Ресурсосберегающая технология получения литейных оловянных бронз специального назначения из минеральных концентратов при углетермическом процессе в расплавах солей щелочных металлов

• Автор: Комков, Вячеслав Григорьевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 256 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Анализ существующих технологий получения меди и олова из

минеральных концентратов

1.1.1. Предварительная обработка оловянных и медных концентратов

1.1.2. Технология получения олова и меди из концентратов

1.2. Влияние легирующих элементов на структурообразованис и специальные свойства оловяннистой бронзы жаростойкость, износостойкость, коррозионностойкость

1.2.1. Влияние легирующих элементов на природу металлических

1.2.2. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства

1.2.3. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства оловянной бронзы

1.3. Заключение и выводы. Постановка задач исследования
Глава 2. Методики исследования и основные характеристики применяемых материалов
2.1. Методы исследования для определения кристаллизационных параметров
2.2. Метод термического анализа на дериватографе СИ ООО для исследования жаростойкости
2.3. Минералогические составы медных и оловянных концентратов ДВ региона и применяемые материалы
2.4. Выбор легирующих элементов для повышения функциональных свойств оловянной бронзы
2.4.1. Выбор легирующих элементов для повышения коррозионностойкости оловянной бронзы
2.4.2. Выбор легирующих элементов для повышения антифрикционных свойств оловянной бронзы
2.5. Исследования коррозионностойкости
2.6. Исследование износостойкости
2.7. Методика измерения теплопроводности
2.8. Элементнофазовый и рентгеноструктурный анализы
2.9. Исследование антифрикционных свойств Глава 3. Исследование и разработка технологии получения черновых
меди и олова из минеральных концентратов Дальневосточного региона
3.1. Разработка температурновременных режимов обжига сульфидного концентрата меди
3.2. Физикохимические основы обжига медного концентрата
3.3. Термодинамика процесса восстановления олова и меди углетермическим способом
3.4. Термодинамический процесс восстановления олова и меди алюминотсрмическим методом
3.5. Технологические основы получения меди и олова из соответствующих минеральных концентратов
3.5.1. Технология получения меди и олова из минеральных концентратов электродуговым способом
3.5.2. Совершенствование технологии получения олова из касситеритовых концепиратов Дальневосточного региона углетермическим способом
3.5.3. Термический анализ восстановительной реакции
3.5.4. Элементнофазовый и рентгеноструктурный анализы конечной продукции Сии Бп
3.5.5. Исследование воздействия наносекутдных
электромагнитных импульсов НЭМИ па процесс углетермического восстановления касситеритового концентрата в ионном расплаве
3.6. Исследование процесса восстановления олова методом алюминотермии
3.7. Исследование и разработка безотходного оловоперерабатывающего производства
3.7.1. Исследование возможности получения медножелезных
сплавов на основе железорудных концентратов
3.7.2 Исследование и разработка технологии получения железомедных сплавов углетермическим способом в
расплавах солей из железомедного концентрата
3.7.3 Исследование и разработка технологии утилизации отходов гальванического производства методом углетермии в ионных
расплавах
3.8 Выводы
Глава 4. Исследование влияния легирующих элементов на строение жидкой фазы, процессы кристаллизации и структурообразования, физикомеханические и эксплуатационные свойства меди и оловянной бронзы
4.1. Исследование влияния олова на строение расплава и процесс кристаллизации меди
4.2. Исследование влияния других легирующих элементов на строение расплава, процесс кристаллизации меди
4.3. Исследование влияния легирующих элементов на строение расплава
и процесс кристаллизации оловянной бронзы Си6,0 мас. Эп
4.4. Исследование влияния легирующих элементов на
структурообразование меди
4.5. Исследование влияния легирующих элементов на
структурообразование оловянной бронзы
4.6 Исследование влияния легирующих элементов на физикомеханические свойства меди и оловянной бронзы 6,0 мае. 8п
4.6.1 Медь легирующие элементы
4.6.2 Оловянная бронза 6,0 мае. , легирующие элементы
4.7. Исследование влияния легирующих элементов на эксплуатационные свойства меди и оловянной бронзы 6,0 мае. 8п
4.7.1. Коррозионостойкостъ
4.7.2. Жаростойкость
4.7.3. Исследование влияния легирующих элементов на износостойкость оловянной бронзы Си 6,0 мае. 8п
4.8. Выводы
Глава 5. Оптимизация химических составов комплекснолегированных оловянных бронз функционального назначения и их модифицирование
5.1 Симплексный метод планирования
5.2. Матрица планирования эксперимента для повышения антифрикционных свойств и износостойкости оловянной бронзы
5.3. Матрица планирования эксперимента для повышения коррозионностойкости оловянной бронзы
5.4. Матрица планирования эксперимента для повышения жаростойкости оловянной бронзы
5.5. Исследование влияния модифицирования износостойкой оловянной бронзы на процессы ее кристаллизации, структурообразования и свойства
5.6. Выводы
Общие выводы по диссертационной работе
Список использованных источников


Недостаток угля в шихте ухудшает состав шлака, так как невосстановленная окись железа ез образует с , , и другими основаниями ферриты, которые растворяются в шлаке, повышая его тугоплавкость и вязкость 4. Высокое содержание железа в черновом олове свидетельствует об излишке восстановителя или же о недостатке в шихте и, наоборот, повышенное содержание олова в шлаке о недостатке восстановителя или же избытке в шихте. Сера, находящаяся в угле, вредна тем, что соединяется с оловом и образует летучее соединение , которое удаляется вместе с печными газами. Зола угля сплавляется со шлакообразователями, делая шлак тугоплавким и вязким, так как увеличивает в нем содержание окиси кремния и А . В результате восстановительной плавки оловянных концентратов получается черновое олово, шлак и пыль, улавливаемая из отходящих газов в электрофильтрах . При такой плавке, первичное извлечение олова в черновой металл в переплавленном концентрате приведено в табл. Очищенное олово разливают в чугунные изложницы. Таблица 1. Содержание 8п в концентрате, Содержание 8п в черновом олове,
,0,
Для выплавки олова применяются отражательные и электрические печи. Электрические печи применяются в том случае, если концентраты богаты оловом и содержат мало примесей 4. Шлак, полученный от восстановительной плавки концентрата в электрических и отражательных печах, так называемый первый шлак, содержит 4 олова. Выход олова в шлак составляет в зависимости от качества концентрата и состава шихты. Средний химический состав первого шлака 8п ,5 8Ю2 СаО до РеО и А . После выпуска чернового олова, в течение мин. В основном в шлаке олово находится в виде силикатных форм 8п2 и Бп форма олова в шлаках связана с их основностью . Методом ЯГР в сочетании с методами рентгенофазового анализа и ИКспектроскопии изучено состояние олова в силикате олова II и в богатых по олову электропечных шлаках, подвергнутых отжигу без доступа воздуха в течение 1 ч до температур С. Показано, что характер фазовых превращений в силикате и шлаках проявляется поразному. Силикат олова дисгропорционирует с образованием металлического олова и диоксида олова, а в шлаках олово из стеклообразной силикатной фазы переходит в кристаллическую фазу, предположительно пироксснового типа. При более высоких температурах обжига 0, С данная фаза исчезает, а в продуктах термообработки обнаруживается металлическое и силикатное олово . Часть олова уходит вместе с печными газами в виде пыли. Выход олова в пыль иногда доходит до от загружаемого с шихтой. Восстановительная плавка оловянных концентратов в электрических печах ведется при более высокой температуре, чем в отражательных. В электрических печах плавят более богатые оловом концентраты и более чистые содержание железа допускается не более 2. Так как в электрической печи сильно восстановительная атмосфера и высокая температура, следует ограничивать содержание железа в шихте, чтобы не получилось много гартлинга 4. Описанный выше метод получения олова из касситеритового концентрата является наиболее распространенным. Именно этим методом в было получено олово в нашей стране, поэтому данная технология насчитывает уже более лет и до сих пор применяется на некоторых оловоперерабатывающих заводах. Это можно объяснить дешивизной данного метода. Однако если в начале прошлого века, когда мировые запасы олова казались безграничны и нескончаемы, получение олова именно этим способом проводилось повсеместно. Ближе к концу века запасы олова стали истощаться, цены на мировом рынке начали расти и сегодня уже редко в каком доме найдешь оловянного солдатика. В связи с такой тенденцией мировая оловодобывающая промышленность вынуждена искать пути более полного извлечения олова из природных минералов. Это не означает что данная технология изжила себя и не должна применяться, но она нуждается в совершенствовании, направленном на более полное извлечение металла и уменьшение примесей. Способ извлечения олова или других цветных металлов из низкокачественных руд, концентратов или минеральных смесей, содержащих главным образом железосульфидные минералы , заключается в следующем.