автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Физико-химическое обоснование и разработка процесса плавки сульфидного медного концентрата разделения файнштейна на получерновой металл

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Термодинамические свойства системы медь-сера.

1.2.Термодинамические свойства системы медь-кислород

1.3.Термодинамические свойства системы медь-сера-кислород. //

1.4. Взаимодействия в системе медь-сера-кислород.

1.5. Система никель-сера-кислород. /

1.6. Система медь-никель-сера.

1.7. К вопросу о переработке никельсодержащих медных концентратов.

1.8. Использование силико-калыдаевых шлаков в процессе плавки.

1.9. Автогенные процессы переработки медно-никелсвого сырья.

1.10. Постановка задачи работы

Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методика исследования макрокинетики взаимодействия сульфидных расплавов меди с окислительными газовыми средами.

2.2 Методика исследования макрокинетики взаимодействия капельно-жидких образцов сульфидных расплавов меди с окислительными газовыми средами. •

2.3 Методика проведения укрупненно-лабораторных исследований.

2.4 Объекты исследования, их синтез и анализ. A

Выводы по главе 2.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С КИСЛОРОДОМ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНЫХ РАСПЛАВОВ.

3.1 Особенности макрокинетики окисления сульфидных расплавов меди кислородом газовой фазы. ^

3.2 Влияние расхода окислительной газовой смеси на макрокинетику окисления сульфидных медных расплавов.

3.3 Влияние температуры на макрокинетику окисления сульфидных медных расплавов.

3.4 Влияние парциального давления кислорода в газовой фазе на макрокинетику окисления сульфидных медных расплавов.

3.5 Микроскопический анализ.

3.6 Термодинамические аспекты окисления сульфидного медного расплава.

3.7 Оценка термодинамических свойств сульфидных расплавов меди в процессе их квазиравновесного окисления.

3.8 Исследование влияния температуры и состава на макрокинетику окисления медно-железных сульфидных расплавов

3.9 Исследование окисления сплавов системы медь-железо-сера методом бестигельной плавки. 7?

3.10 Исследование влияния температуры и состава на макрокинетику окисления медно-никелевых сульфидных расплавов.

Выводы по главе 3. Qj

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МАКРОКИНЕТИ4ЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИД! ГЫХ

РАСПЛАВОВ МЕДНОГО КОНЦЕНТРАТА РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЙ11ШТЕЙТ1А КИСЛОРОДОМ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ.

4.1 Методика проведения экспериментальных исследований.

4.2 Основные результаты экспериментальных исследований. Q?

4.2.1 Макрокинетические закономерности окисления сульфидных расплавов медного концентрата. 8?

4.2.2 Влияние расхода окислительной газовой смеси на макрокинетические параметры процесса окисления расплава концентрата.

4.2.3 Влияние температуры на макрокинетические параметры процесса окисления расплава концентрата.

4.2.4 Микроскопический анализ образцов продуктов окисления расплава концентрата, закаленных на различных стадиях окислительного взаимодействия.

4.2.5 К вопросу механизма окисления сульфидных расплавов медного концентрата кислородсодержащим газом.

Выводы по главе 4. //

Глава 5. РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ОСНОВ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЛАВКИ МЕДНОГО КОНЦЕНТРАТА РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЙНШТЕЙПА.

5.1. Исследование десульфуризационной способности безжелезистых силико-кальциевых шлаков относительно расплавов сульфида меди.

5.2. Исследование десулъфуризации безжелезистого кальций содержащего шлака в условиях его продувки кислородом.

5.3. Исследование перехода серы в шлак при плавке медного концентрата разделения файнштейна в укрупненно-лабораторных условиях.

5.4. Пилотные укрупнённо-лабораторные испытания процесса плавки медного концентрата разделения файнштейна.

Выводы по главе 5.

По традиционно используемой на предприятиях РАО "Норильский Никель" технологии переработка никельсодержадего сульфидного медного концентрата флотационного разделения файнштейна включала его отражательную плавку на штейя с последующим конвертированием последнего до кондиционной черновой меди.

Наметившаяся в последнее время тенденция организации пзямо автономной плавки концентрата в стационарных закрытых агрегатах позволяет решить проблему утилизации отходящих сернистых газов в условиях получения получернового металла.

Решение этой технологической задачи в настоящее вэемя реализуется в двух направлениях, предусматривающих плавку концентрата на штейн в печи барботажного типа (ПВ) под слоем наводимого безжелезистого шлака (Норильский комбинат) f в вертикальном конвертере с получением железосиликатного шла са и получерновой меди (комбинат "Североникель).

