Совершенствование существующих и разработка новых пирометаллургических технологий переработки никельсодержащего сырья

• Автор: Цымбулов, Леонид Борисович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 476 с. : ил.

1. Современное состояние технологий переработки никельсодержащего сырья и полупродуктов Аналитический обзор литературы.

Постановка задачи исследования

1.1. Переработка окисленных никелевых руд.

1.2. Обеднение шлаков конвертерных и автогенных процессов

1.3. Переработка низкосернистого сульфидного сырья с повышенной концентрацией тугоплавких соединений.
1.4. Сульфиднометаллические расплавы штейны и файнштейны, образующиеся при переработке никельсодержащего сырья

1.5. Заключение.

2. Термодинамический анализ восстановительных и восстановительно

сульфидирующих процессов

Заключение.

3. Исследование распределения серы и углерода в

сульфиднометаллических системах.
3.1. Исследование растворимости углерода в сульфиднометаллических расплавах.
3.2. Новый подход к определению металлизации штейна
в расплавленном и твердом состояниях
3.3. Метод определения отношения активностей металлов
в сульфидных расплавах
3.4. Заключение.
4. Исследование процесса взаимодействия оксидносиликатных расплавов с восстановительными и восстановительносульфидирующими
газовыми смесями
4.1. Исследование некоторых закономерностей взаимодействия шлаковых расплавов, образующихся при окислительной плавке рудного концентрата,
с восстановительными газовыми смесями.
4.2. Исследование закономерностей взаимодействия оксидносиликатных расплавов с газовыми смесями, содержащими диоксид серы и метан
4.3. Заключение
5. Разработка новых технологий переработки окисленных никелевых руд
с применением бескоксовой плавки.
5.1. Технология плавки окисленных никелевых руд на ферроникель
5.2. Технология плавки окисленных никелевых руд на штейн с использованием твердых сульфидизаторов
5.3. Заключение.
6. Исследование влияния режима заливки конвертерного шлака на потери никеля, меди и кобальта с отвальными шлаками руднотермических печей.
6.1. Методика проведения испытаний
6.2. Результаты исследований и их обсуждение
6.3. Заключение.
7. Разработка технологии переработки низкосернистых сульфидных медноникелевых руд с повышенным содержанием тугоплавких оксидов
и мышьяка
7.1. Исследование процесса обжига сульфидных концентратов
7.2. Исследование поведения мышьяка при плавке на штейн
7.3. Изучение поведения мышьяка при конвертировании штейна
7.4. Выбор оптимальной технологической схемы переработки концентрата и распределение мышьяка по всем стадиям схемы
от концентрата до файнштейна
7.5. Заключение.
8. Исследование неоднородности медноникелевых файнштейнов в расплавленном и твердом состоянии и совершенствование на этой основе методов его опробования.
8.1. Методы опробования продуктов горнометаллургического производства краткий аналитический обзор.
8.2. Исследование неоднородности файнштейна в расплавленном состоянии.
8.3. Исследование неоднородности файнштейна в твердом состоянии
8.4. Сравнительный анализ систем контроля файнштейна опробование определение состава у поставщика и потребителя. Выявление причин, вызывающих систематические расхождения
8.5. Заключение.
Выводы по работе
Литература


Несмотря на важность для металлургов такой характеристики штейнов, как металлизация, до сих пор среди исследователей нет единого мнения о том, что понимать под степенью металлизации, а существующий подход к ее определению является слишком приближенным и не отражает действительное распределение серы в штейнах и файнштейнах пирометаллургического производства. Это относится, как к твердым сульфиднометаллическим продуктам, так и к расплавам. Подробно о недостатках существующих способов определения степени металлизации будет сказано в главе 3 настоящей работы. Хотя металлизация штейна или его отдельных металлических компонентов и не имеет строгого физикохимического смысла, эти сведения в ряде случаев просто необходимы. Например, при расчете теплового баланса процесса конвертирования, в зависимости от степени металлизации того или иного компонента в расплаве, количество выделяющегося при окислении сульфидного расплава тепла будет различным, что повлияет на точность расчетов. Степень металлизации штейна, находящегося в пирометаллургическом агрегате в контакте со шлаком, существенно влияет на величину межфазного натяжения между этими расплавами, которое, в свою очередь, влияет на распределение металлов между ними . Список, свидетельствующий в пользу важности сведений о металлизации компонентов, можно продолжить. Рассматривая круг вопросов, связанных со строением и свойствами сульфиднометаллических расплавов, весьма полезными могут быть сведения о растворимости в таких расплавах углерода. Возможность заметного присутствия последнего в металлизированных штейнах связана, вопервых, с тем, что такие штейны образуются в технологиях, использующих различные углеродсодержащие восстановители восстановительносульфидирующая плавка окисленных никелевых руд, руднотермическая плавка сульфидных медноникелевых руд, обеднение конвертерных шлаков в электропечах и пр. Кроме того, интерес к получению данных о растворимости углерода связан и с перспективностью использования в пирометаллургии углеграфитовой футеровки . Однако до настоящего времени имеющиеся литературные данные по растворимости углерода в сульфидных и сульфиднометаллических расплавах крайне скудны и касаются, главным образом, системы БеБ 2, 3. БеСиБ в работе 5. Более подробно результаты этих и ряда других исследований рассмотрены в главе 3 настоящей работы. Ограниченность литературных данных связана, с одной стороны, с отсутствием до недавнего прошлого надежных методов определения содержания углерода в сульфидных продуктах с достаточно высоким содержанием серы, с другой стороны, с традиционным пренебрежением к влиянию примесей основными являются кислород и углерод как на распределение металлов в системе штейншлак, так и на физикохимические процессы, протекающие при дальнейшей переработке штейна. Файнштейн является товарным продуктом в большинстве пирометаплургических технологий производства никеля и представляет собой сульфиднометаллический расплав, содержащий никель, медь и в подчиненных количествах железо, кобальт, кислород, а также примеси платиновых и драгоценных металлов , , , , I, , , . Файнштейны, как и штейны, имеют определенный дефицит серы, т. В российской и мировой практике файнштейн получают, как правило, путем окисления штейна воздушным дутьем в горизонтальных конвертерах типа ПирсСмита , что обуславливает еще более сложное строение файнштейна в связи с присутствием в нем магнетита. В табл. Произведенный файнштейн медленно охлаждают, если дальнейшая переработка осуществляется флотационным разделением Норильский Никель, i, i и охлаждают с высокой скоростью или гранулируют, если переработка осуществляется другими способами. Грануляция используется при последующем сернокислотном или хлорном выщелачивании v, i, i ii, , i, i, i и др. КС Южноуральский никелевый комбинат, У фал ейский никелевый комбинат. Независимо от способа дальнейшей переработки файнштейна и от того, направляется ли он в другой цех этого же металлургического комбината или на другое предприятие, опробование, зачастую, проводится дважды в расплавленном и твердом состоянии.