автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Рациональная система шихтоподготовки к пирометаллургическому переделу при комплексной переработке сульфидного медно-никелевого сырья

ИВАНОВСКАЯ Елена Владимировна

РАЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ШИХТОПОДГОТОВКИ К ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ СУЛЬФИДНОГО МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО СЫРЬЯ

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных

и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Константин Петрович Власов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Лен Михайлович Шалыгин,

кандидат технических наук

Борис Александрович Лавров

Ведущая организация - ОАО «Кольская ГМС», «Комбинат Печенганикель».

Защита диссертации состоится 22 декабря 2005 г. в 14 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.03 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.2205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 22 ноября 2005 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета

к.т.н., доцент —, В.Н.БРИЧКИН

гооь -г 72 о г

114<?оо>{

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы - Медное и никелевое производство имеет большое значение для экономики России, так как медь и никель наряду с основными энергоносителями, алюминием и черными металлами, представляют собой основные экспортные товары Российской Федерации. Наибольшее промышленное значение имеют сульфидные медно-никелевые руды, являющиеся полиметаллическим сырьем, так как, кроме никеля, меди и кобальта, содержат платиноиды, золото, серебро, и др. металлы. В производстве Си и N1 наиболее широкое распространение получили пирометаллургические методы. Самые прогрессивные из них -автогенные процессы. В тоже время сохраняет свое значение традиционная переработка путем электроплавки на Си-№ штейн с последующим его конвертированием.

Подготовка шихты к плавке включает окускование, осуществляемое агломерацией или окатыванием с последующим окислительным обжигом. Оба метода обладают рядом недостатков, в том числе образованием слабосернистых газов, которые невозможно утилизировать. Одним из способов совершенствования технологии подготовки руд к плавке является переход к брикетированию, интерес к которому в последнее время возрос, поскольку прессование сульфидных концентратов, в отличие от агломерации, дешевле и дает возможность сохранить серу для после тующих металлургических переделов. Такой подход позволяет улучшить показатели пирометаллургических процессов, что может представлять интерес для переработки сульфидного Си-N1 сырья применительно к ГМК «Печенганикель», входящего в состав ОАО «Кольской горно-металлургической компании». В тоже время, отсутствие глубокой теоретической и технологической проработки не позволяет перейти к практической реализации шихтоподготовки с использованием брикетирования, в связи с этим возникает необходимость в изучении вопросов поведения отдельных составляющих шихты и, в конечном счете, влияния режима шихтоподготовки на основные показатели пирометаллургических переделов. В прикладном плане настоящая работа посвящена оптимизации условий пирометаллургической

рос. национальная БИБЛИОТЕКА

л/

J

1i

переработки брикетированного необожженного сульфидного Cu-Ni сырья.

Данная работа представляет собой развитие идей научной школы кафедры Печей, контроля и автоматизации металлургического производства Санкт-Петербургского государственного горного института (ТУ), в том числе является продолжением теоретических и прикладных работ проф. A.A. Гальнбека в области электроплавильных и конверторных процессов.

Исследования выполнялись в соответствии с Грантом РФФИ «Поддержка ведущих научных школ» (проект № 00-15-99070л) и госбюджетной тематикой 6.30.028 «Моделирование процессов, аппаратуры и систем управления промышленных печей и технологического оборудования производства металлов» (19992001 г.г.) и 6.30.022 «Исследование теоретических основ и разработка экологически безопасных ресурсосберегающих процессов комплексной переработки металлосодержащего сырья и продуктов» (2002-2004 г.г).

Цель работы. Разработка оптимальных режимов подготовки шихты и ее пирометаллургической переработки, обеспечивающих улучшение основных технологических показателей.

Методы исследования. В работе были использованы экспериментальные и теоретические методы исследований. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторном масштабе. Применялись методы математической статистики, аналитической и графоаналитической обработки данных лабораторных исследований и материалов обследования действующего промышленного производства. Количественный и химический состав проб определялся методами классической аналитической химии, рентгеноспектраль-ным и рентгенофлюарисцентным. Физические характеристики твердых материалов изучались на основе принятых в заводской практике методов технологического контроля. Обработка результатов исследований проводилась с использованием следующих программных продуктов: Excel, Mathcad, Matlab, Statistica и собственных программных разработок.

Научная новизна работы.

• разработана математическая модель кинетики процесса сушки брикетированного сульфидного медно-никелевого сырья;

• установлены зависимости основных показателей процесса брикетирования от определяющих технологических факторов;

• дано математическое описание с помощью уравнений линейной регрессии:

- количества возврата на брикет-прессе от давления брикетирования и гранулометрического состава;

- прочности на сжатие брикетов от влажности концентрата и брикетов и количества связующего;

• разработана математическая модель электроплавки и конвертирования сульфидного Си-№ сырья, позволяющая оценить влияние состава исходного сырья на выход продуктов переделов и основные технико-экономические показатели процессов;

• разработан программный продукт, позволяющий определить оптимальную шихтовку процесса электроплавки сульфидного Си-№ сырья и конвертирования штейна.

Практическая значимость работы:

• даны предложения по организации рациональной системы шихтоподготовки, обеспечивающей улучшение технико-экономических показателей пирометаллургических переделов при комплексной переработке сульфидного Си-№ сырья;

• разработаны рекомендации по выбору оптимального состава исходного сырья и промпродуктов в зависимости от показателей пирометаллургических переделов;

• предложен программный продукт, позволяющий осуществлять оптимизацию шихтоподготовительных и пирометаллургических переделов при переработке сульфидного Си-N1 сырья сложного химико-минералогического состава.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Кинетика сушки брикетированного Си-№ концентрата во всем временном диапазоне может быть описана уравнением экспоненциально-степенного характера, которое позволяет определять предельную продолжительность процесса.

2. Оптимальные показатели пирометаллургической переработки сульфидного Cu-Ni сырья могут быть найдены с помощью математической модели, полученной на основе анализа физико-химических процессов и производственных данных комбината «Печенганикель».

3. Переработка брикетированного Cu-Ni концентрата позволяет повысить извлечение цветных металлов при неизменном удельном расходе электроэнергии.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях студентов и молодых ученых "Полезные ископаемые России и их освоение" (Санкт-Петербург, 2002-2005 гг.), Международной научной конференции «Металлургические технологии и экология» РЕСТЕК (Санкт-Петербург, 2003 г.), VIII Международном Симпозиуме молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника экологически чистых производств в XXI веке: Проблемы и Перспективы» (Москва, 2004 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано: 6 статей, 2 тезиса докладов на международных и российских конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, списка литературы и 5 приложений. Работа изложена на 230 страницах машинописного текста, содержит 17 таблиц и 41 рисунок. Библиография включает 108 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, показана научная новизна, сформулированы задачи работы и научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан анализ современного состояния и перспектив переработки сульфидных Cu-Ni руд и концентратов, в том числе применительно к ГМК "Печенганикель". Сформулированы научные и практические задачи диссертации.

Вторая глава посвящена исследованию процесса сушки брикетированного сульфидного медно-никелевого концентрата и влия-

ния основных технологических факторов на показатели процесса брикетирования. Приведены результаты опытов, моделирующих процесс сушки брикетов. Предложена математическая модель кинетики процесса сушки.

В третьей главе представлены материалы по разработке математических моделей электроплавки и конвертирования, а также модели плавильного цеха комбината «Печенганикель» в целом. Приводится сравнительная оценка показателей процессов электроплавки и конвертирования при переработке руды, окатышей и брикетированной шихты. Дается анализ влияния состава брикетов на технологические показатели пирометаллургических переделов.

Четвертая глава посвящена анализу тепловых процессов, протекающих при электроплавке и разработке математической модели энергетического баланса. Установлена зависимость удельного расхода электроэнергии от основных показателей процесса.

В пятой главе рассмотрена возможность использования аналитических методов решения задач поиска экстремума функций многих переменных с применением необходимых и достаточных условий. Приведена характеристика, алгоритм и интерфейс программного продукта. Даны рекомендации по оптимальной шихтовки процессов электроплавки и конвертирования с целью повышения извлечения цветных металлов в продукты плавки.

1. Кинетика сушки брикетированного Си-М концентрата во всем временном диапазоне может быть описана уравнением экспоненциально-степенного характера, которое позволяет определять предельную продолжительность процесса.

В настоящее время в практике математического описания кинетики сушки используется различные модели процесса. Одна из наиболее простых моделей основывается на предположении о том, что жидкость перемещается внутри пористой структуры материала относительно свободно, а величина скорости сушки определяется как отношение количества подводимой теплоты к количеству теплоты парообразования гс:

где V, Р, рт - объем, поверхность испарения и плотность материала; т - время; и - влагосодержание материала; а - коэффициент теплоотдачи; г, ^ - соответственно температура в потоке сушильного а« ента и температура материала.