В обоих вариантах плавки процесс имеет окислительный характер, в котором объёмное соотношение между сульфидной штейновой, металлической и шлаковой фазами может изменяться в достаточно широком диапазоне в зависимости от параметрических и режимных характеристик процесса, определяемых в каждом конкре тном случае требованиями экологии и решаемых производственных задач дальнейшей переработки шлака и получернового металла.

Исходя из общетеоретических физико-химических представлений процесс окислительной плавки медного концентрата протекает с образованием получерновой по содержанию никеля и :еры металлической меди с возможным доведением последней до кондиционного состава только после полного исчезновения сульфидной штейновой фазы при последующем рафинировании металлического расплава, сопровождаемого образованием сухого никелевого шлака, вывод которого из стационарных закрытых печных агрегатов явл5 ется технологически труднореализуемым мероприятием.

В этой связи для организации технологии переработки концентрата в условиях режимно-параметрического обеспечения получения получерновой меди оптимального состава требуется проведение глубокого детального научного обоснования процесса, предполагающего изучение основных физико-химических закономерностей протекания реакционных взаимодействий, касающихся: влияния температуры, интенсивности и окислительного потенциала подаваемого в сульфидный расплав дутья на прсцесс десульфуризации последнего;

- поведения примесных компонентов сульфидного медного расплава (никеля, железа, кобальта) в процессе его окисления;

- распределения примесных металлов между сульфидной и металлической медными фазами;

- выявления условий формирования сухого никелевого шлгка и его компонентного и фазового состава.

Проведение подобных исследований позволит вьдать необходимые технологические рекомендации по организации производства переработки концентрата как с позиций получения получерновой меди необходимых компонентных кондиций, так и шлака на стадии последующей её рафинирующей конвертерной доводка: до черновой, который с целью прямого повышения извлечения цветных металлов (Ni, Со, Си).может быть легко переработан гидрометаллургическими методами. В аспекте изложенной проблемы определялись цели и решались задачи поставленной работы.

Общие выводы по работе:

1. Применительно к технологической задаче плавки сульфидного медного концентрата разделения файнштейна на черновой металл проведён физико-химический анализ основных макрокинетических закономерностей взаимодействия с кислородом газовой фазы расплавов сульфида меди в зависимости от их состава, температуры, расхода дутья и его окислительного потенциала.

2. Установлено, что процесс десульфуризации стехиометрических (Cu2S) и легированных добавками (Ni3S2) и (FeS) расплавов, отвечающих по составу области гомогенности халькозинового твёрдого раствора, протекает в две стадии, линейно зависящие от времени и величины окислительного потенциала; при установленной функциональной зависимости скорости окислительного взаимодействия от расхода дутья (V=DQ) и низких значениях рассчитанных величин кажущихся энергий активаций протекание процесса десульфуризации лимитируется диффузией кислорода в пограничном с расплавами газовом слое.

3. Показано, что на первой стадии окисления сульфидные расплавы меди теряют серу, металлизируются и насыщаются кислородом вплоть до достижения границы расслаивания сульфидного и металлического расплавов, определяемой температурой, парциальными давлениями компонентов газовой фазы и содержанием примесных составляющих; на второй стадии десульфуризация сопровождается выделением самостоятельной фазы металлического медного расплава и предварительно аккумулированного кислорода.

4. Выявлено, что в исследованной области изменения температур (1200-1400 °С), величин парциальных давлений кислорода в газовой фазе (0.12-0.3 атм.) и её расхода процесс жидкофазного окисления сульфидных расплавов меди протекает с образованием поверхностного ликвационного слоя, насыщенной кислородом оксисульфидной жидкости, отвечающей составу тройной эвтектики системы Cu-S-O, содержащей, мас.%: до 3.4-4.0 кислорода, 13.2-14.0 серы, остальное - медь; установлено, что объём стационарно присутствующей оксисульфидной жидкости возрастает по мере протекания процесса десульфуризации сульфидного расплава, достигая максимума после полного исчезновения последнего; в условиях реакционно достигаемого контакта жидких металлической и оксисульфидной фаз окисление последней сопровождается локальным возрастанием содержания двуокиси серы в газах, свидетельствующем об окончании десульфуризации и начале прямого окисления расплава металлической меди.

