Механизм твердофазного карботермического восстановления вкрапленных хромовых руд

• Автор: Рощин, Антон Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 146 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЪЕКТ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. ХРОМ И ПГО РОЛЬ В МЕТАЛЛУРГИИ.

1.2. РУДЫ ХРОМА

1.3. МОДЕЛИ МЕХАНИЗМА ТВЕРДОФАЗНОГО КАРВОТКРМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

1.3.1. Контактнодиффузионное взаимодействие

1.3.2. Косвенное восстановление металлов из оксидов углеродом.

1.3.2.1. Газификация восстановителя.

1.3.2.2. Газификация испарение оксида.

1.3.2.3. Диссоциация оксида.

1.3.3. Сравнение разных моделей механизма.
1.4. Заключение.
1.5. Задачи исследования
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ТВЕРДОФАЗНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ
2.1 Отбор образцов руд для исследования.
2.2.УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.3.Результаты ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.4.0БСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.5.ВЫВОД Ы.
ГЛАВА III. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРА НАЧАЛА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ХРОМОВЫХ РУД.
3.1 .ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ХРОМОВЫХ РУД
3.2.ЭЛПКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ШИХТЫ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА.
3.3.Влияние нерудной фазы и компонентов шихты на температуру появления проводимости хромовых РУД
3.4 .Обсуждение результатов.
3.5.ВЫВОД Ы.
ГЛАВА IV. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ РУД ДРУГИХ МЕТАЛЛОВ И КОМПОНЕНТОВ НЕРУДНОЙ ФАЗЫ.
4.1 .ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ И ТЕМПЕРАТУРА НАЧАЛА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ И МАРГАНЦЕВОЙ РУД
4.2.Высокотемпературная электропроводность компонентов нерудной фазы
4.3.Обсуждение результатов
4.4.Вывод ы.
ГЛАВА V. МЕХАНИЗМ ТВЕРДОФАЗНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВКРАПЛЕННЫХ РУД
5.1.Изменения в кристаллической решетке оксидов при нагреве в восстановительной среде
5.2.Превращение вкрапленных руд в высокотемпературный гальванический элемент
5.3.КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ТВЕРДОФАЗНОМ ВОССТАНОВЛЕНИИ.
5.4.3ЛКЛЮЧЕНИЕ
5.5.ВЫВОД Ы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В отличие от Кемпирсайского массива, представленного плотными, рыхлыми и пылеватыми в результате выветривания рудами, руды Сарановского месторождения в основном плотные, россыпи отмечают лишь на периферии. По химическому составу эти руды более однородны, содержание элементов в них колеблется в небольших пределах. Однако эти руды в целом менее хромисты содержание СГ2О3 , разбиты развитой сетью трещин, заполненных силикатами. В то же время используемые в ферросплавном производстве хромовые руды должны содержать не менее СГ2О3, не более БЮг, иметь коэффициент качества отношение СггОзРеО не менее 3 и содержать не более 0,8 Р2О5 . Поэтому традиционно руда Сарановского месторождения считалась менее качественной, и в СССР применялась в основном в производстве хромсодержащих огнеупоров. В Уральском регионе, кроме того, имеется большое количество мелких и средних по запасам месторождений рис. В км к югозападу от г. Алапаевска расположен наиболее крупный на Среднем Урале Алапаевский массив, в котором известно более 0 месторождений и проявлений хромитов. В км к юговостоку от г. Екатеринбурга располагается хромитовые месторождения Ключевского массива. На четырех участках этого массива выделены рудные зоны, состоящие из линзовых рудных тел. Руды в основном вкрапленные с металлургическими хромшпинелидами. Исключение составляет лишь месторождение РайИз, расположение которого позволяет производить сезонную добычу хромовых руд уже в настоящее время. Рис. Состояние и перспективы производства хромистых сплавов в условиях Челябинского электрометаллургического комбината В. П.Чернобровин, Г. ПМихайлов, А. В.Хан, А. И.Строганов. Челябинск Изд. ЮУрГУ, , 4 с. На территории Челябинской области крупных месторождений хромитовых руд нет. В многочисленных ультраосновных массивах известны сотни мелких месторождений и проявлений, часть из которых отрабатывалась в дореволюционное время и в советский период до середины сороковых годов. Значительная часть сохранившихся месторождении разведана работами довоенных лет, часть переоценена в начале шестидесятых годов. По данным Челябинского геологического комитета прогнозные запасы ВерхиеУфалейского массива, а также Варшавского и Верблюжьегорского массивов, входящих в группу месторождений ПолтавоБрединской зоны, оцениваются в 2,9 млн. При анализе запасов и качества хромовых руд Уральского региона установлено, что достаточно богатые хромовые руды в настоящее время встречаются в относительно мелких месторождениях, разработка которых может рассматриваться как временный источник поставки хромовых руд до момента организации постоянной и достаточно мощной рудной базы. В силу того, что кемпирсайские руды наиболее богаты и легкодоступны, в течение долгого времени они являлись основными для производства сплавов хрома. В результате зги руды подробно исследованы, и имеется большой опыт их использования в промышленности. Однако в связи с отходом этих месторождений после распада СССР иод юрисдикцию Казахстана возникли проблемы с поставкой кемпирсайских руд на ферросплавные заводы России, в результате чего заводы вынуждены переходить на использование менее качественных уральских руд. Уральские месторождения никогда раньше не рассматривались как надежный источник сырья для ферросплавной промышленности, и серьезных исследований уральских руд не проводилось. Нет и опыта их эффективной переработки. Между тем, в силу значительных отличий этих руд от кемпирсайских их использование в производстве без серьезных исследований и изменения технологии невозможно. Поэтому в настоящее время проводится интенсивное исследование хромовых руд Урала. В отличие от сплошных и густовкрапленных кемпирсайских руд хромовые руды Челябинской области в большинстве относятся к типу вкрапленных. Рс,М0 Сг,е,А1з феррихромпнкотига и нерудных минералов. В исходном состоянии отличаются и нерудные минералы руд в массивной руде они представлены в основном хлоритом ,,з50II4, в густовкрапленной относятся к группе серпентинахлорита МзВ0Н4 ,А1,РезЯ00Н4. Таким образом, пустая порода богатых руд по сравнению с вмещающей породой более бедных руд дополнительно к оксидам магния, железа и кремния содержит значительное количество оксида алюминия.