автореферат диссертации по металлургии, 05.16.03, диссертация на тему:Оптимизация контроля процессов переработки медных и медно-никелевых концентратов с применением взвешенной плавки

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕЙШЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Горшков Юрий Владимирович

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНЫХ И МЕДНО- ¡ШМЕЛЕВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЗВЕШЕННОЙ ПЛАВКИ

Специальность 0£5.16.03 - металлургия цветных и редких металлов

О .

« I

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

йшдаград..- 19.91

Работа выполнена в Государственном ордена Трудового Красного Бпам-зии проеетиом и нау чно- ксслздовахельсглм ипституге Гипро-иикзль 5*. па Вэралъсши горио-шталлургичэско^ комбинате Л. Е Завоняпша.

Научний руководитель: лауреат премии им. Б. И Констшшшоьа,

доктор технических нал;, профессор Цзиохьш ЛШ.

Официальные оппонент- доктор техвичаеккх наук, профоссор

1'рейвер Т. К

кандидат технических наук, допоит Серебршхш В.<£.

Водурзе предприятие г - помбгшаг Овверокнколь шшш Р. II Ленина

Завдгха состоится "31 "'"М1 1091. г. в " (¿»"час, "ВО" ыиа. иа гаседсшш сиощаткзироьшшого соь-:>м 1ч. ШЗ. 38.05 при,. государственном технической уьп-

в«рй?нсото до'рдрреу: 105261, д&шгрьл, йза::тезшич<;скал ул.', 29, химический корпус, ауд. 51 - ' •

С диссертацией мэздо •озиагсоыпчьея в бябгают =» институт Автореферат разослан 'г/

• Александров Л. С.

УчекьЯ секретарь ■■ ' .специализированного еовзта, кандидат технических каук\

- 3 -

ОЩЛЯ ХАРАКЕЯКЯИКА РАБОТЫ

СоЕр81«нннй подход к развитию «таллур-пш спредздяет необходимость комплексного использовашя природных и матерналькмх ресурсов и швиаегая эффективности ь-зр па охране окружающей спады. Зти задачи ¡¿огут быть решены за счет применения прогрессивных технологических процзссог, обесш^ваюшн^"максимальное извлечение цветных комшнентоз и исключающих вредное воздействие на природу.

Перечисленным требованиям в значительной степени уивлзгао» ряег Наяекв; некий ыеталлургл'зский завод, который перерабатывает медный (Си= 2С,г, = С^ = 0,06$),

никелевый ( С^ = 3,5?&, С ы; - 8,]%, Со, = 0,33,%), и шрротиновый ( Сси.= 1,3, Су, = 2,7%, Со, = 0,2%) концентраты и производит анодную медь, файнитейн и оязигнт: _-э серу. Использование новых шаро- и пироыеталлургаческлх технологий переработки сырья позволяет значительно снизить вредно аьброси в окружавшую среду,

Повывение комплексное™ использования сырья и эффективности производства на На дежи некой металлургачзскоы заводе (НМЗ) возыон-но за счет более полного извлечения никеля, кобальта,'меди и серп путем снижения потерь ценных; компонентоэ, оптимизации технолога -ческах процессов и совершенствования действующих технологий.

Цель работы. Комплексное исследование, включающее изуч^де и оптимизацию системы контроля процессов переработки мздного п д» но-никелевого сырья с использованием взвешенной плавки в пироме -таллургическом производстве (ffi.ll) НМЗ. Разработка критериев опти-шзации и выявление связей между качеством ведения технологачео, -ких процессов и системой контроля, позволяюки- проведение пирометаллурга ческих процессов при более оптимальных параметрах, обес -печиваювих повышение извлечения цветных металлов.

Разработка и внедрение гибкой автоматизированной системы аналитического контроля, позволяющей осуществлять оптимизацию в изменяющихся производственных условиях ПШ НМЗ.

У§ЖШ£8Л&£Ц£Шь Проре дено комплексное исследование системы контроля шрометадлургачзаких процессов переработки сульфшюго медного и ыедно-никелевого оцрья с применением плавки во взвешенном состоянии.

Для проведения экспрессного анализа в ПШ при ьэ не к способ аигтрого охлаждения Исаковых и сульфидных расплавов и по <|изико-здшчесшш исслздоващяы установлен иеханиоы, приЕодлглЛ к снижении качества контроля. Исследовано влияние скорости охладдения проб шлаковых расплавов на качество и зкспрессность аналитического контроля шро металлурга чес ко го производства, показано значаше влияние способов отбора проб на качество контроля. Исследован механизм изизнения содержания уд гае та та в пробах шлаков ПМП, полу -ченных при различных скоростях охлаждения.

Определены связи технологических процессов с аналитическим контролем и основные факторы, вяияоше на качество контроля, для которых впервые разработаны кр!терии оптимизации.

