Термодинамическая оценка системы цинк-железо-кремний-кислород с целью оптимизации состава шлаков медно-цинкового производства

• Автор: Белов, Валерий Маркович
• Шифр специальности: 05.16.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 212 c. : ил

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. И

1.1. Краткая характеристика медьсодержащего сырья . И

1.2. Краткая характеристика методов металлургической переработки медного и мдноцинкоеого сырья с позиций современных требований к металлургическому процессу 1

1.2.1. Пирометаллургические способы

1.2.1.1. Традиционные способы плэеки

1.2.1.2. НоЕые и разрабатываемые способы .

1.3. Физикохимическая сущность металлургических плавок 2.

1.4. Равновесия е металлургических системах .

1.4.1. Шлаковые системы

.4. Цинксодержащие шлаки .

1.4.1.1.1. Фазовые равновесия .

1.4.1.1.2. Термо,динамические характеристики .
Выводы по разделу
2. МЕТОДИКИ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ .
2.1. Синтез исследуемых шлаков
2.1.1. Синтез фаялита.
2.2. Хроматографический метод определения состава газовой фазы .
2.3. Методы, использованные для определения термодинамических характеристик компонентов расплавов .
2.3.1. Метод динамического равновесия между газовой и конденсированными фазами постоянного потока
2.3.2. Метод электродвижущих сил э.д.с. 4а
2.3.3. Сравнение взаимной достоверности опытных данных по активностям 2п0 , полученных
двумя методами
3. ОПРадЖМЕ ГРАНИЦ НАСЫЩЕНИЯ СШТЕШЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗОСИЛИКАТНЫХ РАСПЛАВОВ ОКИСЬЮ ЦИНКА .
3.1. Влияние структурных изменений железосиликатных расплавов на предельную растворимость окиси цинка
Л. Методика расчета приведенной суммарной
мольной доли кислорода ог
3.1.2. Влияние компонентов исследованной системы
на поведение цинка
3.2. Термодинамическая оценка взаимодействия окислов железа и цинка при насыщении гомогенных расплавов окисью цинка .
Выеоды по разделу .
4. АКТИВНОСТЬ ОКИСИ ЦИНКА В РАСПЛАВА СШТЕШЧЕСКИХ ШЛАКОВ
4.1. Влияние состава железосиликатных расплавов на активность окиси цинка
4.1.1. Активность окиси цинка в расплавах системы
2п0 РеО Ре0,5 Ог
4.1.2. Активность окиси цинка в железосиликатных расплавах в присутствии М0а
4.2. Влияние добавок типичных компонентов промышленных шлаков на активность окиси цинка
4.2.1. Окись кальция .
4.2.2. Закись меди
Выводы по разделу .
5. возможности оптимизации ттолошчжжих РЕЖИМОВ НА
ПРИМЕРЕ ПЛАВКИ МЕД0ЦИНК0В0Г0 СЫРЬЯ СПОСОБОМ ПЖВ
5.1. Оптимизация шлакового режима
5.1.1. Выход шлака и расход кварцевого флюса МО
5.1.2. Переход цинка и меди в шлаки
5.2. Взаимосвязь шлакового режима и теплового баланса плавки 4
5.3. Расчеты оптимального распределения цветных металлов между гомогенными продуктами плавки .
5.3.1. Влияние состава штейнов на потери извлечение цветных металлов
5.3.2. Влияние состава шлаков на потери цветных металлов . 4
Выводы по разделу 4
ОБЩИЕ ВЫВОДА ПО РАБОТЕ. 4
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Особое место среди сырьевых запасов медной подотрасли цветной металлургии занимают медноцинковые руда месторождений Урала, Восточного Казахстана и Северного Кавказа. Это связано с тем, что руд подвергается обогащению методами селективной флотации для получения концентратов металлов. Достижение высоких технологических показателей при переработке медноцинковых руд затрудняется рядом их физикохимических особенностей сложным вещественным составом, неоднородной и чрезвычайно тонкой взаимной вкрапленностью металлосодернащих минералов, неблагоприятным для селективной флотации соотношением меди и цинка и пр. Так, от общего количества компонентов сырья на предприятиях медной промышленности Урала ежегодно теряется с хвостами обогатительных фабрик и продуктами медеплавильных заводов в . А и , Ад . Ад II, а также других редких металлов 9. Одна из основных причин сложившегося положения несовершенство существующих технологических схем обогащения и последующих металлургических переделов. Среди разрабатываемых направлений усовершенствования обогатительных процессов весьма перспективным является, по нашему мнению, получение коллективных концентратов см. ДО. Металлургические методы переработки коллективных продуктов обогащения практически отсутствуют, хотя такое направление предлагалось Вольским А. Н. на конференции по медноцинковой проблеме Урала в году II. Внедрение этого направления в практику должно повысить сквозное извлечение ценных компонентов рудного сырья ,. Краткая характеристика методов металлургической переработки медного и медноцинкового сырья с позиций современных требований к металлургическому процессу. Характеристика медного сырья, непосредственно поступающего в металлургическую переработку, приведена в табл. Как видно из таблицы, сырье является сложным по составу, а переработка
Таблица 1. Содержание основных компонентов в коллективных сульфидных промпродуктах по данным Снурникова А. П. ДО и Лебедь Б. Компоненты Содержание в промпродуктах. Влага 8,0,0 ,2 8Д
концентратов возможна как пиро, так и гидрометаллургическими методами. Таблица 1. Переработка сырья в металлургии тяжелых цветных металлов осуществляется в основном пирометаллургическими методами плавкаш, услошо подразделяемыми на традиционные и новые способы. Ценные компоненты химические элементы исходного сырья при плавках претерпевают ряд физикохимических изменений и, в соответствии со своими свойствами, определенным образом распределяются между продуктами плавок штейном Си, Аи, Ад или металлом . Ре, V, , газами 5 и возгонами 2и, РВ. Эта группа включает наиболее распространенные в мировой практике отражательную, шахтную и электротермическую плавки. С позиций современных требований к металлургическому процессу, сформулированных Ванюковым А. В. с сотрудниками, наиболее
несовершенной представляется отражательная плавка, с применением которой в мира перерабатывается сульфидного медьсодержащего сырья. Д5. Таблица 1. СиРгг. Шахтная плавка применяется в цветной металлургии ранее других видов плавки. Этим способом производятся большие количества 1, РЕ, Зи, Си и других металлов. Так, свинца в шахтных печах выплавляется мирового производства. Таблица 1. Завод Коли чест во, тыс. Содержание, мае. Карабашский 2,5 0,3 1. Карсакпай ский 1. В настоящее время традиционное исполнение способа совершенствуется сотрудниками ШЩВЕТМЕТа на основе применения кислорода и природного газа, достижений в окусковании мелкозернистых медьсодержащих материалов. Полупромышленные испытания разных видов сырья, в том числе и медноцинкового дали обнадеживающие результаты, свидетельствующие о широких потенциальных возможностях способа в свете современных требований Д8. Электроплавка медьсодержащего сырья получила широкое распространение в середине XX столетия после создания соответствующей базы электроэнергетики. Преимущества электричества перед другими источниками тепла очевидны. С технологической точки зрения достоинством способа является преобразование электрической энергии в тепловую в объеме расплава, так как перерабатываемый материал или продукты участвуют в процессе как тела сопротивления. Электроплавка медноцинкового сырья разработана под руководством Лакерника М.