Исследование, разработка и внедрение технологии электроплавки техногенного никельсодержащего сырья

• Автор: Ермаков, Игорь Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 201 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Пирометаллургическая переработка вторичного сырья, содержащего медь, никель и кобальт литературный обзор
1.1. Переработка вторичного сырья и промышленных отходов в пирометаллургическом производстве цветных металлов
1.2. Производственный опыт усовершенствования работы руднотермических электропечей, перерабатывающих сульфидные медноникелевые материалы

1.2.1. Энерготехнологический режим

1.2.2. Потери цветных металлов с отвальными шлаками

1.3. Заключение по главе

2. Исследование состава и физикохимических свойств шихты РТП

2.1. Металлсодержащая шихта электроплавки

2.2. Физикохимическое исследование озерных илов и импортных концентратов

2.2.1 Рентгенофазовый анализ
2.2.2. Термогравиметрические исследования илов
2.2.3. Исследования проб илов и импортных концентратов методами РЭМ и РСМА
2.3. Заключение по главе
3. Исследование и освоение элсктроплавки техногенного сырья
3.1. Электропсчная установка и методика проведения работы
3.2. Начальный период освоения плавки нового сырья
3.3. Исследование режима и расчет рационального рабочего напряжения РТП при переработке илов
3.4. Исследование и освоение плавки илов на модернизированных печных трансформаторах
3.5 Опытно промышленные испытания работы РТП
на пониженной ванне
3.6. Анализ производственных данных работы РТП
с использованием методов математической статистики
3.7. Режимная карта процесса переработки
техногенного сырья на РТП
3.8. Заключение по главе 3
4. Исследование физикохимических свойств продуктов электроплавки
4.1. Исследование термодинамических свойств медноникелевых штейнов с повышенным содержанием меди и никеля методом высокотемпературной массснектрометрии
4.1.1. Методика массспектрометрических исследований штейнов
4.1.2. Результаты массспектрометрических исследований штейнов 1И
4.2. Исследование фазового состава продуктов элеюроплавки
4.2.1. Исследование форм потерь цветных металлов
в отвальных шлаках
4.2.2. Исследование фазового состава штейнов при электроплавке отечественного и импортного сырья
4.2.3. Исследование фазового состава пылей электроплавки техногенного сырья совместно с отечественной рудой
и импортными концентратами
4.3. Заключение по главе 4
5. Совершенствование энерготехнологического режима и конструкции электропечи для переработки техногенного сырья
5.1. Направления совершенствования режима РТП и
технологии переработки техногенного сырья
5.2. Направления совершенствования конструкции РТП
5.3. Расчет параметров и показателей плавки техногенного
сырья для усовершенствования технологии и конструкции печи
5.3.1. Инженерные методы расчета РТП
Ф 5.3.2. Математическая модель для расчета параметров и
показателей РТП с учетом перспектив усовершенствования процесса плавки и конструкции печи
5.3.3. Результаты расчета показателей плавки при условии реализации новых разработок
5.4. Заключение по разделу 5
Общие выводы по работе
Список использованных источников


Некоторые заводы, производящие первичный никель с применением пиромсталлургической технологии, прикладывали усилия для закупки скрапа с высоким содержанием никеля и кобальта. Переработка скрапа с высоким содержанием кобальта может быть очень выгодной для плавильного никелевого завода, учитывая, что на ранних стадиях процесса поведение кобальта очень близко к никелю. Канадские производители никеля в Садбери перерабатывают высококобальтовый скрап совместно с никелевым сырьем. Благодаря использованию такого скрапа увеличивается производство и извлечение как никеля, так и кобальта при снижении энергетических затрат . В России в ГНЦ РФ Гинцветмст разработана технология бссштсйновой, бессодовой элсктроплавки аккумуляторного лома , которая представляет интерес для создания рациональной, малоотходной схемы переработки вторичного сырья. Там же предложена переработка техногенного медь и цинксодержащего сырья в реконструированных электропечах постоянного тока и проведены промышленные испытания на печи мощностью 9 МВт с объмом переработки тыс. Втчт шихты . На Режском никелевом заводе, несмотря на то, что основной производ ственный процесс на предприятии осуществляется в шахтных печах, отходы перерабатывают в отдельном цехе по самостоятельной технологической схеме в электропечи ДСП6Н2 2. Это в очередной раз подтверждает, что именно электропечи удобно использовать в качестве основных пиромсталлургических агрегатов при переработке производственных отходов. Однако технология извлечения никеля в ферроникель, применяемая на Режском заводе, не позволяет извлекать кобальт, хром, вольфрам и молибден они теряются с отвальными шлаками. Тем не менее, известен ряд работ, предусматривающих извлечение всех ценных компонентов, содержащихся в отходах. В е годы институтом металлургии Уральского научного центра АН СССР и Режским никелевым заводом разработана схема переработки вторичного металлического сырья, содержащего никель, кобальт, железо и легирующие металлы, позволяющая извлекать как никель, так и кобальт. В общем варианте схема включает окисление и перевод в шлак легирующих металлов хром, вольфрам, молибден и др. Промышленные испытания этой схемы выполнены на электропечи ДСП 6Н . Одним из способов переработки никельсодержащих сложнолегированных отходов является плавка их с сульфатами щелочных металлов, разработанная также Уральским Институтом металлургии АН СССР. Если никельсодсржащсс вторичное сырь в соответствии с ГОСТ подразделяют на классы, группы и сорта, то отходы производства, имеющие техногенное происхождение, государственной классификацией не охвачены. Переработка никельсодержащих отходов производится большей частью на никелевых предприятиях первичной металлургии по основной технологической схеме. Учитывая, что природные ресурсы сокращаются, а их добыча и транспортировка усложняются и становятся вс более дорогими, в настоящее время все больше ведуг поиск таких технологических процессов, которые направлены на экономию первичного сырья. В производство, помимо различных отходов промышленности, вовлекается новое широко доступное, малоценное, неустойчивое по составу сырь. Таким видом сырья безусловно являются техногенные массивы. Однако подавляющее большинство накопленных техногенных массивов в РФ почти нигде, кроме единичных предприятий, не используется. Так, на Норильском горнометаллургическом комбинате НГМК применяются гранулированные отвальные шлаки руднотермических электропечей РТП для закладки горных выработок на рудниках, отсыпки местных дорог в зимнее время, производства асфальта и в строительстве . Кроме этого, в металлургическое производство НГМК вовлечены складированные ранее в качестве лежалых отходов пирротиновые и магнетитовые концентраты обогатительных фабрик. Учитывая необходимость вовлечения в металлургическое производство вместе с техногенным сырьем оборотов собственного производства и вторичных отходов, а также неоднородность подобного рода материалов, для их переработки приходится использовать в голове процесса плавильные мощности.