 Физические и химические свойства тантала, ниобия и их соединений

1.1.1 Физические и химические свойства тантала, ниобия

1.1.2 Физические и химические свойства некоторых химических соединений тантала и ниобия

1.1.2.1 Физические и химические свойства оксидов тантала и ниобия

1.1.2.2 Физические и химические свойства хлоридов тантала и ниобия

1.2 Структура потребления тантала и ниобия

1.2.1 Структура потребления тантала

1.2.2 Структура потребления ниобия
1.3 Сырьевые источники
1.4 Способы вскрытия танталовых и ниобиевых концентратов
1.4.1 Разложение плавиковой кислотой тантал ито - ко л ум б итового концентрата
1.4.2 Разложение сплавлением с гидроксидами или карбонатами натрия и калия танталито-колумбитового концентрата
1.4.3 Сернокислотный способ вскрытия лопарита
1.4.4 Азотнокислотный способ
1.5 Хлорные способы в цветной металлургии
1.5.1 Хлорирование в технологии тугоплавких металлов
1.5.1.1 Титан
1.5.1.2 Ниобий и тантал
1.5.1.3 Цирконий и гафний
1.5.2.4 Вольфрам и молибден
1.5.2.5 Рений
1.5.2.6 Металлсодержащие отходы
1.5.3 Хлорирование в технологии легких цветных металлов
1.5.3.1 Магний
1.5.3.2 Алюминий
1.5.3.3 Берилий
1.5.4 Хлорирование в технологии тяжелых цветных металлов
1.5.4.1 Медь и никель
1.5.4.2 Олово

1.5.5 Хлорирование в технологии благородных металлов
1.6 Цель и задачи работы
Глава 2 Исследование влияния некоторых факторов на хлорирование танталито-колумбитового концентрата
2.1 Хлорирование оксидов и минералов
2.2 Термодинамика процесса хлорирования танталито-колумбитового концентрата
2.3 Характеристика исходных и вспомогательных материалов
2.3.1 Танталито-колумбитовый концентрат
2.3.2 Хлор
2.3.3 Кокс
2.3.4 Исходные вещества для создания среды хлорирования
2.4 Описание лабораторной установки и методики проведения эксперимента
2.4.1 Описание лабораторной установки
2.4.2 Методика проведения эксперимента
2.4.2.1 Подготовка к проведению эксперимента
2.4.2.2 Методика проведения экспериментов и обработки результатов
2.4.2.3 Контроль процесса
2.5 Исследование состава и свойств исходного концентрата
2.6 Взаимодействие концентрата с расплавом хлоридов калия и натрия в присутствии углеродного восстановителя без участия хлора
2.7 Исследование влияния температуры на хлорирование концентрата
2.7.1 Определение степени и скорости хлорирования концентрата, и его составляющих в зависимости от температуры
2.7.2 Определение теплового эффекта хлорирования концентрата
2.7.4 Выводы
Глава 3. Исследование влияния железа на хлорирование танталито-колумбитового концентрата
3.1 Определение влияния железа на степень и скорость хлорирования концентрата и его составляющих
3.3 Выбор возможного варианта протекания хлорирования танталито-колумбитового концентрата в расплаве солей
3.4 Выводы
Глава 4. Исследование хлорирования смеси лопаритового и танталито-колумбитового концентратов

4.1 Влияние температуры на степень и скорость хлорирования смеси концентратов, а также составляющих концентратов в зависимости от температуры
4.2 Математическая обработка результатов экспериментов
4.3 Выводы
Глава 5. Укрупненно-лабораторное хлорирование. Выбор технологической схемы совместной переработки танталито-колумбитового концентрата
5.1 Испытание метода хлорирования смеси концентратов на опытной базе “Химикометаллургического завода имени Юдина”
5.1.1 Описание установки для укрупненного испытания способа хлорирования смеси танталито-колумбитового и лопаритового концентратов
5.1.2 Методика проведения эксперимента
5.1.2.1 Подготовка к проведению эксперимента
5.1.2.2 Методика хлорирования
5.1.3 Результаты укрупненных испытаний
5.1.4 Основные технико-экономические показатели процесса
5.2 Выбор технологической схемы совместной переработки танталито-колумбитового концентрата
5.2.1 Описание представленных технологических схем совместной переработки танталито-колумбитового и лопаритового концентратов
5.2.2 Характеристика исходного сырья, готовой продукции, основных и вспомогательных материалов
5.2.3 Расчет материальных балансов по технологическим схемам
5.2.3.1 Расчет материального баланса по металлу
5.2.4 Сравнение представленных технологических схем совместной переработки танталито-
колумбитового и лопаритового концентратов
5.3 Выводы
Выводы по работе
Приложение
Расчёт компонентов для проведения хлорирования и количества получаемых продуктов
Приложение
Список использованной литературы

Рисунок 11 —Температурная зависимость свободных энергий хлорирования сульфидов: П — температура плавления; К — температура кипения; °С [62].
Сульфиды, как правило, хлорируются легче, чем оксиды, что объясняется меньшей прочностью связи между металлом и серой, чем между металлом и кислородом.
Методические исследования хлорирования сульфидов цветных металлов элементарным хлором, произведенные Д. М. Чижиковым с сотрудниками [62], показали, что при наиболее низких температурах (около 400 °С) хлорируются сульфиды серебра и меди. При несколько более высоких температурах (700—800 °С) хлорируются нацело сульфиды свинца, цинка и железа [62].
Процессы хлорирования в технологии меди и никеля не имеют промышленного применения.
1.5.4.2 Олово.
Обычным способом извлечения олова из концентратов является их восстановительная плавка с углем в отражательных или электрических печах. При этом часть олова переходит в шлак. Потери олова со шлаками тем больше, чем беднее концентраты. Поэтому плавка бедных концентратов, содержащих 5—10 % олова, нецелесообразна.