Исследованы способы отбора лроб от шлаковых и судь^исных рас плавов шро металлургических процессов, ш результатам исследова -шШ оптимизированы стадии аналитического контроля.

Дцактачзская,ценность. Разработаны и внедрены способы отбора проб олаковых расплавов, шзволшяе повысить качество контроля процессов, за с цат чзго снизать потер! цветных ьаталлов.

Разработан и внедрен способ экспрессного контроля процэсса конвертирования ызгош-шке левого отейна, обеспечивающий поведение извлечения никеля и кобальта в фай юте йн.

Разработана габкая сисюьа аиаглтичзского контроля шроштая «ургичзекогэ производства йагавяшсноП) ¿зталлурго .зского завода, шэболиния повысить пездачзша, кобальта на 0,37% (отн.) и шкегя на СгХЗ% (ош.) в гояовус.продукции гавода.

Повьзеше еЗфеююьвосот. иов>&*- овашш шрокетаядургачгс1У:;5. а грога го ь к извлачэкзя цвакш:; сгтя^аов полученное са с:зт внздре гая результатов дввеергагронной работы даю эюышчесый эф|евт в 193,3 тыс.рублей' в гоа. , а

/щробашш работа. Осноеиш результаты й'исгргиргошюй работы докладывались на и 'зонашкш сешнарз *Ра»ггековские штоды анализа в научных исследованиях и контрэгз произвоцлссвдих про -цессов" (Красноярск, К83 г.), ХЗУ Всесоюзном совесакш по рент • геновской и.» электронной сшктроскошш (Иркутск, 1У64), I Всесооз-нои сова ваши по .рзнтгеноашктралько'цу анализу (Орел, 1286), Еае-• союзной научно-техшчзской конференции "Разработка и внедрение.-. энзргосбсрегаоетх и шдоотюдных технологий в металлургам цвениц и редких кзадшав* (1Ьсквау Юбб) и на .Норильской го рно-метая лур> течвекоы-комбинате. По -теме диссертации опубликовано 8 рабог.'

Ствуйуура работа. Диссзртацноштя работа состоит из

ведения, 4 разделов, бнблиографшеского списка (144 наименования) при да же ни я.

Работа содершт 166 стр., из них 98 стр. текста, 20 рисунков 1а табл.

СОДЕРМНИЕ РАБОТЫ

Р перрон разделе анализируются существуюше мгтоды переработ-и сульфидного ме ало го и ыепно-никелевого сырья, различные авто-'енныз шрометаллургачзские процессы, факторы, влияющие на качест-о продукции, а также особенности анаштичзсхсого контроля гароме-■аллургических процессов. -

В результате анализа установлено, что наибольиее внимание в нрэ металлургии меди и никеля в последнее время уделяется авто -енным процессам. Использование печей взвеиенной плавки (ПВП) на 1М5 позволило значительно увеличить производство цветных металлов ;а НГШ, снизить выброс сернистого ангидрида за счет утилизации тходящих газов ПВП в товарную серу. Комплексный характер ПШ НМЗ, го высокая обеспеченность средствам* автоматизации создает необ-вгцшце условия оптимизации технологаческих процессов.^ Ошэй из оставлявших комплексной оптишзгции является аналитический конт-о.ш состава сырья и продуктов его переработки. Наличие двух тех-ологических цепочек, перекрестное конвертирование, сложное ыедиое ыедно-никелевое сырье, поступающее на переработку, повывает роль налитического контроля в структуре производства ПШ НкЗ. Дрстике-ие оптимальных режимов ряботы ПШ без объективных и эффективных етодов контроля в ряде случаев невозможно. Ведение пироме теллурических процессов с большой степенью и1.генсиф5кации и автоматизации, высокиш требованиями к качеству продуь^и, скорость и точ-ость выполнения анализа имеют большое, а иногда решающее значение.

Характерной тенденцией автоматизированного производства явля-тся повивение расходов на качество и, следовательно, более острая отребность в эффективном управлении качеством. Однако, еще не вы-аботана стройная система оценки качества измерений и деятельности етрологаческих служб, нет универсальных критериев, необходимых ак для организации аналитического контроля, так и создания анали-ической службы. В настоящее время мало изучены, ввиду своей слож-ости, вопросы оаробывания расплавов ЛМП, начального этапа анали-ическоро контроля, и его слияние на конечные результаты. Комп-

лексный характер проблемы ошишзации контроля ШП может решаться в рамках актуальных задач по сознание габкой автоматизированной системы контроля состава сырья и продуктов его переработки, а так же повдаения точности и экспрессное™ анализа.

В? втором, ра^дере ошсываются исследования спектральных и ш дарсионных составляющих системы контроля процессов ПШ1 Шк13.

