Разработка процесса восстановительного обжига медеплавильных шлаков для технологии нейтрализации кислотных растворов

• Автор: Харченко, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 05.16.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Литературный анализ и обоснование направления исследований
1.1. Состав шлаков медеплавильных заводов Казахстана
1.2. Современное состояние переработки шлаков медеплавильных заводов
1.3. Переработка отработанного медного электролита
1.4. Цель и задачи исследования
2. Физико-химические особенности твердофазного восстановления компонентов шлака
2.1. Синтез отдельных фазовых составляющих шлака медеплавильного производства
2.2. Термодинамический анализ реакций восстановления
фазовых составляющих шлака
2.3. Твердофазное взаимодействие компонентов шлака с восстановителями
2.4. Восстановление меди и свинца из оксидного сплава Си20-РЬ0-2Ре
2.5. Восстановление меди и свинца из их арсенатов
2.6. Модель восстановления компонентов шлака
2.7. Выводы
3. Обоснование технологических режимов переработки медистых
шлаков и отработанного электролита рафинировочного передела
3.1. Твердофазное восстановление железа в смесях
Ре2БЮ4-С и Ре28Ю4 - С - СаО
3.2.Твердофазное восстановление отвального
медного шлака Б ГМК

3.3. Условия нейтрализации сернокислых растворов
железосодержащими реагентами
3.4. Выводы
4. Укрупненные испытания восстановительного обжига
шлака и использования продукта для нейтрализации
отработанного электролита
4.1. Подготовка шлака и шихты для обжига
4.2. Восстановительный обжиг гранулированной шихты
в агло-шахтной печи
4.3. Цементационное выщелачивание отработанного
электролита восстановленным шлаком
4.4. Технология утилизации медных шлаков
4.5. Технико-экономическая оценка технологии нейтрализации отработанного медного электролита восстановленным
отвальным шлаком
4.6. Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Оценка современного состояния решаемой научно-технологической проблемы (задачи). К настоящему времени накоплено огромное количество техногенных отходов, содержащих цветные и черные металлы. Такая ситуация характерна для предприятий ТОО «Корпорации Казахмыс». Поэтому проблема эффективной переработки техногенного сырья стоит весьма остро.
Согласно данным [1] большие объемы медьсодержащих продуктов сосредоточены именно в шлаках: 31 млн. тонн отходов БГМК содержат 250 тыс.т меди. Практическое отсутствие у БГМК собственных сырьевых источников (Конырат-ский и Саякский рудники на стадии выработки, Шатыркульский рудник осваивается) почти наполовину компенсируется добычей меди флотационным обезмежи-ванием отвальных шлаков. Промышленная переработка шлаков на обогатительной фабрике БГМК начата с 1992 г. За период 1992-97 гг. переработано более 1260 тыс.т, из которых получено 4900 т меди в концентрате. Однако, несмотря на вовлечение шлаков в технологический цикл, проблема их утилизации остается нерешенной, и требует разработки дополнительных или даже принципиально новых технологических мероприятий.
Основание и исходные данные для разработки темы. Научно-техническая политика Республики Казахстан направлена на создание энергосберегающих технологий и аппаратов, позволяющих обеспечить комплексность использования сырья и исключить образование вредных выбросов и отходов. Цветная металлургия относится к числу отраслей с наибольшим количеством отходов на единицу продукции, что связано с содержанием ценных металлов в используемом минеральном сырье. Помимо этого, в цветной металлургии явно выражена тенденция вовлечения в переработку все более бедного природного сырья, что также ведет к увеличению объемов образующихся отходов. Металлургические шлаки следует рассматривать не только как источник дополнительного получения цветных металлов, но и как весьма ценное сырье для других видов промышленно-
Продолжение таблицы 2.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(2.15) РЬ,А520к (Ее — РЬ + РЬ2 Аз20? + + ЕеО 37,26 28,66 -5,31 -37,30 -71,30 -105,7 -139,1 -170,9 -0,
(2.16) РЬзАз208 + 2Ре =2РЬ + РЬ(АзОз)2+ + 2РеО -8,363 -23,46 -87,13 -145,9 -208,4 -271,3 -332,1 -389,6 -0,
(2.17) РЬзАвгОв + 2Ре = ЗРЬ+ 2РеЛз04 -103,1 -106,4 -154,4 -194.5 -236,2 -276,5 -313,2 -345,1 -0,
(2.18) РЬзАйгОв + 3 Ее —ЗРЬ + Аз20, + + ЗРеО 38,28 17,39 -74,67 -158,7 -247,7 -337,1 -423,0 -503,8 -0,
(2.19) РЬ3А5208 + 5Ре = ЗРЬ + АэгОз + + 5РеО -248,0 -269,5 -278,3 -281,3 -282,6 -284,9 -290,2 -299,4 -2,
(2.20) РЬ3Аз208 + 8Ре = ЗРЬ + Аб2 + + 8РеО -262,2 -345,9 -612,5 -857,2 -1114 -1372 -1621 -1857 -0,
(2.21) РЬ3А5208 + ЮЬе = ЗРЬ + 2РеАз + + 8РеО -490,1 -576,1 -576,1 -619,1 -471,8 -705,2 -748,2 -791,2 -0,
(2.22) РЬ2Аз208 + 11 Ре = ЗРЬ + Fc?As2 + + 8РеО -672,6 -777,7 -777,7 -830,3 -662,8 -935,4 -988,0 -1040 -0,
(2.23) РЬзАз208 + 12Ре = ЗРЬ + 2Ре2Аэ + 8РеО -436,9 -555,6 -555,6 -615,0 -435,9 -733,7 -793,1 -852,3 -0,
(2.24) 2Си3А5208 + С= 2Си+ 2Си2Аз202 + + С02 -701,1 -708,6 -716,6 -725,0 -733,9 -743,3 -753,1 -763,5 -0,
(2.25) Си3А5208 н- ЗС — ЗСи + АэзОз + + С0 + 2С03 -2218 -2245 -2276 -2312 -2355 -2403 -2459 -2523 -4,
(2.26) СиЗАя208 + 8С = ЗСи + Аэг + + 8СО -5022 -5107 -5191 -5276 -5360 -5445 -5529 -5614 -9,
(2.27) СизАз208 + 2Ре = ЗСи + 2ЕеЛ804 -355,6 -355,9 -399,6 -436,6 -475,9 -514,7 -550,6 -582,6 -0,
(2.28) СизАвгОв +ЗРе = ЗСи+ Ре(А503)2 + + 2РеО -945,1 -971,6 -1005 -1043 -1057 -1136 -1186 -1169 -1,
(2.29) СизАэзО^ + 9Ре = СизАз + 8РеО + + РеЛг 1065 1016 767,5 544,9 310,8 78,78 -140,3 -341,5 0,
(2.30) СизА$208 + ЮРе = ЗСи + 2ЕеЛз + + 8РеО -742,6 -789,6 -1064 -1313 -1580 -1848 -2105 -2346 -1,
(2.31) Си3А8208 + 11 Ре — ЗСи + Ье, Аз2 + + 8РеО -925,1 -981,5 -1287 -1564 -1859 -2155 -2439 -2704 -1,