Модель локализованного фронта испарения предполагает, что по мере сушки происходит углубление локализованного фронта испарения влаги. В процессе испарения внутри материала создается избыточное давление, в результате чего, образовавшиеся пары перемещаются от фронта испарения к наружной поверхности влажного тела.

Скорость сушки находится по уравнению: йу _ зл{<0-®.У\

йх ртщг^-I) где у _ - относительная степень высушивания сферической частицы; X - коэффициент теплопроводности сушильного агента; ©. -температура материала на фронте испарения; - радиус фронта испарения.

Помимо приведенных выше относительно простых моделей на практике используются и другие более сложные модели, полученные Лыковым, Фроловым и др.

Использование конкретной модели для описания кинетики сушки изучаемого материала невозможно без проведения всесторонних экспериментальных исследований конкретного материала. Следует также учесть, что модели кинетики процесса сушки были получены для тел правильной геометрической формы. Для реальных частиц необходимо вводить некие эквивалентные размеры. К сожалению, общих правил корректного нахождения эквивалентных размеров (чаще всего диаметров) не существует, а погрешность расчетов тепломассообменных процессов при использовании эквивалентных размеров оценить затруднительно. Кроме того, существующие

модели не позволяют теоретически находить предельное значение времени процесса сушки.

Перечисленные обстоятельства значительно усложняют общую задачу расчета процесса сушки влажных материалов. Поэтому в настоящее время широкое распространение получил метод непосредственного экспериментального исследования кинетики сушки и нагрева влажных материалов.

Изучение кинетики процесса сушки брикетированного сульфидного медно-никелевого концентрата, осуществлялось на лабораторной установке, позволяющей моделировать промышленные условия сушки. Образцы помещались в нагретую до температуры (230° С) печь и через определенные промежутки времени регистрировали изменение массы брикетов.

Первичная обработка экспериментальных данных сводилась к построению кривой сушки (рис. 1.).

Рис 1 .Кривая сушки

ш =-0,7-КГ3-г+ 44,4 1(Г5 йг = 5,58 • 1СГ2 ■ ехр(-3,19 • 10"г • г)

Кривая сушки не полностью характеризует процесс с точки зрения его кинетики, поэтому для качественного анализа процесса сушки строилась кривая скорости сушки (рис. 2).

01)1 0.02 (11)1 0.04 0 05

Влягосккриашнс, и /ы

Рис. 2. Кривая скорости сушки

1- период постоянной скорости;

2- период падающей скорости.

Для описания кинетики исследуемого процесса сушки была предложена математическая модель, согласно которой дифференциальное уравнение баланса процесса имеет вид:

с1и

ктг\

-Лт

и-щ (т0- т) Интегрируя уравнение (3) в пределах от игаах до и и от 0 до т:

и1 "-»о кч-т)2 Получаем

и - ип ( кг

(3)

ак

(4)

"тах

ехр

То-*;

(5)

Для учета влияния геометрии образца и характера пор на эффективность процесса сушки в работе была получена зависимость (6), включающая величину параметра п:

у = и,пек и° = ехр

"шах

кг"

т0 -Т

= ехр

1-

Уг0 У

/ V г

Чтоу )

(6)

Для определения значений констант входящих в уравнение (6) экспериментальные данные спрямлялись в системе координат (рис. 3). Проведенные расчеты показали, что для исследованных образцов брикетов величина п=1,79.

Кривую сушки при п=1,79 можно аппроксимировать прямой, уравнение которой у/=829,46 х+6,9110"2, следовательно, константа скорости реакции к= 14,47, а предельное теоретическое время сушки г0=191,77.

Таким образом, можно записать:

í - . . _ 1 -70 Л

у - —Ъ- - еХр

"шах""«

14,47-г1,79 191,77й79 -г1'79

г s

Рис. 3. Кривые сушки: «1» - при п=0,8; «2» - при п=1,79; «3» - при п=2; К - величина достоверности линейной аппроксимации кривых сушки

Следует отметить, что предложенное уравнение позволяет описывать все периоды процесса сушки, что выгодно отличает от других зависимостей, полученных при использовании известных эмпирических моделей.

Адекватность полученного уравнения оценивалась с помощью критерия Фишера.

В результате проведенного анализа влияния основных параметров брикетирования на прочность при сжатии, ударную прочность и количество возврата на брикет-прессе было установлено, что:

а) для определения количества возврата на брикет-прессе может быть использовано регрессионное уравнение:

Voz = 718,85 -1,069 • Р6р - 6,599 • R2 - 4,93 • R3, (8)

где Voz - выход возврата (-10 мм) на брикет прессе, %; Рбр - давление брикетирования, бар; R2 - содержание фракции класса -0,074+0,044 мм в концентрате, %; R3 - содержание фракции класса -0,044 мм в концентрате, %.

б) влияние параметров процесса на прочность сырых брикетов при сжатии определяется уравнением:

SPv = 13,731 - 2,62 • Vlk + 2,365 • Ccv + 6,396 • Vlb (9)

где, БРу - прочность на сжатие сырых брикетов, кГ/брикет; У1к -влажность концентрата, %; Ссу - содержание связующего, %; У1Ь -влажность брикетов, %.

в) с повышением содержания лигносульфоната в шихте ударная прочность сушеных брикетов (обратная величина выхода осколков брикетов класса -10 мм) увеличивается и при содержании связующего в шихте ~4% и выше мало изменяется. С ростом содержания классов (+0,074 и -0,074+0,044 мм) в гранулометрическом составе концентрата снижается выход осколков брикетов класса - 10 мм. Повышение содержания мелкой фракции (-0,044 мм) в концентрате способствует уменьшению ударной прочности высушенных брикетов. Рост производительности брикет-пресса приводит к повышению выхода осколков сушеных брикетов класса - 10 мм. Зависимость ударной прочности сушеных брикетов от влажности концентрата, поступающего на брикет-пресс, имеет экстремальных характер и в области ~ 3% достигает максимума.

г) прочность на сжатие сухих брикетов с увеличением содержания в концентрате крупной (+0,074 мм) и промежуточной (0,074+0,044 мм) фракций возрастает и, наоборот, с увеличением содержания мелкой фракции (-0,044 мм) прочность на сжатие уменьшается. Прочность возрастает с увеличением содержания связующего, плотности шихты и давления брикетирования. Уменьшение прочности на сжатие сухих брикетов происходит при увеличении влажности концентрата, поступающего на брикетирование и с повышением количества пропускаемого через брикет-пресс концентрата.

2. Оптимальные показатели пирометаллургической переработки сульфидного Си-Ш сырья могут быть найдены с помощью математической модели, полученной на основе анализа физико-химических процессов и производственных данных комбината «Печенганикель».

Принципиальной особенностью метода моделирования пиро-металлургических процессов является обязательный учет в модели вещественного (минералогического, рационального) состава мате-

риалов и продуктов процесса, поведения в технологическом процессе всех участвующих в нем компонентов (химических элементов) исходных материалов. Такой подход обеспечивает наибольшую достоверность результатов расчетов, выполненных по модели и позволяет обосновано судить о влиянии различных факторов на показатели технологического процесса.

Предложенная в работе модель процесса электроплавки сульфидного Си-№ сырья включает в себя следующие структурно-смысловые блоки: 1) вещественного состава исходных материалов; 2) количественного состава шихты; 3) первичных превращений шихты; 4) количественных составов пыли и прочих; 5) количественного состава штейна, шлака и флюса; 6) количественного состава технологических газов.

При составлении модели учитывалось два возможных варианта проведения технологии: с применением в электроплавке кварцевого флюса и в его отсутствии.

Масса флюса, задаваемого в шихту электроплавки (в случае флюсовой плавки), фигурирует в модели количественного состава шихты как неизвестная величина, которая находится в результате решения всей модели.

В блоке первичных превращений шихты в модели учитываются реакции кальцинации и диссоциации компонентов шихты. К реакциям кальцинации отнесены реакции разложения водных силикатов - серпентина, талька и хлорита - и карбоната кальция. Реакции диссоциации представлены разложением высших сульфидов с образованием низших сульфидов ( Л'/з^г, Си25, РеБ) и элементарной серы.

Модель блока количественных составов штейна и отвального шлака РТП базируется на детерминированном учете механизма штейно- и шлакообразования и на количественных соотношениях, достаточно надежно характеризующих технологию электроплавки медно-никелевой шихты на слабометаллизированный штейн. В качестве базовых неизвестных величин, подлежащих определению в модели, приняты массы получаемых штейна и шлака. В варианте флюсовой плавки к ним добавляется масса флюса. От значений этих базовых неизвестных зависят массы всех компонентов, входящих в штейн, шлак и флюс. Эти массы в большинстве случаев определя-

ются через массовые содержания (концентрации) компонентов в штейне, шлаке и флюсе.

