Разработка основ процесса термоэкстракции никеля из сульфидных расплавов

• Автор: Толокнов, Денис Андреевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕДИ И НИКЕЛЯ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ СУЛЬФИДНОГО СЫРЬЯ

1.1. Формирование шлака и штейна при плавке концентратов

1.2. Разделение меди и никеля сплавлением с Иа

1.3. Восстановление сульфидов

1.4. Экстракционные методы

1.5. Цель и задачи исследования

2.ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИРРОТИНОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

И РУД
2.1. Методики исследования
2.2. Пирротиновые концентраты
2.3. Руда месторождения Шануч
2.4. Расслаивание при плавке пирротиновых концентратов
2.5. Термические свойства руды
2.6. Расслаивание при плавке руды месторождения Шануч
2.7. Выводы
3.ТЕРМОДИНАМИКА РЕАКЦИЙ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СУЛЬФИДОВ
3.1. Методика расчетов
3.2. Восстановление сульфидов газами
3.3 Алюмотермическое восстановление сульфидов
3.4. Силикотермическое восстановление сульфидов
3.5. Взаимодействие сульфидов с ферросилицием
3.6. Выводы
4. РАССЛАИВАНИЕ ПРИ ПЛАВКЕ ПИРРОТИНОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ С ФАЗОЙ-КОЛЛЕКТОРОМ

4.1. Расслаивание в системах Ее8-Си28-[Ее-81] и Ее8-№з82-[Те-81]
4.2. Экстракция металлов при плавке пирротиновых концентратов с ферросилицием
4.3. Структура продуктов расслаивания сульфидно-металлических расплавов
4.4. Выводы
5. ОБОСНОВАНИЕ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ
ТЕРМОЭКСТРАКЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ ПИРРОТИНОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
5.1. Особенности движения газа и расплава в барботажном агрегате
5.2. Выбор фазы-коллектора для экстракции металлов из
сульфидных расплавов
5.3 Термоэкстракция металлов из троилитового штейна
5.4. Технологическая схема переработки пирротиновых концентров
5.5. Укрупненная эколого-экономическая оценка
5.6. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Сульфидные руды - основной источник сырья при производстве меди, цинка, никеля и свинца. Применяемые в настоящее время технологии переработки таких руд базируются на окислении сульфидов кислородом (воздухом) с последующим восстановлением металлов из оксидов. Используемые процессы неизбежно связаны с выделением сернистого ангидрида в газовую фазу и загрязнением окружающей среды, имеющем место даже при использовании автогенных плавильных агрегатов и современных газоочистных установок. Расширение переработки сульфидных руд сдерживается ограниченным спросом на серную кислоту, гипс и элементную серу, как продуктов обезвреживания газов. На обогатительных фабриках накоплено большее количество пирит-пирротиновых концентратов, содержание цветных и драгоценных металлов в которых нередко превышает эти значения в перерабатываемых рудах.
На сегодняшний день производство тяжелых цветных металлов в
Российской Федерации, основано, главным образом, на пирометаллургических
процессах извлечения из сульфидных медно-цинковых руд по схеме
«окислительная плавка на штейн - конвертирование - рафинирование», оксидных
никелевых руд - «восстановительно-сульфидирующая плавка на штейн
конвертирование - обжиг - плавка на металл», а медно-никелевых - «плавка на
штейн - конвертирование - флотация - переработка медного и никелевого
концентратов на металлы и их рафинирование». Эти технологии базируются на
процессах окисления сульфидов с последующей доработкой полупродуктов и
характеризуются существенными потерями цветных металлов со шлаками, как на
переделах плавки, так и конвертирования. Извлечение меди и никеля в черновой
металл находится на уровне 90-95 %. При автогенной плавке сульфидных
концентратов в агрегатах типа ПВП, ПВ, КФП и др., образуется сернистый газ,
перерабатываемый с получением серной кислоты и элементной серы. Во всех
рассматриваемых процессах разделение меди и никеля является неотъемлемой
частью технологий. Известные способы выделения этих металлов в селективные

Таблица 2.8 - Результаты плавки пирротиновых концентратов (без флюсов)
Образец Т,К Убыль массы, % от исх. Масса, % от исх. Содержание в штейне, % Содержание в шлаке, % о5, %
шлак штейн Бе Б Си № ЭЮз Бе Си № 510; СаО
1 1633 12.9 60.3 26.8 45.3 31.2 5.5 9.9 1.7 10.2 3.6 0.5 1.2 33.3 13.8 9.
1 1523 12.0 59.7 28.4 45.4 31.3 5.6 9.9 1.7 8.9 3.1 0.3 1.2 34.5 14.0 8.
1 1473 11.5 60.2 28.3 45.5 31.4 5.5 10.2 - 8,9 3.1 0.3 1.1 - - 7.
2 1473 5.7 11.8 82.5 61.3 34.4 0.2 1.6 1.6 23.1 10.2 0.1 0.6 28.8 11.6 5.
3 1473 4.1 11.8 84.1 62.0 34.4 0.1 0.8 1.4 29.1 13.6 - 0.4 25.9 8.8 6.
Таблица 2.9 - Относительная интенсивность рентгенографических откликов фазовых составляющих продуктов плавки пирротинсодержащих концентратов
Образец Штейн, % Шлак, %
РеБ №3. хЯг Реі-хБ 1 ч'ТТ Сиі^Б (Са,Ре,М§)8і03 РеАЮз СагБЮг СазБЮз СагАІзБіОз
1 60 15 10 7 5 - - - - -
1 50 20 10 5 5 - 30 - 40
1 50 20 5 10 5 30 30 20 - -
2 95 - - 5 - - - - - -
3 95 - - 5 - - - - - -