Вещественный состав хромовых руд и его влияние на процесс их карботермического восстановления

• Автор: Толканов, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 229 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР РАНЕЕ ВЫПОЛНЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Уральские хромиты рудная база отечественной ферросплавной промышленности х х годов.
1.2. Металлургические свойства хромовых руд Кемпирсайского месторождения рудной базы отечественной ферросплавной промышленности середины х первой половины х годов
1.3. Уральские хромовые руды сырье для получения высокоуглеродистого феррохрома после года

1.4. Хромовые руды и технологи рудоподготовки, используемые

в производстве хромистых сплавов предприятиями стран дальнего

зарубежья

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика исследуемого материала и обоснование методики исследования..

2.2. Методы изучения вещественного состава хромовых руд
и продуктов их карботермического восстановления
2.3. Методика морфологического анализа строения хромовых руд
2 4. Дериватографический метод оценки металлургических свойств
хромовых руд.
ГЛАВА 3. ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ХРОМОВЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА
3.1. Минералогоструктурные особенности хромовых руд.
3.2. Химический состав хромовых руд.
3.3. Минеральный состав хромовых руд
ГЛАВА 4. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХРОМОВЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА
4.1. Восстановление порошковых образцов хромовых руд с графитом.
4.2. Восстановление порошковых образцов хромшпинелида с графитом
4.3. Карботермичесхое восстановление кремния из хлорита и серпентина .
4.4. Карботермическое восстановление кусковых образцов
хромовых руд до металлов
4.5. Степень карботермического восстановления кусковых хромовых руд
и рудоугольных брикетов.
4.6. Изменение химического состава хромшпинелида в кусковых образцах и рудоугольных брикетах
при карботермическом восстановлении.
4.7. Результаты выплавки высокоуглеродистого
и передельного феррохрома с использованием хромовых руд
уральских месторождений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Изучение кемпирсайских хромовых руд с точки зрения получаемых шлаков опиралось на знание химического состава руд, и сводилось к расчету составов получаемых шлаков. Составы вероятных шлаков при выплавке высокоуглеродистого феррохрома и ферросиликохрома из руд различных месторождений кемпирсайской группы получены Х. Н. Кадарметовым , . Наиболее благоприятными по химическому составу шлаками названы шлаки с соотношением МдОАОэ около 1,01,5 для высокоуглеродистого феррохрома и около 1,0 для ферросиликохрома. Кристаллохимические превращения в хромовых рудах при нагреве складываются из превращений, происходящих в главных рудных минералах хромшпинелидах, и преобразований минералов нерудной части. С.С. Лисняка и др. Причем характер протекания этих процессов зависит от стехиометрического состава шпинели и среды обжига. Нагревание хромшпинелидов с 001. Сг3. В случае стехиометрического хромшпинелида Р2О3РЮ1,0 происходит окисление Ре2 до Ре1. Во всех случаях после нагревания хромшпинелиды приобретают нормальную структуру. При нагреве в восстановительных средах в шпинелидах нестехиометрического состава происходит переход Ре3 в Ре2, а в шпинелях с нормальной структурой структурные превращения незначительны. Детальные исследования кристаллохимических превращений при нагревании в окислительных средах приведены в работе В. В. Гончарова и Е. А. Прокофьевой . При 0 С наблюдается аРе3 в виде белой тонкой окантовки поверхности зерен вблизи трещин. Начиная с 0 С фазы аРе3 и Сг3 выделяются в виде иголочек, ориентированных в хромшпинелиде по определенным кристаллографическим направлениям. При 00 С фазы аРе3 и Сг3 начинают образовывать твердые растворы. Выше С происходит их превращение в фазы со шпинельной структурой, вероятно состава РеОРег, Сг3, которые при дальнейшем повышении температуры образуют с измененным хромшпинелидом твердые растворы. При температуре выше С Н4 фазы полностью переходят обратно в шпинель. Одним из основных решаемых вопросов является механизм твердофазного восстановления хромшпинелида углеродом, рассматривавшийся в работах С. С. Лисняка , и Х. Н. Кадарметова ,,. Отмечено, что реакционная способность хромшпинелида во многом определяется строением кристаллической решетки, наличием в ней различного рода дефектов, в том числе связанных с исходной нестехиометричностью химического состава. В природном хромшпинелиде стехиометрического состава Ре3, Сг и Ре2 восстанавливаются одновременно в эквивалентных количествах, причем катионы Ре2 индуцируют восстановление Сг, а Мд тормозит этот процесс . Считается, что процесс восстановления начинается в точках контакта твердого углеродистого восстановителя и хромшпинелида с образованием металлической или карбидной фазы. СО. Влияние этих факторов экранирует относительные изменения реакционной способности руд. Исследование твердофазного восстановления хромшпинелида, очищенного от нерудных минералов . СО паров металлического хрома. Изучение поведения кусковых кемпирсайских хромовых руд в шлаках углеродистого феррохрома и ферросиликохрома , показало, что процесс разрушения их начинается по трещинам и нерудным минералам цементам, причем растворялись в этих шлаках только цементы руд. Хромшпинелиды в зависимости от температуры шлака находятся в твердом, тестообразном или жидком состоянии, но не растворяются в них. При выдержке в печи Таммана при температуре С кубиков руд с размером ребра мм отмечено, что руды массивной, крупнокристаллической структуры сохраняются без изменения, а вкрапленные руды распадаются на отдельные зерна или группы зерен. Хромшпинелиды расплавлялись только при температурах С. Задолго до лабораторных исследований заводской практикой было замечено, что восстановимость хромовых руд зависит не только от химического и гранулометрического составов, но также от минерального состава и строения. Рыхлые и порошковатые мелкокристаллические руды с железистым цементом восстанавливаются легче, чем массивные крупнокристаллические руды с низким содержанием кремния. С.С. Лисняк и А. Н Морозов показали, что скорость и полнота восстановления окислов железа и хрома зависит от плотности зерен хромшпинелидов.