Концентрации никеля, кобальта и меди в шлаках РТП определялись по регрессионным уравнениям (10, 11, 12):

(Nif = 0,79 -1,15 10"2 (S/02 )"* - 3,54 10"1 • (Fe)""' (10)

(Со)" =0,446-7,69 10"' (Sf02)"" -1,53 10~3 (MgO)"" -1,23 10"' (Fef~ (11) (Cu]f" = 0,453-1,96 lO"1 (SiO.f -5,715 10"3 (Fe)""", (12)

Разработанная модель процесса, позволяет определить массу штейна и шлака, а также флюса (в варианте флюсовой плавки). Каждое базовое уравнение этой системы содержит в левой части базовое неизвестное (искомую массу), а в правой - сумму компонентов, слагающих данный продукт (или флюс).

Поступление в электроплавку оборотного конвертерного шлака не позволяет при моделировании технологии электроплавки ограничиться моделью только самой электроплавки, так как количество и состав поступающего в плавку конвертерного шлака в каждом конкретном случае требует уточнения. Поэтому была разработана модель плавильного цеха, которая представлена двумя взаимосвязанными переделами - электроплавкой и конвертированием.

В соответствии с существующей заводской практикой весь процесс (цикл) конвертирования при разработке модели конвертирования был подразделен на 3 этапа: стадию набора массы, «холостую продувку» и стадию варки файнштейна. В свою очередь, стадия набора подразделялась на несколько отдельных продувок, каждая из которых заканчивалась сливом наборного шлака. Для каждой из них, как и для «холостой» продувки и стадии варки файнштейна, составлялась модель развернутого материального баланса. Разработанная модель технологии конвертирования, позволяет определить переход цветных металлов и других компонентов в конвертерный шлак при разной организации процесса конвертирования. Вместе с тем, реализация этой конвертерной модели требует разбивки всего процесса на отдельные продувки разной продолжительности, причем задание времени каждой очередной продувки (особенно в конце набора и при холостых продувках) основано на анализе результатов предыдущей. При составлении модели цеха процесс конвертирования условно разбивается на короткие продувки равной заданной

продолжительности. Для каждой продувки рассчитывается состав сульфидной массы и для нее - состав и количество шлака. Эти расчеты выполнялись вплоть до получения файнштейна. Суммированием масс шлака и его компонентов по всем продувкам определяются масса и средний состав всего конвертерного шлака. В таком виде предложенная модель конвертирования была тесно увязана с моделью электроплавки и составляла модель плавильного цеха.

Для выполнения расчетов с помощью предложенной модели была составлена компьютерная программа на языке программирования Turbo Pascal. При проведении расчетов варьировались: состав исходного сырья плавильного цеха, соотношение в содержании отдельных минералов рудной части шихты, расход восстановителя, металлизацию штейна, содержание прочих в штейне и файнштейне и т.д.

Сравнение результатов, полученных при использовании предложенной модели, с данными технических отчетов плавцеха показал хорошее совпадение рассчитанных и фактических данных.

На основе предложенной математической модели процессов электроплавки и конвертирования с использованием пакетов MAT-LAB была разработана программа оптимальной шихтовки. Целевая функция представляла собой сумму сквозных извлечений цветных металлов Си, Nu и Со в ценный продукт процессов электроплавки и конвертирования. Для решения поставленной задачи оптимизации с ограничениями применяли, так называемые уравнения Куна-Таккера. Для решения данных уравнений в пакете Optimization MATLAB использован алгоритм последовательного квадратичного программирования, представляющий собой, по сути, разновидность квазиньютоновского метода. В результате выполнения расчетов были получены оптимальные соотношения (массы) шихтовых материалов, загружаемых в РТП и конвертер, обеспечивающие достижение максимально возможных извлечений цветных металлов, при соблюдении установленных ограничений.

3. Переработка брикетированного Cu-Ni концентрата позволяет повысить извлечение цветных металлов при неизменном удельном расходе электроэнергии.

Сравнительный анализ результатов расчета по моделям технологии плавцеха на существующем сырье и планируемом брикетированном концентрате (при одинаковой в обоих случаях массах никеля в сырье) показал, что:

1) массы получаемого при плавке штейна и в том, и в другом случае отличаются незначительно; штейн при плавке брикетов несколько богаче общей массой цветных металлов и, соответственно, содержит меньше железа;

2) содержание в отвальном шлаке РТП всех трех цветных металлов при плавке брикетов практически не отличается от плавки существующего сырья; однако масса шлака в случае брикетов получается меньше; в соответствии с этим потери всех цветных металлов со шлаком оказываются ниже;

3) состав шлака РТП в обоих случаях отличается незначительно;

4) масса файнштейна, получаемого при плавке брикетов, больше, чем при существующем сырье, и в нем, соответственно, выше содержание всех цветных металлов. Соответственно, заметно возрастает и сквозное извлечение металлов по цеху;

5) состав и выход конвертерного шлака изменяется незначительно;

6) извлечения цветных металлов, как передельные, так и сквозные по цеху оказываются при плавке брикетов значительно выше, чем по существующей технологии. Существенным моментом, отличающим плавку брикетов от плавки существующего сырья, является получение непосредственно из твердой шихты, составляющей материал шихтовых откосов печи, первичного шлака с весьма высоким содержанием М§0 (до 29%). Окончательный шлак образуется в результате взаимодействия первичного шлака с заливаемым в печь конвертерным шлаком. В случае, когда конвертерный шлак не заливается в печь, первичный шлак имеет состав, исключающий плавку брикетов в печи. Таким образом, для нормального режима работы необходимо осуществлять регулярную заливку в печь конвертерного шлака.

Отличие предлагаемой технологии плавки (не считая, конечно, условий загрузки в РТП брикетов вместо руды и окатышей) заключается в изменении режима выпуска продуктов плавки.

Для определения удельного расхода электроэнергии при плавке брикетов был выполнен корреляционно- регрессионный анализ заводских данных за длительный период работы плавильного цеха (20 лет). В результате анализа получено уравнение регрессии, адекватно описывающее параметры работы печей. В качестве факторов в уравнении фигурируют содержание в шлаке 5102, М§0 и общего железа, в штейне - общего железа и нагрузка РТП по вводимой мощности. Расчет по этому уравнению показал, что при существующей электрической нагрузке удельный расход электроэнергии на плавку брикетов будет находится на том же уровне.

В результате выполненного всестороннего анализа изменения технологических показателей плавцеха при переходе на новый вид сырья - брикетированный концентрат, было установлено, что недостаток оксидного железа и кремнезема сказывается на процессе электроплавки, повышая магнезиальность шлака РТП и увеличивая температуру его плавления. В зависимости от состава брикетов содержание М§0 в "собственном" шлаке меняется в широких пределах (от вполне приемлемых 21-23 % до более высоких 28-29 %).

Это предположение было проверено на брикетах различного состава, что позволило установить главные факторы, влияющие на содержание МДО в "собственном" шлаке РТП: концентрация серы и оксида магния в исходных брикетах. В связи, с чем не рекомендуется плавить брикеты с содержаниями серы более 17 % и оксида магния более 10,5 % без заливки жидкого конвертерного шлака.

Установлено, что при содержании кремнезема в брикетах менее 20-22 % процесс электроплавки можно будет без особых сложностей вести по бесфлюсовой схеме, если при этом будет обеспечено постоянное присутствие конвертерного шлака в ванне электропечи. На сквозных извлечениях цветных металлов это практически не скажется.

Количество получаемого электропечного штейна в случае брикетов несколько меньше, чем при существующей шихте и этот штейн более богатый, содержит заметно меньше железа, откуда сле-

дует, что вопреки ожиданиям, переход на плавку брикетов не только не повысит тепловые резервы конвертеров, но и приведет к их заметному уменьшению.

ВЫВОДЫ

1. В результате экспериментальных и теоретических исследований предложена экспоненциально-степенная аналитическая зависимость кинетики сушки брикетированного сульфидного Си-Ы1 концентрата.

2. Установлены зависимости показателей брикетирования сульфидного Си-№ концентрата (с применением в качестве связующего - лигносульфаната) от его гранулометрического состава, содержания связующего в шихте, плотности шихты, производительности по концентрату, влажности материала поступающего на брикет-пресс, влажности брикетов и давления брикетирования.

3. Получены регрессионные уравнения, устанавливающие ведущую роль гранулометрического состава концентрата и давления брикетирования на выход возврата на брикет-прессе; влажности брикетов и концентрата, содержания связующего на прочность при сжатии брикетов.

4. Разработаны математические модели технологий электроплавки, конвертирования сульфидного медно-никелевого сырья, а также модель плавильного цеха комбината «Печенганикель», основанные на учете вещественного состава исходных материалов по всем основным химическим элементам и соединениям. Модели позволяют рассчитывать массовые и вещественные составы всех основных продуктов переделов и поэлементные материальные балансы переделов и всего цеха при флюсовой и бесфлюсовой плавках.