5. Показано, что окисление сульфидных расплавов меди системы Cu2S-FeS (CU2S-M3S2) в пределах составов высокотемпературной границы области гомогенности халькозина протекает с одновременным окислением металлов; десульфуризация железосодержащих сульфидных расплавов меди на первой стадии окислительного взаимодействия сопровождается формированием силикатного шлака на основе железа с протеканием её на второй стадии путём как прямого кислородом, так и косвенного шлаком окисления сульфидного расплава; десульфуризация никельсодержащих сульфидных расплавов меди на обеих стадиях процесса окисления протекает путём взаимодействия серы с содержавшимся в них растворённым кислородом.

6. В области температур 1200-1400 оС проведён анализ макрокинетических закономерностей поведения сульфидных расплавов медного концентрата разделения файнштейна при окислении их воздушным дутьём; показано, что процесс окислительного взаимодействия наследует характер окисления чисто медных сульфидных расплавов, с присущими для последних признаками стадийности; установлено, что в зависимости от присутствия флюсующих добавок на первой стадии процесса за счёт преимущественного окисления железа и частично никеля происходит образование жидкого силикатного или ферритного шлака, сопровождаемого десульфуризацией, металлизацией и насыщением сульфидного расплава меди кислородом; образование сухого никелевого шлака на основе оксидов никеля и меди установлено на заключительном этапе процесса десульфуризации при полном исчезновении сульфидного расплава, завершающимся окислением буферной сульфидной жидкости, свидетельствующем о начале окисления металлического расплава меди.

7. Проведён анализ реакционного поведения расплавов сульфида меди в окислительных газовых средах в присутствии безжелезистых силико-кальциевых шлаков; установлена низкая растворимость серы (0.03-0.05 мас.%) в шлаках с возрастанием её величины на порядок при наличии добавок углерода; рассчитаны значения величин энергии активации, энтальпии и энтропии перехода серы из сульфидного расплава в шлак, из которых следует, что процесс носит диффузионный характер и связан с большими энергетическими.

8. В исследованной области температур (1200-1400 оС) проведена оценка процесса десульфуризации предварительно насыщенных серой силико-кальциевых шлаков при воздействии на них кислородсодержащего дутья; сравнительным анализом установлена энергетическая равноценность процессов перехода серы в шлак и её последующего окисления кислородом с существенно преобладающей интенсивностью протекания последнего.

9. Проведены пилотные укрупнённо-лабораторные испытания процесса окислительной плавки сульфидного медного концентрата (1400 °С 21-40 об.% 02) в присутствии наведённого силико-кальциевого шлака (Ca0/Si02l 11) и добавок углеродистого восстановителя (графитовые контейнеры); установлено, что в условиях стационарно образующихся при плавке сульфидной и металлической фаз меди штейновая преимущественно обогащается железом, медь - никелем с практически равномерным распределением кобальта между ними; определены величины коэффициентов распределения этих металлов с оценкой их балансового выхода в продукты плавки.

10. Показано, что в условиях существования трёх жидких фаз (шлаковой, штейновой и металлической) и присутствия твёрдого восстановителя (углерода) металлическая медь содержит, мас.%: до 8-8.5 Ni, 2 Fe, 0.1 Со, 2-2.5 S и является получерновой: при среднем содержании в шлаках, мас.%: 0.52 Си, 0.15 Ni, 0.88 Fe, 0.02 Со и 0.31 S их состав не зависел ни от объёмного соотношения сульфидной и металлической фаз, ни от величины окислительного потенциала подаваемого в них кислородсодержащего дутья; установлено, что присутствующие в шлаках цветные металлы находятся в них в виде гетерофазных металлических включений на основе железа, которые переходят в сульфидную фазу, металлизируя её, вследствие появляющихся эффектов коагуляции.

11. На основании результатов выполненных физико-химических исследований применительно к задачам производства Норильского ГМК проведены расчёты материального и теплового балансов совмещённого окислительно-восстановительного варианта

Заключение.

Организация разработанного процесса плавки медного концентрата разделения файнштейна на действующей на НМЗ НГМК печи ПВ-6,2 с получением сырой получерновой меди и последующей её доводкой до черновой в конвертерах позволяет решить ряд проблем технико-экономического и экологического характера, направленных на повышение технологической эффективности и коммерческой рентабельности производства меди и никеля.

Плавка концентрата в ПВ с добавками твёрдого восстановителя в присутствии нейтрального шлака многократного использования позволит предельно сконцентрировать никель и кобальт в металлическом расплаве меди с максимальным выводом их в сухой никелевый шлак на переделе её конвертерной доводки до черновой с целью его последующей гидрометаллургической переработки. В масштабе рассматриваемой модернизации процесса плавки утилизация отходящих сернистых газов позволит дополнительно получить в виде товарной продукции до 40 тыс.т элементарной серы в год, а также избежать дополнительных расходов, связанных с наложением на предприятие штрафных санкций за нарушение экологических норм. Прямая гидрометаллургическая сернокислотная переработка получаемых сухих никелевых шлаков с селективным извлечением из них меди позволяет повысить сквозное извлечение кобальта, улучшить качество файнштейна и концентратов его флотационного разделения.

1. Hansen М. Constitution of Binary Alloys. McGraw-Hill, 1958.

2. Elliot R.P. Constitution of Binary Alloys, f Supplement. McGrow-I fill 1965.

3. Johansen P., Vollmer П. // Z. Erzbergban., Metallhuettenwes, 1960, Bd. 13, S. 313-322.

4. Хансен M., Андерко К. Структуры двойных сплавов. Т.2 М.: Металлургиздат, 1962 - с. 663-666.

5. Эллиот Р. П. Структура двойных сплавов. Т. 1 М: Металлургия, 1970 - с. 387-389.

6. Шанк Ф.А. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургия, 1973 -с. 315.

7. Ruhl W., Sauer Е. /7 Ber. Oberhess. Ger. Natur. Ileilkunde Giessen, Naturwiss Abt., 1957, № 28, p. 35-47.

8. Djurle S. /7 Acta Chem. Scand., 1958, № 12, p. 1415-1426.

9. Weherfitz V. HZ. Phys. Chem., 1960, № 26, p. 339-358.

10. Kellogg П.П. // Can.Met.Quart., 1969, v.8, №1, p.3-23.

11. Dumon A., Zichanot A., Gromb S. // J. Chirn. Phys. Et phys.-chirn. Biol., 1974, v. 71, №3, p. 407-41 1.

12. Ondar J. /7 C. R. Acad. Sci. Paris, 1959, v. 249, p. 259-261.

13. Schuhmann R., Moles O. W. /7 Trans. A1ME, 1951, v. 191, p. 235241.

14. Schmiedl J., Repcak V., Cempa S. // Trans. Inst. Mining and Met., 1977, №6, p. 88—91.

15. Быстрое В. П. Исследование фазовых равновесий, свойств фаз и взаимодействий в сульфидных ситемах, характерных для производства тяжелых цветных металлов: Дис. . д-ра техн. наук. М.: 1975.

16. Jensen Е. // Norske Videnskaps-Akad. Oslo. Mat.-Natur. Kl., 1947,1 "7 т т? т —л in vv. *> г- 1 "> п1 / . Ы1НЛ1 J . Г . // 1V1CI. 11ЦПЛ. 1 V / О, vOl. /О, JV2 J, p. 1/--JJ.

