Снижение потерь кобальта при пирометаллургической переработке сульфидных медно-никелевых руд

• Автор: Салтыкова, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Свойства кобальта.

1.2. Пирометаллургическая переработку сульфидных руд.

1.3. Поведение кобальта при флотационном разделении

медноникелевого файнштейна

1.4. Анализ систем, определяющих свойства сульфидных материалов

1.4.1. Система СиБ

1.4.2. Система ИБ

1.4.3. Система СоБ

1.4.4. Система БсБ
1.4.5. Система СиГеБ.
1.4.6. Система ТРеБ
1.4.7. Система СиРБ.
1.4.8. Постановка задачи исследований
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРЕЗА Си2БСо9Б8 в СИСТЕМЕ СоСиБ
2.1. Анализ распределения кобальта при промышленной переработке сульфидных материалов
2.2. Методика проведения исследований
2.3. Экспериментальное исследование сплавов в системе Си2БСо9Б
2.4. Исследование свойств меднокобальтовых сульфидных сплавов в системе СигБСодБз.
2.5. Исследование свойств меднокобальтовых сульфидных сплавов в системе Си2БСоБ.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРЕЗА ССоА в СИСТЕМЕ СоСиБ с ДОБАВКАМИ ЖЕЛЕЗА
3.1. Анализ свойств сульфидных сплавов на основе меди, кобальта 0 и железа
3.2. Исследование свойств меднокобальтовых сульфидных сплавов
в зависимости от условий получения
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СПЛАВОВ, ПРИНАДЛЕЖАЩИХ СИСТЕМЕ СоИГСиБ.
4.1. Анализ свойств сульфидных сплавов на основе никеля, меди и кобальта
4.2. Исследование свойств сплавов разреза МзБг Со9Б8.
в системе ИГСоБ
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ
СУЛЬФИДНЫХ РАСПЛАВОВ В СИСТЕМЕ Си2Со8.
5.1 Методы моделирования процесса охлаждения расплавов
с использованием численных методов решения уравнений модели.
и методов поиска экстремума.
5.2. Результаты моделирования процесса охлаждения расплавов.
в системе СиСо8 с применением программного комплекса.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В четвертой главе представлены данные, полученные в ходе экспериментальных исследований сульфидных сплавов на основе никеля, меди с добавками железа и кобальта; приведены результаты микроструктурного методов анализа исследованных сульфидных материалов; данные по микротвердости фаз; приведены результаты исследований пентландитовой фазы. Пятая глава посвящена моделированию процесса охлаждения сульфидных фаз с применением программного комплекса ЯеасЮр. ГЛАВА 1. Для обоснования поведения кобальта при переработке сульфидных медно-никелевых материалов необходимо подробно рассмотреть физикохимические свойства этого элемента. Занимая промежуточное положение между никелем и железом, кобальт проявляет подобие в химических, физических свойствах с этими элементами. Заряд ядра кобальта равен + , распределение электронов по орбиталям следующее: 2рбрб3с2 [1]. Характерными валентностями для кобальта являются: +1, +2, +3, +4. Однако, наибольшее число соединений кобальт образует, проявляя валентность +2. Для кобальта характерна кубическая кристаллическая решетка с параметром решетки равным 3, А [2,1]. В отношении физических и химических свойств кобальт больше приближается к никелю, чем к железу [3,2]. Р- модификацию, имеющую кубическую объемно-центрированную решетку, устойчивую при температуре выше 0°С. Обе модификации кобальта ферромагнитны. При температуре выше °С кобальт теряет свои ферромагнитные свойства, становясь парамагнетиком. Для гексагональной решетки кобальта характерны следующие параметры: а =3, А, с =4, А [5]. По данным литературных источников для кобальта характерна твердость по Бринелю Н0~ 4 кг/мм2, которая зависит как от кристаллического строения, так и от наличия примесей [1,2]. Для электролитического кобальта твердость значительно выше, она находится в пределах от 0 до 0 кг /мм2 [6,1,2]. Температура плавления по литературным источникам находится в пределах от °С до °С [7, 8-]. Кобальт образует непрерывные твердые растворы с металлами, близкими ему по величине атомных радиусов. В системе е-Со-№ образуется твердый раствор, характеризующийся наличием у-фазы с кубической гране-центрированиой решеткой и а-фазы с кубической объемно-центрированной [,1,2,3]. Кобальт в виде различных соединений входит в состав сульфидных, арсенидных, окисных руд. Из-за дефицита кобальта в последние годы стали разрабатываться малорентабельные месторождения, технологии по извлечению кобальта из вторичного сырья, в частности: шлифовальной пыли, шлама, металлического лома. Одним из источников получения кобальта являются залежи океанических конкреций, в которых по предварительным химическим оценкам содержится, (%) : МпОг - ,0; РегОз - , БЮг - , (ЬН+Си+Со-^п) - больше 2, остальное - Т1, Мо, РЗМ и др. Вследствие близости строения электронных оболочек, и, следовательно, близости параметров атомных радиусов, кобальт по минералообразова-нию ассоциируется с железом и никелем. Примерно % кобальта находится в пентландите, до % в пирротине и около 1% в халькопирите [1,2,6]. Ниже приводится примерный состав сульфидных медно-никелевых руд [-,6]. Таблица 1. Кобальт образует также ряд самостоятельных минералов, таких как: кобальтин, скуттерудит, линнеит и др. Свойства некоторых минералов приведены в таблице 1. Таблица 1. Скуттерудит СоАэз или (Бе,Со,0 Абз. Смальтин (Со,№) А. В сульфидных медно-никелевых рудах кобальт может изоморфно замещать в пентландите и в пирротине никель и железо вследствие однотипности кристаллических решеток этих металлов и близости их атомных радиусов. Существуют два способа переработки кобальтосодержащих руд -это пиро- и гидрометаллургический [6,1,2]. Сульфидные руды подвергаются обогащению. Полнота извлечения кобальта при обогащении сульфидных руд определяется полнотой выделения пснтландита. В результате обогащения получают медный и никелевый концентраты. Извлечение кобальта в медный концентрат составляет ~8-%, в никелевый - до %. Полученные в результате обогащения медный и никелевый концентраты в дальнейшем перерабатывают на медном и никелевом заводах. Большая часть кобальта идет на никелевый завод [-].