5. Установлены регрессионные уравнения, дающие возможность с приемлемой точностью определять содержание никеля, кобальта и меди в шлаке рудно-термических печей плавцеха. На основе разработанных моделей создана компьютерная программа, учитывающая номенклатуру, массу и составы материалов, поступающих на пирометаллургическую переработку. Ее реализация совместно с пакетом МАТЬАВ позволила разработать программный

продукт для определения оптимальной шихтовки пирометаллурги-ческих переделов.

6. Доказано, что переработка брикетированного Cu-Ni концентрата в условиях нестабильного состава исходного сырья позволяет повысить извлечение цветных металлов в штейн, файнштейн и сократить их потери со шлаком при неизменном удельном расходе электроэнергии.

7. Установлена линейная зависимость удельного расхода электроэнергии при электроплавке сульфидного Cu-Ni сырья от содержания железа в шлаке и в штейне, а также от средней нагрузки печи.

Основные публикации по теме диссертации:

1.Калюкина Е.В. Оценка энергетических показателей электроплавки медно-никелевого сырья при переходе на новый вид исходных материалов.// Записки горного института. Полезные ископаемые России и их освоение. - СПб, 2002 г. с. 202-204.

2. Гальнбек A.A. Электроплавка брикетированного сульфидного медно-никелевого сырья / A.A. Гальнбек, И.Н. Белоглазов, В.О. Голубев, Е.В. Калюкина// - СПб.: Изд. дом «Руда и металлы», 2002 г.-с. 15-37.

3. Калюкина Е.В. Разработка математической модели процесса электроплавки брикетированного сырья. // Записки горного института. Полезные ископаемые России и их освоение. - СПб, 2003 г. с. 185-188.

4. Белоглазов И.Н. Определение факторов, влияющих на содержание цветных металлов в шлаке РТП при плавке брикетированного медно-никелевого сырья / И.Н. Белоглазов, Е.В. Ивановская // Тез. докл. Специализированной международной выставки-конференции «Металлургические технологии и экология». - СПб., РЕСТЕК, 2003 г. с.27-31.

5. Ивановская Е.В. Физико-химические особенности переработки брикетированного медно-никелевого концентрата. // Записки горного института. Полезные ископаемые России и их освоение. -СПб, 2004 г. с. 148-150.

6. Ивановская Е.В. Исследование составов шлаков руднотер-мической плавки при переработке медно-никелевого брикетирован-

ного сырья / Е.В.Ивановская, И.НБелоглазов// Материалы уральской горнопромышленной декады. - Екатеринбург, 2004 г. с.308-313.

7. Ивановская Е.В. Оценка удельного расхода электроэнергии РТП при переработке медно-никелевого брикетированного сырья. // Материалы VIII Международного Симпозиума молодых ученых, аспирантов, и студентов. - М.: МГУИЭ, 2004 г. с. 217-218.

8. Ивановская Е.В. Оценка эффективности пирометаллургиче-ской переработки сульфидного медно-никелевого брикетированного концентрата. / Е.В. Ивановская, И.Н. Белоглазов, В.О. Голубев, Ю.А. Чумаков, И.Ю. Петрович // Цветные металлы, 2005 г. №7. с.23-25.

РИЦ СПГТИ. 16.11 2005. 3.483 Т. 100 экз 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

»2371J

РНБ Русский фонд

2006-4 27205

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Современное состояние и перспективы переработки сульфидных медно-никелевых руд и концентратов.

1.1. Подготовка сульфидных медно-никелевых руд и концентратов к пирометаллургическому переделу.

1.1.1. Общие сведения об окусковании флотоконцентратов методом агломерации.

1.1.2. Окускование флотоконцентрата методом окатывания с последующим окислительным обжигом.

1.1.3. Окускование флотоконцентратов методом брикетирования.

1.2. Общие сведения о плавке Cu-Ni сульфидной шихты в руднотермических печах.

1.3. Общие сведения о конвертировании медно-никелевых штейнов.

1.4. Современное состояние и перспективы переработки Cu-Ni сульфидных руд и концентратов на ГМК "Печенганикель".

Выводы.5 О

Глава 2. Исследование процесса подготовки сульфидного медно-никелевого сырья к пирометаллургическому переделу.

2.1. Характеристики процесса сушки.

2.2. Статика процесса сушки.

2.3. Физическая картина процесса сушки.

2.3.1. Общие закономерности кинетики сушки.

2.3.2. Упрощенные модели кинетики сушки.

2.4. Кинетика процесса сушки брикетированного сульфидного медно-никелевого концентрата.

2.5. Исследование влияния параметров на технологические показатели брикетирования.

Выводы.

Глава 3. Математическая модель технологии электроплавки и конвертирования сульфидного медно-никелевого сырья.

3.1. Особенности математического описания переработки медно-никелевых концентратов в плавцехе ГМК «Печенганикель».

3.2. Математическая модель технологии электроплавки сульфидного медно-никелевого сырья.

3.2.1. Распределение цветных металлов между продуктами плавки.

3.3. Математическая модель процесса конвертирования сульфидного медно-никелевого сырья.

3.4. Сквозная математическая модель плавильного цеха комбината «Печенганикель».

3.5. Определение и оценка изменений основных технико-экономических показателей плавцеха комбината «Печенганикель» при переходе на новый вид сырья.

3.5.1. Изменение технологических показателей при переходе на брикеты

3.5.2. Влияние состава брикетов на технологические показатели плавцеха

Выводы.

Глава 4. Разработка математической модели энергетики электроплавки сульфидного медно-никелевого сырья.

4.1. Модель энергетики электроплавки брикетированного концентрата.

4.2. Определение удельного расхода электроэнергии.

4.3. Оценка энергетических показателей электроплавки при переходе на новый вид исходного сырья.

Выводы.

Глава 5. Оптимизация основных параметров процессов электроплавки и конвертирования сульфидного медно-никелевого сырья комбината

Печенганикель».

5.1 Общая постановка задачи оптимизации и основные положения.

5.2. Численные методы поиска безусловного экстремума.

5.3. Численные методы поиска условного экстремума.

5.3.1. Методы последовательной безусловной минимизации.

5.4. Разработка программы оптимальной шихтовки пирометаллургического передела комбината «Печенганикель».

Потребность в производстве металлов непрерывно увеличивается. Удовлетворение этой потребности во всех возрастающих масштабах ведет к истощению природных ресурсов, следовательно, необходимо более эффективное их использование. В результате происходит непрерывное изменение характера производства металлов, увеличение масштаба этого производства и их технического применения [77].

Один из первых металлов, которые человек стал применять для технических целей - медь. Найденные в Египте древнейшие изделия из самородной меди относятся к пятому тысячелетию до н.э. На территории России были найдены шахты, возраст которых несколько тысяч лет [98].

Медь входит в состав более чем 200 минералов, однако, промышленное значение имеют приблизительно 40 из них.

Медные руды - комплексное сырье, помимо меди содержащее цинк, никель, молибден, кобальт и, кроме того, серу, селен, и золото. В настоящее время перерабатываются руды, содержащие от 0,7 до 3 % меди.

Производство меди основано на переработке сульфидных и окисленных медных руд. Более 80 % меди получают пирометаллургическим методом, остальные 20 % - методом гидрометаллургии [63].

Россия - один из основных производителей меди. Медь наряду с основными энергоносителями, алюминием, никелем и черными металлами, является одним из основных экспортных товаров Российской Федерации. Себестоимость российской меди ниже западной - в среднем около 1200 долл./т. Пределом рентабельности для отечественных производителей является цена меди в 1500 долл./т.

По разведанным запасам, добыче и производству меди Россия лидирует среди стран СНГ и находится в первой десятке крупнейших стран мира.

Основные месторождения медных руд в России расположены в Красноярском крае и на Урале. Кроме этого, значительные объемы руды российские предприятия получают из Казахстана и Монголии. Основные производства меди в России, так же как и месторождения, сконцентрированы на Урале и в Заполярье. В медной промышленности России можно выделить два крупных производственных комплекса. Первый из них - это предприятия ГМК «Норильский никель», перерабатывающие богатые комплексные руды Норильского рудного района. На этих предприятиях освоен и сбалансирован весь производственный цикл - от добычи руды до рафинирования меди (около 55% медеэлектролитных мощностей страны). Второй комплекс - предприятия Урала. Здесь главенствующую роль играет Уральская горно-металлургическая компания (УГМК), производящая 38% всей российской меди. В мировой торговле рафинированной медью на долю РФ приходится почти 1/10 всех поставок. Россия занимает второе место в мире (после Чили) по экспорту этой продукции.

Производство рудничной меди осуществляется в 54 странах, при этом треть добычи приходится на Чили (34,2%) и США (12,9%). Чили и США, а также еще шесть стран обеспечивают 76% мирового рудничного производства.