17. Sudo К. // Sci. Repts Res. Inst. Tohoku Univ. 1950, v. A2, p. 513.

18. Richardson I7., Antill J. // Trans. Faraday Soc. 1955, v. 51, p.22—23.

19. Cox E. // Trans. AIME, 1949, v. 185, p. 27—31.

20. Sudo K. // Bull. Res. Inst. Miner. Dressing and Met. (Japan), 1954, v. 10, p. 45-56.

21. JANAF Thermoehemica! Tables, PB 168370 (1964) and PB 168370— 1 U. S. Dep. Commerce. Nat. Bur. Stand., 1965.

22. Gerlach J., Osterwald J, Stichel W. /7 Z, Mettalk., 1968, b.59, s.576-579

23. Kuxmann V., Kurre K. HZ. Erzmetall, 1968, Bd.21, s. 199-209.

24. Scow П.Р., Biswas A.K. // Proc. Australias Inst. Mining Metal., 1973, v. 245, p.39-45.

25. Fischer W.A., Ackermann VV. // Archiv fur das Eisenhuttenwesen, 1966, Bd.37,11.1, s.43-47.

26. Taskinen P. // Scand. Journal of Mettallurgy, 1984, № 13, p.75-82.

27. Schmid R. H Met. Trans., 1983, v,14B, 9, p.473-481.

28. Kuxmann V., Benecke T. // Erzmetall, 1966, Bd. 19,11.5, s.215-221.

29. Kitano M. // J.Japan Inst. Metals, 1964, v.28, p.856-866.

30. Schmiedl J., Stofko M., Repcak Y. //Neue Mutte, 1971, Bd. 16,11.7, s.390-395.

31. Yazawa A., Azakarni T. // Can.Met.Quart., 1969, v.8, 3, p.257-261.

32. Gerlach J., Kleist II.G., Mager K. // Metallwiss. und Technik. 1965,

33. T-> J П TI П . 1С 1(1 L5U.7, 1 1.11,

34. Gerlach J., Kantzer K.P., Pawlek F. // Metallwiss. und Technik., 1963, Вв. 17, H I 1, s.12-15.

35. Sano K., Sakao II. /7 J.Japan Inst. Metals, 1955, N 19, s.504.-/6336. Кожахметов СМ., Яковлев В.В., Новожилов А.Б., Булгакова Г.Ф. // Вести. AIT КазССР, 1978, №2 с.39-44.

36. Сергии Б.И., Есин О.А, Лепинских Б.М. // Изв.АН СССР, Металлургия и горное дело, 1963, №1 е.87-90.

37. Сергин Б.И., Есин О.А., Лепинских Б.М. // Изв.АН СССР, Металлургия и горное дело, 1964, №2, с.45-50.

38. Karwan Т. // Rudy i Metale Niezelazne, 1965, № 1, s.3-10.

39. Сергин Б.И., Есин О.А., Лепинских Б.М. Исследование кинетики взаимодействия сульфидов с окислами методами анодной поляризации и электрокапиллярного движения. // Сб.: Физическая химия расплавленных шлаков. Киев: Наука, 1970 с.61-71.

40. Зинград М.И., Бармин Л.И. // Изв.ВУЗов. Цв.металлургия, 1971, №6 с.28-33.

41. Кожахметов С.М., Онаев И.А., Лебедев ГШ. Кинетика взаимодействия сульфида и закиси меди. // Окисление и восстановление сульфидов металлов. Алма-Ата: Паука, 1972 с.22-29.

42. Byerlay J.J., Rempel G.L., Takebe N. // Met. Trans., 1974, v.5, №12, p.2501-2506.

43. Кожахметов C.M., Яковлев В.В., Новожилов А.Б. Взаимодействие полусернистой меди с кислородом газовой фазы и окислами шлака // Сульфидные расплавы тяжелых металлов. М.: Наука, 1982 с.73-81.

44. Чижиков Д.М., Брюквин В.А., Цыбин О.И. и др. Физико-химия и технология процесса струйно-взвешенного конвертирования медных штейнов // Цветная металлургия: Научные поиски и перспективы. М.: Наука, 1976-с. 105-125.

45. Брюквин В.А., Цыбин О.И., Блохина Л.И., Звиададзе Г.Н. // Металлы, 1978, №5 с.29-35.

46. Ajergch F., Toguri J.M. //Met. Trans., 1972, vol. 3, N 8, p. 21872193.

47. Медведковских Ю.Г., Есии О.А., Бармин Л.И. Кинетика выгорания серы из расплавленного сульфида меди. // Тр. Всееоюз.межвуз. конф. по теории процесов цветной металлургии. Алма-Ата, 1968 с. 28-29.

48. Пензимонж И.И., Ашимов А., Гришанкина Н.С. Исследование скорости окисления расплавленной полусернистой меди. Алма-Ата, 1970, с.8. - Рукопись представлена ИМеО Каз.АН ССР. Деп. в ВИНИТИ, №1336-70 Деп.

49. Ajerch F., Toguri J.M. // Met. Trans., 1972, v.3, №8, p.2187-2193.

50. Брюквин В. А. Особенности кинетики и механизма взаимодействия сульфидных расплавов железа, кобальта, никеля и меди с кислородом. // И.П. Бардин и отечественная металлургия М.: Наука, 1983 -с. 138-149.

51. Bakardyev P., Grozdanov'L, Ivanov 1. // Metalurgia, 1978, №9, р.13-16.

52. Кожахметов С.М., Яковлев В.В., Новожилов А.Б., Булгакова Г.Ф. // Вестн. AIT К аз. ССР, 1978, №2 с.39-44.

53. Jalkanen IT. // Scand.J. of Metal., 1981, №10, s.257-262.

54. Ingraham T.R. // Trans. Met. Soc. AIME, 1965, v.223., p.359-363.

55. Nagamori M., Habashi F. //Met. Trans., 1974., v. 5., p. 523-524.

56. Ingraham T.R. // Trans. Met. Soc. AIME, 1966, v.266, p. 10641067.

57. RosenquistT. //Met. Trans., 1978, №9В, р.337-351.

58. SchenckR., Hemplmann W. //Metall undErz., 1913, Bd.l, s.283.

59. Schenck R., Hemplmann W. // Z. Angew. Chem., 1913, №26, p.646.

60. Reinders W., Goudriaan F. HZ. Anorg. Chem., 1923, №1-2, p. 85103.

61. Жуков В.П., Худяков И.Ф., Агеев H.F. Исследование кинетики взаимодействия сульфидов железа и меди с продуктами полного сгорания природного газа. Н Сульфидные расплавы тяжелых металлов. М.: Паука, 1982.

62. Блохина Л. И., Брюквин В. А., Звиададзе F. П., Цыбин О. И. // Металлы, 1978, №. 4 с. 71—75.

63. Oelsen W. // Ztschr. Giesserei, Techn.-Wiss. Beihefte, 1952, S.383.

64. Ванюков А. В., Зайцев В. Я. Теория пирометаллургических процессов. -М.: Металлургия, 1973.

65. Кусницына Т. А., Апанович В. Н., Великанов А. А., Эйгис Б.А. // Укр. хим. журн., 1975, т. 41 с. 382-384.

66. Глазов В. М., Чижевская С. Г., Глаголева Н. Н. Жидкие полупроводники. М.: Наука, 1967.

67. Brennet P., Jafferali S., Vanseveren J. М. // Met. Trans., 1974, v. 5, № l,p. 127-134.

68. Habashi F., Torres-Асипа N. // Trans. TMS-A1ME, 1968, v. 22, P.53.64.

69. Cavalotti P., Salvago G. // Electrochim. Met., 1969, v. 4, p. 181—-/6673. Yazawa A. //Met. Trans., 1979, v. 10, p. 307-321.

70. Ремин Т.Ф., Хейфец В.Л., Вайсбурд С.Е. // Изв. ВУЗов. М.: Цветная Металлургия, 1961, №6 с.58.

71. Koster VV., Mulfinger W. // Z. Electroehem., 1940, 46, №3, 135146.

72. Липин Б.В. // Цветные металлы, 1960, №1 с. 39-43.

73. Рябков А.В., Градинский Г.Pi, Серебряков В.Ф. И Известия ВУЗов. Цветная Металлургия., 1980, №4 с.23-26.

74. Чижиков Д.М. Металлургия тяжелых цветных металлов. М., Изд-во АН СССР, 1948 - 1056 с.

75. Мечев В.В. Конвертирование никельсодержащих медных штейнов. М., Металлургия, 1973, - 184с.

76. Смирнов А.С. Дис. . к.т.н. М.: МИСиС, 1964.

77. А.с. СССР №260889, кл. С22В 7/04, 1968.

78. Циммерман Р., Гюнтер К. Металлургия и металловедение. М., Металлургия - 469 с.

79. Vo М, Sakurai Е /7 Steel Res. 1989, v. 60, № 11, p. 496.

80. Vo M Adv Matter and process 1988, v. 1, № 4, p. 1114

81. Ванюков А.В., Уткин ГШ. Комплексная переработка медного и никелевого сырья: Учебник для ВУЗов. Челябинск, Металлургия, 1988 - 432 с.

82. Ванюков А.В./7 Цветные металлы., 1980, №10 с.53-56.

83. Васкевич А. Д. Некоторые физико-химические и технологические особенности плавки сульфидных концентратов в жидкой ванне. Дис.к.т.н. М., 1984.

84. Ванюков А.В., Быстров В.П., Васкевич А.Д. Плавка сырья тяжёлых металлов в расплаве. М., Тр. МИСиС, 1979.

85. Технологический регламент для разработки проекта агрегата автогенной плавки медного концентрата от флотации файнштейна вмедеплавильном цехе комбината. Мончегорск, «Североникель», 1989. -36 с.

86. Деревцов И.В. Разработка новой технологии непрерывного конвертирования богатых никельсодержащих медных штейнов и концентратов в двухзонной печи Ванюкова. Автореф.дис. . к.т.н. -СПб, 1997.

87. Лукашёв Л.П., Рябко А.Г., Худяков В.М., Цемехман Л.Ш. Автогенная плавка медного концентрата от разделения файнштейна // Проблемы комплексного использования руд: Тез.докл. 1-го международного симпозиума 10-14 мая 1994 года, СПб, 1994 47с.

88. Никелевые предприятия Китайской Народной Республики // под ред.Оншцина Б. П. М., Руда и металлы, 1998.

89. Мироевский Е.П., Еолов А.П., Желдыбин О.И /7 Цветные металлы, 2000, № 5.

90. Jannapouls G., Agarwal G. // Metal. Soc. Of A1ME, 1976, v.l, p.373-415.

91. Naohico IT, Shizuo K., Eiki O. /7 Met. Rew. MNIL 1985, v.2, № 1, p. 102-107.

92. Moto G., Nobus K. // Miner. Proc. And Exter. Met. Pap. Jut. Conf. Kunming (27 Oct 3 Nov., 1984, London), 1984, p.325-334.

93. Mining in Quebec. Noranda's Horn Smelter: improving to expand capacity, decrease fuel usage.//EMG, 1981, v. 182, № 12, p. 87-89.

94. Bailey J.B.W., Hallet G.D., Mills L.A. Advanced in sulphide smelting // Proc. Int Sulphide Smelt. Simp. And Extract. And Process Met.

95. Mee. Met. Soc. AIME (San Francisco. Calif., 6-9 Nov., 1983). v.2, Technology and practice. - Warendale Met. Soc. AIME. 1983 - p.691-707.

96. Persson IT //J. Met., 1986, v.38, № 9, p.34-37.

97. TarassoffP. //Met. Trans, 1984, Bd.15, II. 1-4, p.411-432.

98. Proc. 23rd Annual Conference of Metallurgists (Quebec, 19-22 Aug, 1984).- Quebec CIM, 1984.

99. Абрамов II.ГГ, Цемехман Л.Ш. и др. /7 «Цветные Металлы», 1997, № 6 -с. 16-19.

100. Клушин Д. II. Сульфидирование цветных металлов. М.: Металлургия, 1968 - 212 с.

101. А.с. 1089050 (СССР). Способ получения сульфидов металлов / ИМЕТ им. А. А. Байкова АН СССР; авт. изобретения О. И. Цыбин, Л. II. Шехтер, В. Е. Кувинов и др. Заявл. 19.07.82, № 3474238/23-26; Опубл. в Б.И, 1984, № 16.

102. Сухарев С.В, Коваленко Л.II, Спесивцев А.В. /7 Цветные металлы, 1990, №10 с.36-39.

103. Брюквин В.А. Р1овые высокотемпературные процессы в цветной металлургии. Физико-химические основы. М, Наука, 1981 -с.103-122.

104. Сухарев С.В, Спесивцев А.В, Дзираев В.А. Н Цветные металлы, 1990, №4 с.33-37.

105. Shitt W.J., Craig R.H. and Richards K.J. // Metal. Trans., 1973, v.4, p. 1994.

106. Chang Y.A., Neuman J.P. and Choudarg U.V.: INRA Monograph VII. Phase Diagrams and Thermodinamic Properties of Ternary Copper-Sulfur-Metal system. New York, The International Copper Research Association Inc., №4, 1979.

107. Lee S.H., Larrain J.M. and Kellog I LIT. // Metal. Trans., 1980, v.lIB, p.251.

108. Chang Y.Y., Chang Y.A. // Metal. Trans., 1982, V.13B, №9,p.379.

109. Технологический регламент для выполнения проекта производства меди из медного концентрата ЦРФ на комбинате "Североникель" по технологии, включающей обжиг, выщелачивание и электроэкстрацию. М.: Гипроникель, 1998 - 46с.

110. Мироевский Г.ГТ., Попов И.О., Голов А. II. /7 Цветные металлы, 2001, №2 с. 127-129.

111. Попов И. О., Мироевский Г. П., Шкондин М. А., Шаньгин О.В. // Цветные металлы, 2001, №2 с. 124-126.

112. Термодинамические свойства веществ. Справочник. / В.А.Рябинин, М.А.Остроумов, Т.Ф.Свит. -М.: Химия, 1977.

113. Краткий химический справочник. / В.А.Рабинович, З.Я.Хавин. М.: Химия, 1978.

114. Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А.А.Ревделя, А.М.Пономаревой. М: Химия, 1983.

115. Металлургическая теплотехника / под ред. В. А. Кривдина -М.: Металлургия, 1986.- /?/

116. РАСЧЁТЫ МАТЕРИАЛЬНЫХ И ТЕПЛОВЫХ БАЛАНСОВ ПЛАВКИ МЕДНОГО КОНЦЕНТРАТА РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЙНШТЕЙПА В ПЕЧИ1. НВ.

117. Состав медного концентрата разделения файнштейна в процентах по массе: 69,0% Си, 4,42 % Ni, 0,15% Со, 3,56% Fe, 21,0% S, 1,87% прочих в сухом концентрате. Влажность 8%.

118. В качестве топлива используется природный газ, для которого тепловой эффект реакции окисления кислородом принимается равным Qt =35,8*103 кДж/'мСгорание природного газа проходит по реакции:

119. СП4 + 202 = С02 + 2Н20 (г)

120. Температура исходных материалов (шихта,топливо,дутье) Тк=298К. Температура расплава и отходящих газов Т=1700 К.

121. Тепловые потери в окружающую среду Qo.c находили по уравнению:

122. Qo.c = Qi *(Т Тк) / (Т! - Тк), где-т

123. Qi =7,83* I О6 кДж/ч тепловые потери для печи производительностью по концентрату 25,3 т/ч при температуре Ti = 1523 К. Таким образом находим, что Q0.c. = 8,97* "I О6 кДж/ч при той же производительности печи.

124. Расчет теплового баланса делается для двух предельных случаев:1. плавление шихты и окисление сульфидного расплава до металла (плавка на металл);1.. плавление шихты без окисления сульфидного расплава (расплавление шихты).

125. Растворением компонентов шихты в шлаке и пылеуносом пренебрегаем. Кислород дутья полностью расходуется на сжигание топлива и на окисление сульфидов.

126. Поступает со 100 кг концентрата:63,48 Сил г\п хт: <+,U / 1413,28 Fe 0,14 Со1ft 11 с58,00 Н20I1, / £ прочие1. ГЭ 1 An А1occ1u. 1uv,v1 кгбразуется:

127. Плавка на металл. 70,97 металл 19,32 уходит серы в газы 8,00 уходит воды в газы 1,72 уходит в шлак

128. Расплавление шихты. 90,29 сульфидный расплавti ty8,00 уходит воды в газы 1,72 уходит в шлак1. Всего: 100,01 кг-Y731. Всего: 100.01 кг

129. Для расчета энтальпии металла принимали, что эквивалентные количества получившегося металла и меди имеют одинаковую энтальпию.

130. Энтальпию сульфидов рассчитывали по эквиваленгному количеству серы в сульфиде меди Cu2S.

131. Шлак привносится концентратом.-т

132. Тепловой эффект реакции S. + 02 = S02 q3K3. = 1310,7 кДж на 1 кг концентрата рассчитали по сере для известной [122] реакции:

133. Cu2S + 02 2Cu + S02 + 1711 кДж/Т кг меди

134. Плотности газообразных веществ при нормальных условиях:

135. Вещество S02 С02 02 N2 Н20 СН4

136. Плотность р, кг/м3 2,86 1,96 1,43 1,24 0,80 0/721 . Уравнение теплового баланса 123] :

137. B*(QT + Яд Т0.г.) + Р*(Чэк, - Ят.г,) + Р*(Яд,т. +Яш.) = Р*Я' + Qo.c (*) где:

138. В расход необходимого топлива, м3/ч.

139. Р производительность печи по концентрату, кг/ч.

140. Qo.c. потери тепла в окружающую среду, кДж/ч.

141. Qx тепло от сжигания топлива, кДж/м".1о г тепло с отходящими топливными газами, кДж/м3.

142. Яд физическое тепло топливного дутья, кДж/м5.

143. Яд. т. физическое тепло технологического дутья, кДж/кг концентрата.qui физическое тепло шихты, кДж/кг концентрата.

144. Яэкз. тепловой эффект реакции окисления серы, кДж/кг концентрата

145. Ят.г. тепло с отходящими технологическими газами, кДж/кг концентрата.q' тепло с технологическими продуктами, кДж/кг концентрата.1. Примечаиия:

146. Топливное дутье: CII4, 02, N2.

147. Отходящие топливные газы: С02, 1ЬО, N? (от сжигания топлива).

148. Технологическое дутье: 02, N2/

149. Отходящие технологические газы: S02, N2 (от сжигания серы).

150. Технологические продукты: металлический (металл) и сульфидный (штейн) расплавы, шлак.12. Приход тепла.

151. С шихтой q„„ кДж/кт концентрата, сульфиды 96,38вода 59,0шлак 2,0641. Всего157,4

152. С топливным дутьем Цд. кДж/м".об.% 02 21 30 40в КВС1. Яд 4117,2 3019,9 2379,91995,8 1641,350

153. Плавка на металл, (см. пункт 6.). об.% 02 21 30 40 -50в КВС

154. Яд.т. 247,7 173,6 130,4 104,430