Исследование процесса обеднения конвертерного шлака никелевого производства восстановительно-сульфидирующими комплексами, содержащими алюминий

• Автор: Федичкин, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Анализ методов доизвлечения никеля и кобальта из шлаков и обоснование направления исследования

1.1. Классификация методов обеднения шлаков

1.2. Обеднение расплавов восстановительно сульфидирующими комплексами

1.3. Равновесие в штейношпаковых расплавах

1.4. Обоснование направления исследования

1.5. Выводы

2. Формы нахождения никеля и кобальта в конвертерных шлаках

2.1. Межфазное распределение металлов при конвертировании никелевого штейна

2.2. Обеднение конвертерных шлаков в электропечах

2.3. Термодинамическое моделирование фазового состава шлака
2.4. Фазовый состав шлаков и формы нахождения в них металлов
2.5. Выводы
3. Равновесие в никельсодержащих оксидно сульфидных расплавах
3.1. Расслаивание в системах i
3.2. Расслаивание в сульфидно металлических системах
3.3. Термодинамическое моделирование распределения элементов в оксидно сульфидных системах
3.4. Выводы
4. Обеднение конвертерных шлаков смесями 2
4.1. Кинетика обеднения шлаков алюминием
4.2. Взаимодействие сульфидов с металлическим алюминием
4.3. Массоперенос при обеднении шлака в электропечи
4.4. Выводы
5. Обоснование технологии переработки шлаков
5.1. Опытнопромышленные испытания электропечного обеднения шлаков с добавкой в состав шихты алюминийсодержащих шлаков
5.2. Переработка конвертерных шлаков методами обогащения
5.3. Обоснование предлагаемой технологической схемы.
5.4.Технико экономическая оценка переработки конвертерного шлака в шахтных печах и электропечах
5.5. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Достигнуть такого эффекта можно использованием для обеднения шлаков восстановительно-сульфидирующих комплексов [1]. Флотационные методы применяют для обеднения шлаков автогенной плавки медных концентратов. При флотации важное значение имеют формы и крупность сульфидно-металлических фаз в шлаке. Медленное охлаждение шлаков способствует формированию крупных кристаллов сульфидов, что повышает извлечение ценных металлов при флотации до %. К недостаткам процесса относится необходимость складирования и хранение хвостов флотации, а также затраты на измельчение материалов. Использование флотации для переработки шлаков никелевого производства требует обоснования и проведения поисковых работ. Данные опытно-промышленных испытаний [] магнитной сепарации отвальных шлаков шахтной плавки окисленных никелевых руд показывают, что в магнитный концентрат переходят и силикаты и корольки сульфиднометаллической фазы. Извлечение никеля в магнитную фракцию составляет - %, кобальта - 8,5-,5 %. Хвосты сепарации по своему составу почти не отличались от исходного шлака. Для извлечения свинца и цинка уже с -х годов прошлого столетия применяют вельц-процесс, в котором в твёрдой фазе восстанавливают шлак и отгоняют свинец и цинк. Вельцевание в барабанных вращающихся печах применяют для переработки твёрдых цинксодержащих шлаков и кеков[2,]. Богатые по цветным металлам шлаки можно перерабатывать гидрометаллургическим методом. Предложена технология [] переработки конвертерного шлака, содержащего, %: 2-8 Си, 0,2-0,8 Со, - Fe, - Si, 6- CaO, включающая охлаждение, измельчение и обработку серной кислотой совместно с сероводородом. При этом в раствор переходит - % железа и незначительные количества кобальта и меди. После фильтрации твердый осадок сушат, обжигают и выщелачивают с переводом в раствор меди и кобальта. В работе [] предложено извлекать никель и кобальт из конвертерных шлаков путем выщелачивания серной кислотой. Hamamci Candan, Ziyandanogullari Benin [] предлагают шлаки, содержащие 2, % меди и 0, % кобальта, подвергать сульфатизации посредством обжига с добавками (NH4)2S или H2SO4. При использовании серной кислоты извлечение меди в раствор составило %, а кобальта - %. Основными преимуществами гидрометаллургических методов переработки шлаков является высокая степень извлечения ценных компонентов, экологическая чистота процесса, возможность переработки шлаковых отвалов. К недостаткам таких процессов относятся: необходимость сооружения новых производственных мощностей, высокие затраты на измельчение и фильтрацию пульпы, а также сложность долговременного хранения шламов в отвалах. Используемые в настоящее время способы пирометаллургического обеднения шлаков основаны на принципе смены равновесий и включают обработку шлакового расплава восстановительно-сульфидирующими смесями из пирита, колчедана, кокса, угля и других материалов [2-]. При этом расходуется достаточно большое количество кокса и электроэнергии, что отражается на общей рентабельности производств и конкурентоспособности продукции. Совершенствование процессов обеднения представляется возможным путем оптимизации режима обеднения, проведения процесса в одну стадию, снижения потерь металлов с отвальным шлаком. Использование на стадии обеднения шлаков восстановительно-сульфидирующих комплексов (ВСК) позволяет [1] решить поставленную задачу. Эффективность применения ВСК на основе систем Fe-FeS2-C, Fe-FeS2-CaS-C для обеднения шлаков показана в работах А. И. Окунева с соавторами [-]. Расход энергоносителей при осуществлении-процесса может быть снижен почти в два раза, а извлечение ценных металлов в штейн повышено до - %. Определено, что состав ВСК следует варьировать с учетом свойств обедняемого шлака и местных условий (вовлечение в переработку полупродуктов производств и техногенного сырья). В качестве компонентов шихты предложено использовать пиритные огарки, железистые полупродукты вельцевания шлаков и кеков, флотационные пиритные концентраты, шламы, твердые шлаки и другие отходы, полупродукты металлургического и смежных производств.