Важнейшими в России являются месторождения сульфидных медно-никелевых руд Октябрьское, Талнахское и Норильск-I в Норильском рудном районе. В них сосредоточено более 40% российских запасов категорий А+В+С1 и более 60% - категории С2. Лицензии на эксплуатацию принадлежат ОАО ГМК "Норильский никель" [85].

Основной объем переработки медного концентрата осуществляет ОАО ГМК "Норильский никель".

Крупнейшие медные холдинги ГМК "Норильский никель" и ОАО «Уральская горно-металлургическая компания» обеспечивают в сумме около 90% российского производства меди.

ОАО "ГМК "Норильский никель" - крупнейший в России и один из крупнейших в мире производителей цветных и драгоценных металлов, располагающий богатыми сырьевыми ресурсами. Предприятия ОАО ГМК "Норильский никель" производят никель, медь, кобальт, драгоценные металлы (золото, серебро, металлы платиновой группы), селен, теллур, техническую серу, каменный уголь и другую продукцию производственно-технического назначения. На долю ОАО "ГМК "Норильский никель" приходится около 3,1% мирового производства меди. На отечественном рынке на долю предприятий ОАО ГМК "Норильский никель" приходится около 55% всей производимой меди. [64]

Одним из крупнейших предприятий не только Мурманской области, но и Северо-запада России, является ОАО "Кольская горно-металлургическая компания".

ОАО "Кольская горно-металлургическая компания" создана в 1998 году на базе предприятий Российского акционерного общества по производству цветных и драгоценных металлов "Норильский никель" в Мурманской области, комбинатов "Североникель" и "Печенганикель", действующих с 40-х годов.

В настоящее время ОАО "Кольская горно-металлургическая компания" представляет собой единый горно-металлургический комплекс по добыче сульфидных медно-никелевых руд, производству электролитного никеля, электролитной меди, никелевого порошка высокого качества, кобальтового концентрата, концентратов драгоценных металлов, серной кислоты, изделий камнерезного производства и минеральных плит. [14]

Основные производства комбината "Печенганикель" сосредоточены в городах Заполярный и Никель.

Предприятие вступило в строй в 1946 году и перерабатывало руду расположенных вблизи небольших рудников.

В настоящее время комбинат производит добычу сульфидной медно-никелевой руды, её обогащение и металлургическую переработку до файн-штейна. [14]

Конец 2001 года стал для производителей меди одним из самых тяжелых за последнее десятилетие. Спад цен на металл продолжался в течение всего года и составил почти 13% . А 7 ноября 2001 г. на ЛБМ была зафиксирована рекордно низкая цена на медь - 1319 долл./тонну. Такое положение дел с медью было обусловлено неблагоприятной обстановкой в мировой экономике. Ранее, до начала 90-х годов, соотношение между производимой медью и потреблением было практически равновесным, однако, потом в отрасли произошел кризис. С одной стороны, из-за замедления темпов роста экономик ведущих стран стали падать и темпы прироста ежегодного потребления меди. С другой стороны, начался активный процесс замещения меди альтернативными материалами (ме-таллопластик, стекловолокно). [23]

Ведущие мировые производители меди были озабочены ситуацией, связанной с низкими ценами на этот металл. Критическая ситуация на рынке в 2001-2002 гг. вызванная переизбытком складских запасов послужила причиной того, что ВНР Billiton (второй по величине производитель меди в мире) отказался возобновлять добычу руды на шахтах, находящихся на юго-западе США. Американская компания Asarco (производитель меди № 4) также заявила о закрытии в 2003 г. шахты, добывающей 150 тыс. тонн меди в год.

За 8 месяцев 2002 г. спрос на медь вырос на 1,5% по сравнению с аналогичным периодом 2001 г. Рост мирового потребления меди обеспечила китайская экономика. Так, в Китае спрос на медь вырос на 19,5%, в то время как в ЕС спрос упал на 3,6%, а в США - на 9,2%.

Низкие цены и затоваривание на мировом рынке, а также сокращение переработки вторичного сырья и снижение поставок медного концентрата из Монголии явились причинами снижения производства рафинированной меди в России в 2002 г. на 2,9%, в том числе на предприятиях Уральского региона - на 1,4%, а на предприятиях ОАО "ГМК "Норильский никель" - на 6,4%. При этом производство медного проката увеличилось на 5,1% по сравнению с 2001 г.[23]

В настоящее время ситуация изменилась. Растущий спрос и повышающие прогнозы сыграли определенную роль - весь прошедший год котировки меди на ЛБМ увеличились по итогам года более чем на 20%. Биржевые запасы металла, напротив, продолжили снижаться и уже к началу февраля 2005 года достигли, пожалуй, самой низкой за всю историю торгов отметки: 43,75 тыс. т. На рынке обнаружился явный дефицит. При этом рост цены с начала года составил на конец января почти 4%, достигнув уровня в 3060 долл./т по 3- месячному контракту. Таким образом, психологически важный предел в 3000 долл./т был преодолен уже в первый месяц года. Мировое производство рафинированной меди в 2004 году составило 15,77 млн. тонн. По прогнозным оценкам в 2005 году наметилась тенденция роста производства рафинированной меди до 16,93 млн т. Главные ставки делают на рост выпуска странами Азии, такими как Китай, Индия, Тайланд. [59, 60]

Помимо медного производства большое значение для экономики России имеет производство никеля, который был открыт в 1751 г. шведом Кронштен-дом.[98]

Никель входит в состав никелевых руд и самородных минералов. Никелевые руды представляют собой в основном минеральное соединение (сернистые, мышьяковистые, кремнекислые). Наибольшее промышленное значение имеют сульфидные руды; они обычно являются комплексными медно-никелевыми. Содержание никеля в сульфидных рудах колеблется от 0,5 до 4 и даже до 5%. Постоянно присутствуют в этих рудах в качестве примесей палладий, платина, родий, золото, серебро, селен, теллур [78].

Получение чистого никеля - весьма сложный многостадийный процесс. Из сульфидных руд после предварительного обогащения получают медно-никелевые концентраты. Затем следуют процессы агломерации, первичной плавки и получения штейна, переработки штейнов в конверторах и получения файнштейна, обогащения файнштейна и разделения его на никелевые и медные концентраты, переработки файнштейна различными способами и получения металлического никеля. Общий процент извлечения никеля из руд не превышает 70-75 % [8, 63].

Мировое производство никеля составляет порядка около 1030 тыс. т. в год. Наибольшие запасы никеля расположены в Канаде, Индонезии, России, Австралии, Новой Каледонии и на Кубе. [71]

РАО «Норильский Никель» является одним из крупнейших поставщиков никеля в мире. Промышленная продукция производится дочерними компаниями РАО и ОАО «Кольская ГМК». На долю дочерних обществ РАО «Норильский никель» и ОАО «Кольская ГМК» приходится примерно 20% мирового производства никеля. На отечественном рынке на долю дочерних обществ РАО «Норильский Никель» приходится около 96% всего производимого в стране никеля. [64]

Крупнейшие североамериканские производители - Inco Ltd. (Toronto) и Falconbridge Ltd. (Toronto). В других регионах доминирующие позиции занимают WMC Ltd. (Melbourne, Australia); Sumitomo Metal Mining Co. Ltd. (зарегистрирована в Японии); Eramet SA (Франция); Jinchuan Non-Ferrous Co. (Китай).

Мировой рынок никеля отличается достаточно высокой нестабильностью цен. Так в 1998 г. на рынке никеля произошло перенасыщение, приведшее к падению цен. На протяжении 2000 г. на рынке никеля наблюдался дефицит никеля примерно в размере 20 тыс. т. по сравнению с дефицитом в размере 49 тыс. т в 1999 г. В результате сокращения дефицита на рынке никеля его цена снизилась в среднем с $10 тыс. за т. в 1999 г. до $7.2 тыс. за т. в конце 2000 г. [23]

По итогам 2004 года по оценкам экспертов объем мирового производства никеля составил около 1270 тыс.тонн. На долю России приходится более 21 % или 268 тыс.тонн. Никель и продукция на его основе экспортируется более чем в 40 стран мира. Около 200 иностранных компаний импортируют продукцию российского производства. Основными странами потребителями, на долю которых приходится около 99% всех экспортных поставок, являются: Швейцария - 42,7 %, Нидерланды - 30,2%, Великобритания - 8,0%, Финляндия - 6,5%, Китай - 4,1%, Швеция - 3,6%, Южная Корея - 3,6%). Общий объем экспортной выручки в 2004 году превысил 3,59 млрд.долларов США. [60]

Никель, как и медь, является биржевым товаром. За последние два года основными причинами резкого роста биржевых цен были «спекулятивные» сделки страховых и инвестиционных фондов, основанные на спросе со стороны

Китая на никель и нержавеющую сталь. Если в 2003 году среднегодовая цена составляла 9640 долларов США за тонну, то уже в начале 2004 года цены скакнули до 17000 долларов. Цены ЛБМ на никель с 3-х месячной поставкой на конец февраля 2005 г. составляют более 16100 долл. за тонну. По оценке экспертов дефицит предложения никеля в 2005 году снизится до 10-15 тыс.тонн, что повлечет корректировку цен до уровня 13500-14000 долларов за тонну. [59, 60]

Рынок никеля, так же как меди и алюминия, имеет сильные фундаментальные показатели. Дефицит металла на рынке в текущем году оценивается в 1020 тыс. тонн, и сохранение дефицита прогнозируется как минимум до 2006 г, пока не будут реализованы крупные никелевые проекты в Новой Каледонии, Канаде или Австралии. [23]

По итогам 2004 года общий объем производства никеля ГМК "Норильский никель" увеличился до 243 тыс. тонн по сравнению с 239 тыс. тонн в 2003 году. Ежеквартальное производство никеля в 2004 году составило 61, 61, 59 и 62 тыс. тонн в первом, втором, третьем и четвертом кварталах соответственно.

Общий объем производства меди в 2004 году практически не изменился и составил 447 тыс. тонн по сравнению с 451 тыс. тонн в 2003 году. Ежеквартальное производство также было стабильным в течение 2004 года и составило 110, 112, 112 и 113 тыс. тонн в первом, втором, третьем и четвертом кварталах соответственно.

Планируется, что в 2005 году объем производства никеля и меди практически не изменится и ожидается в объеме 240 - 245 тыс. тонн никеля и 440 - 450 тыс. тонн меди.

Актуальность работы.

В настоящее время в рамках совершенствования пирометаллургической технологии переработки сульфидных медно-никелевых концентратов в Кольской горно-металлургической компании разрабатывается новая технология подготовки руд к плавке, включающая операции фильтрации, брикетирования и сушки брикетов, с последующей плавкой брикетов [14].

Планируемое радикальное изменение состава сырья, направляемого в металлургическое производство в плавильный цех комбината «Печенганикель», неизбежно внесет весьма существенные изменения в технологию цеха.

Основным компонентом шихты рудно-термических печей плавильного цеха в настоящее время являются обожженные окатыши и рудное сырье близлежащих рудников, суммарная доля которых в общей массе загрузки электропечи по данным технических отчетов составляет 45-50 %. Переход на плавку брикетированного концентрата, химико-минералогический состав и физические характеристики которого резко отличаются от смеси руды и обожженных окатышей, повлечет неизбежное изменение технологии плавильного цеха. В первую очередь эти изменения затронут головной передел - рудную электроплавку, показатели которой зависят как от состава исходного сырья (собственная руда, окатыши, норильская руда, штейны и шлаки других комбинатов, скрап, зачистки лежалого сырья, а в скором времени и брикеты) так и оборотного (жидкий конвертерный шлак).

Большое разнообразие, широкий диапазон химико-минералогических составов и физических характеристик загружаемых компонентов в сочетании с постоянным изменением долей загружаемых компонентов (о чем свидетельствуют технические отчеты плавильного цеха за последние годы) затрудняют априорную оценку технологических показателей процессов электроплавки и конвертирования. Практика показывает, что в таких условиях работа электропечей становится крайне нестабильной, что сопровождается снижением технико-экономических показателей, ухудшением экологической обстановки и условий труда, а в ряде случаев чревато возникновением нештатных и аварийных ситуаций.

Переход на плавку брикетированного концентрата, скорее всего, повлечет за собой значительные трудности в ее освоении, поэтому проведение предварительных исследований, направленных на разработку планируемой технологии, является весьма актуальным. Особое внимание должно быть уделено математическому моделированию электроплавки и конвертирования медно-никелевых руд и концентратов, что на существующем уровне развития электронной техники вполне осуществимо, несмотря на плохую моделируемость всех рудопла-вильных процессов.

Таким образом, тема данной диссертационной работы направлена на решение актуальной проблемы, стоящей перед комбинатом «Печенганикель» -определение оптимальных условий технологии электроплавки нового вида сырья - брикетированного необожженного флотационного концентрата. Для ее эффективного решения требуется проведение теоретических и экспериментальных исследований, направленных на разработку математического описания и оптимизации процессов электроплавки и конвертирования сульфидного мед-но-никелевого сырья.

Исследования выполнялись в соответствии с Грантом РФФИ «Поддержка ведущих научных школ» (проект № 00-15-99070л) и госбюджетной тематикой 6.30.028 «Моделирование процессов, аппаратуры и систем управления промышленных печей и технологического оборудования производства металлов» (1999-2001 г.г.) и 6.30.022 «Исследование теоретических основ и разработка экологически безопасных ресурсосберегающих процессов комплексной переработки металлосодержащего сырья и продуктов» (2002-2004 г.г.).

Цель работы - разработка оптимальных режимов подготовки шихты и ее пирометаллургической переработки, обеспечивающих улучшение основных технологических показателей.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• определить оптимальные условия операций подготовки сульфидных медно-никелевых брикетированных концентратов при дальнейшей пирометаллургической переработке;

• разработать математические модели электроплавки и конвертирования, позволяющие оценить влияние состава исходного сырья на выход продуктов переделов и основные технико-экономические показатели процессов;

• разработать программный продукт, позволяющий определить оптимальную шихтовку процессов электроплавки и конвертирования с целью достижения максимально возможных извлечений цветных металлов в штейн и файнштейн при соблюдении заданных ограничений.

Методы исследования. В работе были использованы экспериментальные и теоретические методы исследований. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторном масштабе. Применялись методы математической статистики, аналитической и графоаналитической обработки данных лабораторных исследований и материалов обследования действующего промышленного производства. Количественный и химический состав проб определялся методами классической аналитической химии, рентгеноспектральным и рент-генофлюарисцентным. Физические характеристики твердых материалов изучались на основе принятых в заводской практике методов технологического контроля. Обработка результатов исследований проводилась с использованием следующих программных продуктов: Excel, Mathcad, Matlab, Statistica и собственных программных разработок.

Научная новизна работы.

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований в работе получены следующие результаты:

• разработана математическая модель кинетики процесса сушки брикетированного сульфидного медно-никелевого сырья;

• установлены зависимости основных показателей процесса брикетирования от определяющих технологических факторов;

•дано математическое описание с помощью уравнений линейной регрессии:

- количества возврата на брикет-прессе от давления брикетирования и гранулометрического состава;

- прочности на сжатие брикетов от влажности концентрата и брикетов и количества связующего;

• разработана математическая модель электроплавки и конвертирования сульфидного Cu-Ni сырья, позволяющая оценить влияние состава исходного сырья на выход продуктов переделов и основные технико-экономические показатели процессов;

• разработан программный продукт, позволяющий определить оптимальную шихтовку процесса электроплавки сульфидного Cu-Ni сырья и конвертирования штейна.

Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований были сделаны следующие практические рекомендации:

• даны предложения по организации рациональной системы шихтоподготовки, обеспечивающей улучшение технико-экономических показателей пирометаллургических переделов при комплексной переработке сульфидного Cu-Ni сырья;

• разработаны рекомендации по выбору оптимального состава исходного сырья и промпродуктов в зависимости от показателей пирометаллургических переделов;

• предложен программный продукт, позволяющий осуществлять оптимизацию шихтоподготовительных и пирометаллургических переделов при переработке сульфидного Cu-Ni сырья сложного химико-минералогического состава.

Достоверность полученных результатов. Достоверность приводимых результатов была подтверждена надежной сходимостью с промышленными данными, предоставленными комбинатом «Печенганикель».

Защищаемые положения диссертации

1. Кинетика сушки брикетированного Cu-Ni концентрата во всем временном диапазоне может быть описана уравнением экспоненциально-степенного характера, которое позволяет определять предельную продолжительность процесса.

2. Оптимальные показатели пирометаллургической переработки сульфидного Cu-Ni сырья могут быть найдены с помощью математической модели, полученной на основе анализа физико-химических процессов и производственных данных комбината «Печенганикель».

3. Переработка брикетированного Cu-Ni концентрата позволяет повысить извлечение цветных металлов при неизменном удельном расходе электроэнергии.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях студентов и молодых ученых "Полезные ископаемые России и их освоение" (Санкт-Петербург, 20022005 гг.), Международной научной конференции «Металлургические технологии и экология» РЕСТЕК (Санкт-Петербург, 2003 г.), VIII Международном Симпозиуме молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника экологически чистых производств в XXI веке: Проблемы и Перспективы» (Москва, 2004 г.).

По теме диссертации опубликовано: 1 научная брошюра, 5 статей, 2 тезиса докладов на международных и российских конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 108 наименований, иллюстрирована 41 рисунком, содержит 17 таблиц и изложена на 230 страницах машинописного текста.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе изучения кинетики сушки брикетированного сульфидного медно-никелевого материала были построены кривая сушки и кривая скорости сушки, характеризующие процесс. Кроме этого была получена адекватная зависимость для описания всех периодов процесса сушки брикетов

W -W ■ -» ехр

Ж - W. f

14,47 т2 v 191,77''79 - г1,79 v у

В результате другого немаловажного этапа исследования — изучения влияния различных параметров на технологические показатели брикетирования: характеристики сушеных брикетов, такие как прочность на сжатие и ударная прочность, количество возврата на брикет прессе. Были определены факторы, в большей степени, влияющие на показатели брикетирования. В результате проведенной статистической обработки экспериментальных и промышленных данных были получены регрессионные уравнения: для определения количества возврата на брикет прессе Voz = 718,85 -1,069 • Рбр - 6,599 • R2 - 4,93 • R3; для оценочных расчетов прочности на сжатие сырых брикетов SPv = 13,731- 2,62 • Vlk + 2,365 • Ccv + 6,396 • VI b

Также были определены направления влияния рассматриваемых факторов на показатели брикетирования, подробно описанные в главе 2.

Статистической обработкой заводских (плавильный цех ГМК «Печенганикель») данных методом корреляционно-регрессионного анализа получены регрессионные уравнения, позволяющие с приемлемой точностью определять содержание в шлаке рудно-термических печей (РТП) плавцеха никеля и кобальта и, приближенно, - меди при возможной вариации определяющих это содержание факторов.

Разработана математическая модель технологии рудной электроплавки и сквозная модель технологии цеха, основанные на учете вещественного состава исходных материалов по всем основным химическим элементам и соединениям. Модель позволяет рассчитывать массовые и вещественные составы всех основных продуктов переделов и поэлементные материальные балансы переделов и всего цеха при флюсовой и бесфлюсовой плавках.

На основе разработанных моделей создана компьютерная программа, позволяющая изменять в широких пределах исходные данные по номенклатуре, массам и составам материалов, поступающих на переработку в переделы (электропечной и конвертерный) плавильного цеха (брикетированного концентрата, собственный и привозной (норильской) руды, обожженных окатышей, медно-никелевого шлака и штейна комбината «Североникель», штейна уральских заводов). Программа может работать во всех версиях операционных систем Dos и Windows.

Сравнение выполненных по модели расчетов с исходным сырьем, отвечающим существующей практике плавцеха, с отчетными данными плавцеха показывает в целом вполне удовлетворительное совпадение рассчитанных и фактических данных.

Сопоставительный анализ результатов расчета по моделям технологии плавцеха на существующем сырье и планируемом брикетированном концентрате (при одинаковой в обоих случаях массах никеля в сырье) показал:

1) Массы получаемого при плавке штейна и в том, и в другом случае отличается незначительно (при брикетах она немного меньше); штейн при плавке брикетов несколько богаче общей массой цветных металлов и, соответственно, содержит меньше железа;

2) содержание в отвальном шлаке РТП всех трех цветных металлов при плавке брикетов практически не отличается от плавки существующего сырья; однако масса шлака в случае брикетов весьма значительно получается меньше; в соответствии с этим потери всех цветных металлов со шлаком оказываются значительно ниже;

3) состав шлака РТП в обоих случаях при резкой разнице в количествах отличается незначительно: шлак при плавке брикетов при одинаковом содержании SiC>2 (принимался вариант флюсовой плавки с заданным SiCb в шлаке) содержит несколько больше железа; разница в остальных шлакообразующих несущественна;

4) Масса получаемого при плавке брикетов файнштейна больше, чем при существующем сырье, и, соответственно, он больше содержит всех цветных металлов (потери которых в отвальном шлаке ниже). Соответственно, заметно возрастает и сквозное извлечение металлов по цеху;

5) состав и выход конвертерного шлака практически неизменен;

6) извлечения всех цветных металлов, как передельные, так и сквозные по цеху в соответствии со сказанным выше оказываются при плавке брикетов значительно выше, чем при существующей технологии. Существенным моментом, отличающим плавку брикетов от плавки существующего сырья, является получение непосредственно из твердой шихты, составляющей материал шихтовых откосов печи, первичного шлака с весьма высоким содержанием MgO (до 29%). Окончательный шлак образуется в результате взаимодействия первичного шлака с заливаемым в печь конвертерным шлаком; без участия в шлаке последнего указанный первичный шлак имеет состав, практически исключающий плавку брикетов в печи. Ввиду этого режим работы печи недопустим без регулярной заливки в печь конвертерного шлака.

Если исключить влияние указанного в пункте 6 фактора, то, принимая во внимание, что состав шлака при плавке брикетов мало отличается от существующего, внесения каких-либо значительных изменений в технологический и электрический режимы электроплавки не потребуется. Единственным заметным отличием в технологии плавки (не считая, конечно, условий загрузки в РТП брикетов вместо руды и окатышей) будет режим выпуска продуктов плавки: значительно меньший выход шлака по отношению к штейну потребует существенного изменения этого режима.

Для определения удельного расхода электроэнергии при плавке брикетов был выполнен корреляционно- регрессионный анализ заводских данных по этому энергетическому показателю за длительный период работы плавильного цеха (20 лет). В результате анализа получено уравнение регрессии, адекватно описывающее указанные данные. В качестве факторов в уравнении фигурируют содержание в шлаке SiC>2, MgO и общего железа, в штейне - общего железа и нагрузка РТП по вводимой мощности. Расчет по этому уравнению показал, что при существующей электрической нагрузке РТП №3 или №4 удельный расход электроэнергии на плавку брикетов находится на уровне существующего (при переработке брикетов планируемого состава по расчету он равен 799,7 кВт-ч/т металлосодержащей шихты).

В «Технологическую инструкцию по переработке никельсодержащего сырья в руднотермических электропечах», действующую в настоящее время в плавильном цехе, для обеспечения оптимальных условий электроплавки брикетированного концентрата, в том числе повышения извлечения цветных металлов, которое достигается плавкой брикетов, должны быть внесены коррективы в части указанных выше изменений режимов выпуска из РТП штейна и отвального шлака и заливки в печь оборотного конвертерного шлака.

В составленной пользовательской программе сквозного расчета технологии плавильного цеха ГМК "Печенганикель" программы реализован альтернативный ввод данных из файла и с клавиатуры, осуществлен вывод результатов технологического расчета: массовых и вещественных составов всех продуктов и материальных балансов по переделам и цеху в целом, передельные и сквозные извлечения цветных металлов, баланс серы в процессе, сводные таблицы материальных балансов для электроплавки, конвертирования и сквозной материальный баланс. В заключении приводится состав шлака электропечи при плавке без оборотного конвертерного шлака.

В результате выполненного всестороннего анализа изменения технологических показателей плавцеха при переходе на новый вид сырья - брикетированный концентрат, было установлено, что недостаток оксидного железа и кремнезема сказывается на процессе электроплавки, повышая магнезиальность шлака РТП и увеличивая температуру его плавления. В зависимости от состава брикетов содержание MgO в "собственном" шлаке меняется в широких пределах (от вполне приемлемых 21-23 % до более высоких 28-29 %).

Это предположение проверено на брикетах различного состава, что позволило установить главные факторы, влияющие на содержание MgO в "собственном" шлаке РТП: концентрация серы и оксида магния в исходных брикетах. В связи с чем не рекомендуется плавить брикеты с содержаниями серы более 17 % и оксида магния более 10,5 % без заливки жидкого конвертерного шлака.

Установлено, что при содержании кремнезема в брикетах менее 20-22 % процесс электроплавки можно будет без особых сложностей вести по бесфлюсовой схеме, если при этом будет обеспечено постоянное присутствие конвертерного шлака в ванне электропечи. На сквозных извлечениях цветных металлов это практически не скажется.

Количество получаемого электропечного штейна в случае брикетов несколько меньше, чем при существующей шихте и этот штейн более богатый, содержит заметно меньше железа, откуда следует, что вопреки ожиданиям, переход на плавку брикетов не только не повысит тепловые резервы конвертеров, но и приведет к их заметному уменьшению.

Установлено, что на сквозное извлечение никеля наибольшее влияние оказывает содержание в брикетах Ni, S, Si02 (особенно при бесфлюсовой плавке); сквозное извлечение меди - Ni, Си; сквозное извлечение кобальта - Ni, Си, Со, S, Si02, MgO. Извлечения меди, никеля и кобальта для брикетированного концентрата рассмотренных в работе составов весьма высоки (сквозные извлечения по никелю составляет 96,6-97,5 %, по меди - 93,8-96,7 %). Обращает на себя внимание величина сквозного извлечения кобальта - на уровне 71,775,0 %, что далеко выходит за привычные рамки.

На основе предложенной математической модели процессов электроплавки и конвертирования с использованием пакетов MATLAB была разработана программа оптимальной шихтовки интерфейс, которой представлен в Приложении. Целевая функция (функция, экстремум которой нужно найти) представляла собой сумму сквозных извлечений цветных металлов Си, Nu и Со в ценный продукт процесса электроплавки и конвертирования. Для решения поставленной задачи оптимизации с ограничениями применяли, так называемые уравнения Куна-Таккера. Для решения данных уравнений в пакете Optimization MATLAB использован алгоритм последовательного квадратичного программирования, представляющий собой, по сути, разновидность квазиньютоновского метода. Результатом данной программы являются соотношения (массы) шихтовых материалов, загружаемых в РТП и конвертер, обеспечивающие достижение максимально возможных извлечений цветных металлов, при соблюдении установленных ограничений.

Переход на плавку нового вида сырья (брикетов) позволит значительно улучшить экологическую обстановку в районе предприятия, сократить трансграничный перенос диоксида серы на территории сопредельных государств Финляндии и Норвегии, значительно снизить плату за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, уменьшить себестоимость готовой продукции.

1. Алексеев Г.Н. Общая теплотехника. М.: Высшая школа, 1980.

2. Арутюнов В.А., Миткалинный В.И., Старк С.Б. Металлургическая теплотехника. Т.1. М.: Металлургия, 1974. - 672 с.

3. Бабтизманский В.И. Теория кислородно-конвертерного процесса.- М.: Металлургия, 1975. 374 с.

4. Базара М., Шетпи К. Нелинейное программирование. Теория и алгоритмы. М.: Мир, 1982. - 480 с.

5. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. М.: Радио и связь, 1988.- 128 с.

6. Белоглазов И.Н., Тихонов О.Н., Голубев В.О. Оптимизация процессов разделения суспензий с использованием пресс-фильтров компании La-rox Оу // Зап. СПГГИ. 2001. Т. 147.

7. Берд Р., Стюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса. М.: Химия,1974.

8. Береговский В.И., Кистяковский Б.В. Металлургия меди и никеля.- М.:Металлургия, 1972. 453 с.

9. Блатов И.А. Обогащение медно-никелевых руд. М.: Руда и металлы, 1998.-219 с.

10. Блатов И.А., Зудин Ю.Г., Серебрянный Я.Л., Клементьев В.В. Разработка технологии брикетирования медно-никелевого концентрата АО ГМК "Печенганикель" //Цветные металлы. 1997. №2.

11. Блатов И.А., Клементьев В.В., Цемехман JI.III. и др. Усовершенствование технологии переработки медно-никелевого рудного концентрата на АО "Комбинат Печенганикель" // Цветные металлы. 1998. №2

12. Блатов И.А., Князев М.В., Зудин Ю.Г. Реконструкция комбината "Печенганикель" с применением двухфазной печи Ванюкова // Цветные металлы. 2001. №2.

13. Блатов И.А., Мироевский Г.П. Зудин Ю.Г., Рябко А.Г. О концепции развития Кольской горно-металлургической компании // Цветные металлы. 2001. №2.

14. Блатов И.А., Никишин В.И., Карасев Ю.А. Новые направления в решении проблемы сокращения трансграничных переносов серы на комбинате "Печенганикель" // Цветные металлы. 2001. №2.

15. Блатов И.А., Чумаков Ю.А. Математическая модель технологии плавильного цеха. Проблемы комплексного использования руд: тезисы докладов 2-го Международного симпозиума (20-24 мая 1996). СПб., 1996.

16. Вайсбурд С.Е. Физико-химические свойства и особенности строения сульфидных расплавов. М.: Металлургия, 1996. - 304 с.

17. Ванюков А.В., Зайцев В.Я. Теория пирометаллургических процессов. М.: Металлургия, 1993.

18. Ванюков А.В., Зайцев Ю.Я. Шлаки и штейны цветной металлургии. М.: Металлургия, 1965. -406 с.

19. Васильков Ю.В., Василькова Н.Н. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании. М.: Финансы и статистика, 1999.-256 с.

20. Вегман Е.Ф. Окускование руд и концентратов. М.: Металлургия, 1976.-224 с.

21. Велим B.C., Зеленский Б.А., Бондаренко В.П., и др. Совершенствование технологии обогащения медно-никелевых руд на комбинате «Печенганикель» // Цветные металлы. 2001. №2.

22. Воробьев А.П. Бум на рынке цветных металлов: повторится ли пик цен 1988 и 1995 гг.? // Цветные металлы. 2005. № 3.

23. Гальнбек А.А., Блатов И.А., Чумаков Ю.А., Савва В.П., Смирнов П.Ю. // Цветная металлургия. 1994. №4-5, с.52-54.

24. Гальнбек А.А., Рожнов А.Г., Серебряный Я.Л., Шмонин Ю.Б., Одинцов В.А. Полупромышленные испытания непрерывного конвертирования медно-никелевых штейнов в однокамерном агрегате // Цветные металлы. 1976. №2.

25. Гальнбек А.А., Шалыгин Л.М., Шмонин Ю.Б. Расчеты пирометал-лургических процессов и аппаратуры цветной металлургии: Учеб. пособие для вузов. Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990. - 448 с.

26. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. — М.:Химия, 1981.-812 с.

27. Глинков М.А., Глинков Г.М. Общая теория печей. М.: Металлургия, 1978.-266 с.

28. Гудима Н.В., Шейн Я.П. Краткий справочник по металлургии цветных металлов. М.: Металлургия, 1975. - 535 с.

29. Данилова А.С., Смолин М.А., Тельнов А.С., Парщуков А.Б., Писарев И.Д., Машкович К.И. Охрана воздушного бассейна на предприятиях ОАО «ГМК "Норильский никель"» // Цветные металлы. 2005. № 1.

30. Диомидовский Д.А. Металлургические печи цветной металлургии. М.: Металлургия, 1970. - 704

31. Дьяков В., Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. - 480 с.

32. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики: Учебник. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 1999. - 354 с.

33. Ефимова М.Р., Ганченко О.И., Петрова Е.В. Практикум по общей теории статистики: Учеб. пособие. М.: финансы и статистика, 2001. - 208 с.

34. Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. М.: Химия, 1982. - 288 с.

35. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. Изд. 4. М.: Энергоиздат, 1981.- 496

36. Казанцев Е.Я. Промышленные печи. М.: Металлургия, 1975.366 с.

37. Карасев Ю.А., Гончаров А.В., Цемехман Л.Ш., Носань Л.М. Перспективы улучшения экологической обстановки комбината "Печенганикель" и "Североникель" // Новые процессы в металлургии никеля, меди и кобальта: Сб. трудов. М., 2000.

38. Каханер Д., Моулер К., Нэш С. Численные методы и математическое обеспечение. -М.: Мир, 1998. 575 с.

39. Кобахидзе В.В. Тепловая работа и конструкции печей цветной металлургии. М.: МИСИС, 1994. - 355 с.

40. Крейг Ф., Блэк У. Основы теплопередачи. М.: Мир, 1983. - 512 с.

41. Кривандин В.А., Марков Б.Л. Металлургические печи. М.: Металлургия, 1985. - 480 с.

42. Кубашевский О., Олкокк С. Б. Металлургическая термохимия. Пер. с анг. М.: Металлургия, 1982. - 392 с.

43. Кудрявцев Е. М. Mathcad2000 Pro. Символьное и численное решение разнообразных задач. М.: ДМК Пресс, 2001. - 576 с

44. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск:1. Наука, 1970.-658 с.

45. Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. -М.-Л.: Госэноргоиздат, 1963. 320 с.

46. Лесин В.В., Лисовец Ю.П. Основы методов оптимизации. М.: Изд-во МАИ, 1995.-320 с.

47. Лурье Л.А. Брикетирование в цветной и черной металлургии. М.: Металлургия, 1975. - 232 с.

48. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. - 470 с.

49. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. -478 с.

50. Лыков А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки. М.-Л.: Гос-энергоиздат, 1956. - 464 с.

51. Лыков А.В. Тепломассообмен. Справочник. М.: Энергия, 1972.

52. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 536 с.

53. Мастрюков Б.С. Теплотехнические расчеты промышленных печей. М.: Металлургия, 1972. - 368 с.

54. Методы исследований и организация экспериментов/ под ред. проф. К.П. Власова X.: Изд-во Гуманитарный Центр, 2002. - 256 с.

55. Методы оптимизации в примерах и задачах: Учеб. пособие/ А.В. Пантелеев, Т.А. Летова. М.: Высш. шк., 2002. - 544 с.

56. Мечев В.В. Конвертирование никельсодержащих штейнов. М.: Металлургия, 1973. - 183 с.

57. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973.

58. Мониторинг рынка цветных металлов // Цветные металлы. 2004.

59. Мониторинг рынка цветных металлов // Цветные металлы. 2005.

60. Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1991.

61. Нащекин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1980

62. Новые процессы в металлургии никеля, меди и кобальта. Теория и практика / Под ред. А.Г. Рябко. М.: Руда и металлы, 2000.64. «Норильский никель» вчера, сегодня, завтра // Цветные металлы. 2005. Спец. выпуск посвященный 70-летию А.В. