Разработка научных основ и новых высокоэффективных технологий переработки медных, никелевых и медно-никелевых концентратов, промежуточных и техногенных продуктов

• Автор: Мироевский, Геннадий Павлович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил

Панфилов С. Цветков Ю. ГИНЦВЕТМЕТ ЯЧ тел. МИН. С диссертацией можно озракЙр йнцзетмета. Автореферат разослан ЙМШ к. Херсонская И. Медь и никель являются металлами, имеющими большое народнохозяйственное значение. Их выпуск составляет сотни тысяч тонн в год. Технологии переработки сырья, содержащего никель н медь, являются многоступенчатыми, энергоемкими и не всегда экологически безопасными. До недавнего времени в плавильном цехе Балхашского ГМК использовалась классическая технология переработки медных концентратов, основанная на кх отражательной пиявке и конвертировании штейнов. Эта технология характеризуется большим расходом топлива, трудностями в утилизации бедных по содержанию ЗД газов. В последние годы в металлургической практике широкое распространение получили автогенные процессы переработки сульфидного медного сырья. Многолетняя практика показала, что для переработки медных рудных концентратов одним нэ наиболее эффективных автогенных процессов является плавна Ванюкова. Целесообразно дальнейшее расширение использования этого процесса, для чего необходимо продолжение исследований его различных аспектов.


Разработка новых и совершенствование существующих пирометаллургических процессов возможны лишь на базе современных физикохимических исследований, включающих изучение термодинамики, кинетики, механизма и структуры образующихся продуктов. В связи с этим в настоящем разделе изложены результаты исследований термодинамических свойств систем Си, СиМБ и богатых медноникелевых штейнов. Исследованы структура и свойства илов техногенного сырья, содержащего цветные металлы, используемого на комбинате Североникель в составе шихты руднотермической плавки, структура штейнов и шлаков различного состава и формы потерь цветных металлов со шлаками. Без знания этих свойств невозможен расчет рационального состава шихты и технологии. Полученные данные важны для оценки поведения и распределения компонентов в различных высокотемпературных пирометаллургических процессах плавка сырья на штейн, белый матт, сырую черновую медь, конвертирование. Они использованы нами при разработке новых технологических процессов. Также рассматривается влияние на кинетику и механизм окисления сульфидов воды в связи с тем, что в большинстве автогенных процессов используются шихта, содержащая влагу, и жидкое или газообразное топливо. С привлечением современных физических методов исследован ряд важных вопросов, касающихся структуры медноникелевого файнштейна, оказывающей решающее значение на показатели его флотационного разделения. Получены результаты, позволившие разработать рекомендации по совершенствованию технологии измельчения и флотации файнштейна. Исследованы также механизм, кинетика восстановления и структура огарков, получаемых в результате окислительного обжига никелевого концентрата и восстановленных в трубчатых печах. Они могут также использоваться при разработке различных гидрометаллургических технологий переработки восстановленных огарков. V.,у. V,. Исследования термодинамических свойств перечисленных систем и штейнов выполнены на массспектрометре МС, предназначенном для изучения процессов парообразования труднолетучих веществ. Прибор представляет собой сочетание аппаратурных элементов эффузионного метода Кнудсена с массспектрометрическим анализом паровой фазы. В работе испарение исследованных образцов осуществлялось из молибденовых камер. Нагрев блока эффузионных камер производился печью сопротивления, обеспечивающей нагрев камер до К. Температура измерялась ллатинаплатинородиевой термопарой. Точность измерений температуры составляла 0,5. Эффузионные камеры Кнудсена предварительно калибровались по давлению пара серебра и золота, рекомендованных в качестве стандартов давления ИЮПАК. Парциальные давления компонентов пара, в зависимости от поставленной задачи, определялись методами полного изотермического испарения или. Уравнение для расчета парциальных давлений методом полногр . К газовай постоянная я масса испарившегося вещества, . Т температура, К М молекулярная масса в площадь эффузионного отверстия, см2 к коэффициент Клаузинга г время испарения, сек. Р. . О2
где , 2 г интенсивности ионных токов с учетом изотопного состава И коэффициентов массспектра0. У и 2 относятся к исследуемому веществу и стандарту, соответственно. При исследовании процессов испарения сложных систем методом дифференциальной массспектрометрии, как правило, в качестве стандарта давления используют один из компонентов системы, загружая его во вторую, сравнительную, ячейку. При определении термодинамической активности а, высокотемпературная массспектрометрия выступает как вариант классического метода давления пара. ЫТ и р Ь , Т дает возможность получить величину Я. Если активность одного из компонентов системы нельзя определить прямым методом по уравнению 1. ГиббсаДюгема, связывающее активности компонентов конденсированной фазы и ее состав при ПОСТОЯННОЙ температуре . ГиДпаО, 1. Суммирование проводится по числу независимых компонентов. Для двухкомпонентной системы АВ независимо от числа видов молекул, присутствующих в паре, уравнение 1. Вычитая из обеих частей уравнения МвспаА и используя выражения 1. Исследования выполнялись при температурах и К. Были использовали девять сплавов. Р,р,

1. А Нвйп ав 0. АМА ЫвсИ,

жание меди в них составляло, ат.