Анализ составляющих периодичности контроля показывает, что в условиях высокой степени автоматизации технологических процессов ПШ НМЗ ограничивавших временный фактором является система аналитического контроля. На'основании системного анализа составляющих периодичности предложен математический критерий, отражавший систе Ную связь между аналитическим контролем и организацией технологического процесса металлургаческсго производства. Если период

, характеризующий экспрессность пробоотбора, доставки и ан ли та ческой службы» больше или сопоставим о периодом % ха-

рактеризующий степень автоматизации принятая и осуществлен:!« упра ¡июоего воздействия, оптишзация аналитического контроля может да Ьоаэжи тельный эффект в производстве. Математически данный критери Ьыражаетея неравенством:

(I)

Являясь односторонним, критерий (I) отражает необходимость о тишзации, а для получения критерия достаточности требуется глубо кое изучение временных характеристик как самого процесса, так и аналитического контроля. Для изучения этих характеристик использу ется специальный математический аппарат.

Средние характеристики процесса ос (С . определяют для любого заданного момента путем усреднения пс ансамблю:

&& (2)

Подобным образом определяются сколь угодно среших характеристик более высокого шрядка.. ; .. * .. ..•. . •г»

Для. выявления .значимы? деодадовбких собтав^шх реализации х • щ>еаставю1и^;.8(вюнтш;]р^м'о '^йм'рШо^.даекрёдаоо«»

ти дt. длиной реализаций Т, применяется, пара-дискретных| преобразований Фурье; * ' . ' * " "• * •'. *

Хк Ск.др= '(3)'

где Х-4.2, 3 ■ "

- 7 - У

¿Эе П = Aj2,3. .. Л/

Сбхем тш:юрки .N. определяется равенством T= J\| ■ , а о-сюда елехулт, что частота Найквиета = .

Мзрой стабильности процесса мохет сдукпть интервал корреляции Z . Длп получения количественной характеристики ;соррзляц;:ои-ной функции R* применяется суьша: 1 ^

R- Rx i-mji) - • ЕЪ^О.

гЭ, ; t-^ti'-o^t^

Поскольку при ~ = 0, численное значение корреляционной ф/мс-ц::и равна rjicnspcmi процессами , то прлве денную7 су¡лму шшо использовать и для оценки дисперсии. \

Для определения пермда узнали тнч-гсхо го юнг»; и л'' гоано" ' пользоваться упрошенным неравенств о и: \

( о. о Ь — о .о 5 (о) л,, (6)'

Тогда проиеиуток времен? между опросами параметров процесса Еыбнрае'тсп равном или больший максимальной величины найденного я реме 1зд то .

Ее действие связи интервала At с соотношением сигнал-ауи было подучено выражение угтанавяизаюгзе зависимость налгу то«ноотьи аналитического контроля GA , точностью контроля процесс'а ( ^ ), и периодом его проведет'г (At , л t' );

, 9 ■ Ga • & t

At — --—■ s ' n)

■ G г

которое позволяет выбирать оптимальные величины переменных, исходя из реальных условий производства. Выражение (7) используется в , качестве критертя согласования требуемых точностных характеристик 1

А

t *

и периодов опросов процессов, илеюшх постоянный интервал к т~:киы продуктам ПИП HLi3 относятся: пульпа концентратов, пыяей и их смеси, шлаки и штейны ПВП. В качестве оценки дисперсии процесса использовали значение автокорреляционной функции (5), рассчи -

^ля^Ена^ода^'Ф; = -.о»;-..../ ' ».-

•'' '/.Рзздачаыё и недостат-

ки.; С. це лью; науодо-обоснорайндгр -'способа: в^ ые-

■года разработан критерий, связиваюсий требуемую точность контроля процесса ( ) шнишльно необходима частоту опроса параметров процесса in), получаемых из выраязшд (7) и техшко-эконо;,:ачес-г.ие показатели сравнительных методов. Полученное в^ракение:

показывает, «то с увелпчешеы объош контроля (л. ) повышаются требования к веяш-ше систематической погрешности ( с!к) контролируемого ».втода анализа.

Оптимизация периодичности контроля [Щ] Hi.3 позволь до исюл^зо-лать возникшие ресурсы для совершенствования еистеыи ела читинского контроля HU3; швисить цачзетво контроля, расгарить нокзччяат!; ру контролипуеьщх. продуктов.

Уротий.„раздел соберет результаты исследований соособоа отбора про5 от расплавов юдакос евчой олоктрообеднешя и ез^зевешой шавки» а также расшива фаГа^втеКка, так как опгикисацнй наташц« операций по оксиресснэиу опробовагао распяаьов проектов Ш31 HU3 определяет ь основном теяико-экошш«зские шказатол» аиалитатас" кого контроля.

Комплексный подход решения задачи оптимизации экспрессного контроля применялся с учзтоы того, что основный аналитический методом ШШ'Ш'Э является рантгеноепзктральний.

Ксслзп.о£Шия проводились на проказленних установках ШЯ 131.13.

С цзеьэ псуцзшя goct&eob проектов юрзработки моедоl£u,vл-'; — вого сырья, ь ъ*аз.& ir.wrcu способов лолусошя проб in качос-.^э контроля исйэльи)в:.ц (шЪтзскил ¡.¡¿тодов .иесхедовадаГи

Структурный аиадэ прэгоылл на- рентгене»?¿к«: дифрактоизтрах

дрш-2, дш1-з. ' .. '•; ,

¿йсебауэровские 'ito-sрения"проводились- в • [ ibj оус1>орзниоы реки-ив на кокиле кос ЙГРС~А114Юб," с. и.о то чшком'"га ка- а квантов -'изотопа кобальта. • ' .•'. : . «.-■•\ ••.-./. ;•''■."': ■.-..

Шшитиыз свойет. материала..определялась-, с шмоои..щх'1бор^' ' ф!рш ОутоКуыпу ТСатмаган'1. • .• .".• •.;"/.•;.'.ч.-'. : ..' , -,; ■.

Liiae ралаплвеклй состав -изучался :Ъ\ ■■

"HEOiaOT" бпрм'и'Карл Деfio. г!^'.'/:. у -. vip:'^--"'-'

, Опыты на. проикзйгнних установках' зйклаадлибй в:-1араллзлЫюц-' . отборе проб:'от расплава и лака из.тледоба,. с. ше;;зл.уагли олландзшт-ем пробы, 'массой 0,5т0,7 кг, в пробоояботазй л;ечз, ьйпьп;' о г и-■'" дробления с шшвьа ьоютка,' нз^яьчзши со i»;x5i'

- у -

специальном оборухозанта, к гранулированных (в бассейне) аланов кастой С,".-0,5 кг с леигп транспортера. Пробч гранулированных а*.-. кое подвергались оеззвоМ!в«Ш0 с суцшшю.". акафу при тешзратуре + 1Б0°С, с послелуйпии иэ»-зльчеи!ен до лабораторной пробы.

Суть контрольных опытов, гаделируютих процесс грануляции, заключалась в бистром охгакаеши расплава шлака, ьассой около0_0,3кг, путем заливки его тонкой струей и педро, объешы в л а водой, температура которой в начале процесса составляла 1б-Ю°С, а в конце 50-60°С. йа'.етр гранул контрольных опытов, в целом соответствует промышленному гранилаку, и составляет в среднем 2 ш.и Контрольные опыты проводилась с отвальный! шлакам! и влакам! пзчей взпеазикой плавки.

Установлено значимо влияние способов отбора проб на опредал-з-пие диоксида креичия рентгеноспектральним методом, что объясняй »я различием тнера.гогичзского, разового и граиуломзтричзского состава проб. Анализ полученных зависимостей показывает, что при неизменно:., хишческом составе, меняется кшоралогииеский состав, связанный со скоростью охлакдения расплава до твердого состоге \т. Одним из наиболее вагаых по влиянию на метод рентгеиоспзхтралыюго анализа является фактор увеличения неоднородности, связанный с ростов отдельных фаз до размеров более 5 мхм.

исследование гакроструктури ,(рнс.1) проб шлаков показывает, чго пр.! снижении скорости охлаждения наблюдается рост количества <*аз и увеличение их геометрических разьаров, что пркзовдт к неоднозначной оценке фазового состава контролируемого шлака и систелата-ческим гогрзиностяй в определении хиыигзского состава рзнтгеноспз-ктра льнкм мз то до м.

Таким образом задачей снижения влияния пробоотбора на хсачест- = во контроля заключается в ускоренном охлаждении шлака до температуры, при которой скорость диффузионного роста кристаллов пренебрежимо шла. Полученные скорости охлаждения Ю^-Ю^ град/сек, обеспечиваемые в процессе водной грануляции, отвечает поставленным требованиям. Полученные результаты хорошо согласуются с литературный!, выполненными различными методами, чго свидетельствует о надежности и достоверности полученных результатов.

Сравнение результатов определения магнетита в пробах быстро и медленно охлажденных аланов показывает, что наличие значимых систематических расхокдений не щх&т быть объяснено только ошибкой йе-то.&л;эЪ^дейеШя^л^•чго'.'полувдвоспроизводимые данные

а

б)

V'-i Ус

o\

О I

- kj * i - • . „г p v'vv'" -v . < -1 -, , <

• • • ^ v-1• • ""-'-Л' i

, •-•. • - ä'^rt:-^» /.Vi

2 4 .

ч • \ ■ \ \

/N

• f '

Sfc'sifiLl

J Г; \v:v.!

i -I ■ .

. ■'»«/ «"ff"'

t

illc,

I. Шкроструктура. бистро ойдажазиного иглка.-(а), -щрцергё-

. ной (б) я центральной..(ь) •'•частей ¡..едлеико Ъ.xsiarjüejtmcixjä;:-Олака С1 лотовая" проба)'.'Utaб ЮО.рае, ••• '■.-.

1. Гоюгсшюс стеки.,

2. СулЦньи;' '

3.•Sapoacnj ьагнетата;

4. £аяд1т.

-li-

no количеству магнетита в медленно охлакденид.! шлаке не удалось. С целью вцлснешы ыеханиэш лзгенешя содержания шгаетита при ах-лаяденин олакознх проб проведены исследования с использованием с тзрегеннихфизических методов.

Ьикроструктура проб шлаков показывает гак по мере снижения скорости охлаждения (рис.1-а,б,в) увеличивается количество кристаллов магнетита и их размер. Объяснить такоедаведение магнето та можно теп, что при медленном охлаждении плака наблюдается рост кристаллов ыапь'тпта в резуяьтаге диффузии, в то врет как при бистром охгаадении количество кргсталлов магнетита определяется {^уктуационным зарождением и наличием первичного магнетота (для знаков ПВП и конвертирования).

Ядерные гаиш--=резонанс;н?з спектры (pic.2), получение? для бятро и медленно охдшаденнчх проб злаков раз.-лчного состава, о j-раглют ítsxnH¡i3M образования вторичного магнетита из вюстита, а эгтчпъ скорости охлаждения на г^личество фазы магнетита очевили >.

С цепь» экспрессного контроля мате то та з о лаках П!Л H.V.3 разработан я внедрен способ определения ш гае то та на ьапитснзт-рччзсчон приборе "Сатшган"' из бкстроохлахденной пробы. Данный лтаеоб обвспз'ччзает ячсокую иоспроизвошюсть результатов, точность опрсаелекш S,~ = Q31Ü говциает экспрессноеть контроля, его результаты хоропэ согласуются с другиыи методами определения нагнети та 0

Основной задачей исследований на переделе конвертирования ПаЛ lLu3 ?эллпся поиск оптимального по экспресснзсти и достоверности способа отбора про1 файнзтейдау контроль содержания жзяеза в котором служит для ог.р изления-.Ш1/й'нта окончания процесса конвергировании. .''.'• • .':'

Прове рку-'.гя'п . з ot>"однородности и хо'сто'всриосгл полученных результатов 'ir" и .л.-л nr. :.;;лт',рия!л Стьэшшто'( t Крит,*], -Хисера TF-кр) 'й'К'>.'1 i.üi ( G кл?т.}, no*:'.p'?on!;'j сделан вквоз,, что способ ó*i6Óр-1прзб'j ¿[Ьйгагзйид, суть которого в, отборз'0,5-0,7„,кг\ рпа-плава, ко.т;;:т;;'г ¿a 'гсся п'трастовый-xoiai ль с- тасяздую.яи Ъыгт-ргмсгати-.! зр сиу/о» и еодоП", 'является продеталитедь~ ¡;;'::я i ллсс!j и-обоспзчявает г/лгеигадшу» экс- •

• * ■ - .. •• . о.

Сил'. orooV.j- пр- • i.' п'П'Л 1л.Л!Нп'ри.ческой.от^1п;а1 -при-епен и c:tcl>j.. ; .,лп;:ли:снаго .:снтр.)лл

о.... )г- .' а'/ ü)гатих масс ¡3¡K2,-eÉoro'ir?:e¿Ho'rc¡■зсЫйзертнрэтания ' .

Рс30А

ЙЮ.2» ЯГР спектры быстро (а,в) и медленно (б,г) охлажденных проб шлаков« Высококреинистый шлак (а,6). Шзкокреьдзистый шлак Св,г).

о

о те «нов ЕБП ч электропечей обеднсшя.

Щшйнегсю разработанных способов отбора проб, в сочетании с рентгеноспзктральним методом анализа, позволили снизить условно постоишыо* раздай на передела конвертирования на 1,3% (отн.).

Вакное практическое значение разработанного представительного способа отбора пробы от расплава конверторной- ;эссы состоит а той, что он позволил организовать экспрессной анализ содержания к леса в фшнстзйнз в конце процесса конвертирования, теп сам.цц повысив иэзлзпзшз кобальта в гоадвуп продукции га счзт умзньсенил плрегюда кобальта в конверторная шзк, посгупзогяй на передел обегает я, где больпая доля кобальта юрзяоият в отзальн^Л злак.

Разработанные способы отбора проб находят признегоа на лру-ирздпраятлях НПК.

шсвя:;гн оптмтзащи анялнтчзского кон'*ро-дл про*«гад?ургач9ского проязгодзт Н13. Нэллчме тесной пгзиш-сзяси дозтоззгности контроля, его о ice пресс но с та, полноты со ста -бпдьаостьо тзхногогичзского процесса определяет проведение синтеза и аналитического контроля на системной основе,обос-■ rstrjsísswfl созданье о перепав сих ресурсов, используемых дм более го "•.-ore ^.эзяегзорения требований ШЯ1 ШлЗ.

ТЬхга.'го^-задноггпвские показатели, представленное в таблице I, отрзг.ает обеспечения ПМП НйЗ а нагл та язе кой информацией

?а.ч го "iC.iy аналмеируешх олеьвнтов, так и периодичности контроля; при сниг.енли затрат. Прибор I (КРАБ-2) использовался на стадии пуска завода, прибор ?. (CPG-I) - на стакни освоения технологий ГС'Л, прибор 3 (АРЛ7ЕССС-"). До., нас то ж:з го врэкзви

Непоа?>совеиив corí,:::'.«ifflott..тзхшгд снижает угзяшыз затраты на 'ппзство, а- о^фзкгшй-с i с по льгов аил о, по'лулаоюй .аналитической информации в 'уййоваях.'лей. тгпл;Аб5Г ТП, ПМ1 абоспзглвает. nopinyirae про-иоводСтавшйх--я01«>Э'.Ж.З.^ ■■ .';».'•

<. ,í> кси'бодое ваано'й; задан!* аг.агглтатаской , сдуфиу- обзекз ч зкпо* .доетбверное¿я.;шфоруацил ц<кл проведены ¡te-• разр^ботс'Пп глнтро;лЬнЬз•..j гэтейика\с:'. áced льоовэтен'

;. iro^rbTÓiiKbií-'nroCJ;¿vaKrVrií. ■ "....-//

/••; и'сс'лэдокашя^csüsúiaító'" 13.0 гзкг-ообрз'зэтлием.чпроводзиц г.о \^ного!|.аатг)р?!1зм.йг'»1!ЗМ r>k 'ir'mjx'.о::сг.зр.*:?нтов-.;-.Й'рззультате'.'обработ-п! okchap,'- -.¡гюзьИчъ' зг. го:. гг-)'л'яй|ад'51?'авн8Н'1яj.' икеюсю- :'оро~ 1 II,. if.ixn; -íÓsklyy''crefte J'WOTХОТОРЫЗ • BÓCBOraГА- Bd5p'9Í?b rap--_ .

Таблица I

К?" Наименование груп- При-. Определяемые компоненты Бремя 1рудэ- Количз-йп пы продуктов бор3'-'------------—----------анали- затраты,стео

Си. М; йо Ре. 5<0г СаО Й1203 л^о за, МИН. нормо-адс проб в сутки

о 22"'___£г____ __ •а 4 5 7 „13 К

'-.-Концентаты, пыли I + + + К 0,25 , , „ 24

шихты о + + + + + + 40 0,3 40

/шлаки 3 + + -г + + + + п + + 25 0,2и Ь4

й: ' 'Штейны, I + + -г ЗС 0,25 ' 30

обороты А л + + -г + + 35 0,3 60

/ 3 + + + + + + 15 0,12 90

• 3 .й<айнштейн, белый матт, богатые '-■массы (экспресс'. анализ) 1 2 3 + + ж + + + + + + 15 13 II 0,2к ' 0,2 0,16 6 10 30

'Ч\<айнштейн I + + + 40 0,5 4

. •(готовый) 2 + + + + + 35 0,3 Ь

3» + + + + +■ 25 0,22 Ь

'-Анодная медь - - ('.¿кс пре с с-ана ли з) 1 2 'и о 5 0,15 Д * 8

Черновая медь 3 + 4

7 'Песчаник 2 + + -и 0,3 з

3 +■ 4- + 25 0,20 3

•х). Щибор I - КРАЬ-2 («уревестшк, СССР)

Прибор 2 - СРС-1 (0:кгзнс, ЙТ)

-Прибор 3 - АРл 72000С (АРл, Швейцария)

метры гомогенизации, осуществляемой путем перевода Зоратко-силикатного расплава, содержащего определяемые компоненты, в твердое состояние м»нуя стаис кристаллизации. Разработанные штодики со специальной подготовкой проб имеют метрологические характеристики, не уртупаюв^е химическим методам в границах их применения (рис.3), а технические решения, найденные в процессе разработки, защищены авторским свидетельство« к внедрены в производство на Норильском горноьйталлургичееком комбинате,,

Контрольные рентгеносцентральные методики позволили системе аналитического контроля ОШ НМЗ бистро перестраиваться за счет оперативного контроля за достоверностью информации.

Высокая степень автоматизации, аналитической службы ШШ НмЗ достигнута путем создания сети вычислительных средств, методического и матема™ческо.го обеспеч£ния0 что создает дополнительные ресурсы для расширения но»«нклатури анализируемых материалов Надеж-динского металлурга чес кого зав ода о

В производственных условиях проведены комплексные исследования^ разработка и создание гибкой автоматизированной системы контроля сырья и продуктов его переработку позволявшей осуществлять аффективное управление качеством ПШ Ш!3>

Использование разработанной гибкой системы аналитического контроля ПМП Ш£3 позволило повысить извле*дание кобальта на 0,37% (отн.) и никеля на 0,133» (отн») а готоаую продукцию завода.

ВЫВОДЫ

I* Проведен комплекс исследований/.вкл^чаюишх изучение и оптимизацию система контро л 1 процессов; пербработки ые дно «никелевого сырья о использованием взяеоенной :плавкч У& На'дёждинском металлургическом заводе, В результате, исследований' ^тановлены связиатех-"ТюлоКГЧеских процессов -с;.Йт'Д»?1иф'ск1й|.«сонтро^ем-,'.' р'предвлены Акторы, влияющие нв/;аа98!ств^.-.дяй?рЬля, .разрабаФмм^С'п&ой.ы .и методи-ю, доведений. т^юьета.лод^чёских.г^ц'ёбсов при бо-

лее^ о'пташльных;щ^метрах3 .обеспзадваюшх ■повшеще:;и?1злечения ^^^'Йга'лйбй.'л^с^^йие потерь... : -

V 2;. *Йсс ледованб'.-влияние. скорости' охлаждения, проб. йдакЬбых-.'р^с«« .'плавов на качествои-лэкспрзссность-^ .'■'•

' .з^аллургачепкого произвоДотЕа. установлено ее 'значимо? ¿влияний на- . . : шюстныз характеристики- текущих-методик' рентгеноспектралыгто.. ,

Рис.3. Сравнительные метрологические характеристики разработанных методик и достигнутым уровней качества в других отраслях.

а. Контрольная методика для продуктов с "высоким" содержанием цветных металлов.

б. Контрольная методика для продуктов с "низким" содержат нием цветных металлов.

в. Черные металлы. Щемйае -металлы.

д. Шйёра-Мкй

анализа. Показано, что за счет быстрого охлажде^я: значительно снижены (разовые превращения в пробах, размзр отдельных фаз не преш--яает 5 г.кк, что позволяет определять содержания шкеля и кобальта в отвальных шлаках с точностью Sr= 0,05 + 0,1, повызена экспрессность до ¡5 ¡.пнут.

3. шетодаш ядерного гамма-резонанса, оптической микроскопии, рентгеновской дифракции изучено влияние скорости охлаждения проб олаковых расплавов на содержание в них кристаллического магнетита» Установлено0 что при уменьшении скорости охлаждения до 3-5 грал/еекс содержание кристаллического магнетита в пробах шлаков увеличивается в 1,5-3 раза; за счет распада вюсти^а. Повше-ние качества определения магнезита получено за счет увеличения скорости охлаадения до 150+300 грап/сёк, при которой процесс образования вторичного нагнета та не зна отельный. На основании проведениях исследований предложен способ определения содержания магнетита э про-Зах плена с точностьв Sr = 0,1 и воспроизводимости 5ГВ= 0fiC£»0 с применением магнитометрического прибора "Сатмаган".

4с Исследованы различные способы отбора проб расплава файн-итейна я процессе конвертирована "'s ¿экспериментально установлено, что отбор проб в виде цилинярипзских отливок диаметром 35-40 мм и высотой 30=50 мм^ представителен для насей расплава и обеспечивает экспрессность контроля содержания железа в шссе в течение 1012 мшутэ позаоачя оптимизировать моьйнт окончания процесса конвертирования,:

5. В результате исследований параметров, влиявших на процесс кристаллизации в систешх силико-боратных расплавов, содержащих соединения серы, найден« составы пихты и условия проведения плавки, позволявшие получать гомогенные стеклообразные излучатели для рентгеноспектраяьного л .алиса. Установлено, что введение ig состав ЕТПггв-зшксида ь-лргзнца з количестве от I до 4 частей от :.йссы пробы обеспечивав: хранение серы в излучателе, получаемом соответственно из пг i.nsa или никелевого концентрата. Б результате внедрения partium;,.того сп;г,оба получения гомогенных излучателей обеспзчзн":Контроль тзкуких мзтогоГк рентгенойпзктрального- ана'лнза ^ отвальных, конверторных злаков, никелевых концзнтратор, шлаков 1ШГ по; меди* никеля,*"кобалоту, хелезу,* сере и оксидам кре;зшл,каль'цяя, Hiu»."« глпяя с T04i..:cxiihä*f:i характеристикам!, на ^'гупаюаиии

- ъ

6. Исследованы составлявшие периодичноет система аналитического контроля. Установлена системная связь шкду оперативностью аналитического контроля ( ^,л) и временем приятия и реализации управлявшего воздействия на процесс (1з,12)» позволяющая определять возможность положительного эффекта от оптимзации ана-лшического контроля. Установленный критерий ште мази чески выра-

шется неравенством ( I ):

,., > > ^ А, г

7. Используя спектральный, корреляционный и дисперсионный методы анализа аналитической информации, установлена скязь ьежду точностью аналитического контроля ( СА ), точное1ьи контроля процесса ( &х ) и периодом его проведения ( ). На {ранний критерий ( 7 ):

I' 9 • • ^t Н -

б/ о

служит для оптимизации точностных характерно так (СЛ,С„) и пзри-

, i

одов аналитического контроля (ль ), позволяющий снизить затраты на систему контроля, сохраняя приемлемый уровень качества ведения процесса.

В. С целью определения оптиьляьиого метода аналитического контроля пирометаллургического производства разработан кри^рнй 18):

с1 < — м 3 ■ /а

связывающий точность контроля процесса ( 5Х), частоту опробования (п.) »1 систематическую оюлбку аналитического метода ((1и), позволяющий осуществлять выбор метода, исходя из требования качества контроля процесса, с учетом оптимальной частоты аналитического контроля.

у. В результате разработанных в работе критериев, способов отбора проб, методик анализа и комплексного использования ресурсов оиРСА НкЗ создана гибкая автоматизированная система аналитического контроля Ш,Ш НшЗ, обеспечивавшая 1Ы1 аналитической информацией е высокими технико-зкономяеекими показателями.

Технические решения, разработанные в процессе выполнения даи-: оабол'Ы, защищены автарещ-т свидетельством, внедрены е произ-

i о 2ic те о на Норильском горно-1-:оталлургичзс:«ш комбинат;.

Ptcoiюt.:iuoci'Tiil oiuTßKT от внедрения результатов диссертационной ряботч ооставлпзт 190,3 тм .рублей esa счзт увелпчзшя пев лечения шкелд и ¡-зоальта.

ö foJOT-SJ':? пульта та, лпссептатш | ..опуб линован» в с де дув га х

щ&газ

и Горэ-OD ¿).В. /што:.-лг.1 сироваштя систегл аналитического контроля гароt/зтаздурп!usского производства Надездинского мзтал— лурглчгского еавода ~ Теплей докладов И Зонального се'лшара -Feil' гглтпеглз нетодц онасюа в иду ¡Mine ясслзаомгаях и контродз про-пепо-ствешшх процессов", Крлсноярзк, JD83, с. 127-130.

2, ГЪрсков ß.B.i Про>»пзт:о И»В» Сзтп 5BU в ронтгоиосгзкт -¡альной явбораторгп - Tec-поп лонпгшв XJ7 Г,ззсоэш>го ссвзпзге'я "о рзнтго«озс."ой и эязктроигой ешктровздии* Иркутск, "SS-l, с. 103

3-, ТЪргйоэ D.3o0 Краеаван B.B», Ошсов S.B. Тзхиояошя язго-тозгауяя гоми^тязх na's.wp.T-roíl по продуктов га рогата ллуршпеско-70 п5опга<шягз ■=« läcsis го «.гадов ХЕ7 Всесоюзного совзсашя по гг'дгпгйкй^оЯ ц sp.gictроскоши, Иркутск, с,138»

4о «дякяо 3 I27C624 (СССР). Способ прл готов гошя

ойрасцоз рзотгзнссгзаграяиюго анализа./ Горшков й.В., Крпоа-лта з^о И.А./» Qajáíbó .Hi, КЗ б, П 42,

¿ь 1Гзгзо- 5оа»0-ГЬр31юп D.B» и яр. Непрерывный

кои'/роль i-zzor.<¡ü основа упразггосзй ьътял конвзртпрова-

шя Ш1яяг.оо7;00'.тл/:!гс гэлзд;;-птзПнов - Ш'З НП-lí - 153виси докладов ЕсзсоэскэЙ гл;/т5?о-тз;:г.' зской ксифз'рен^ш. ."Разработт и внвдрзшз окзрго-сбзрзгаэоях'и • дтютдашпх .технологий в гзтад.турши цветни:: п рздкпх ■ э •.; ..

3

гае р.э™

'—--•<?,JB>P":íO!V i -Б. :'./:ii'fл-i'ai-з!-;.'oопо«з

пзталлургачойкЬий^^

с;.-:.f'A. сеы::Гц.В>'У Пртййзксо.-M'.-B¿/;ба^АЬЩщ: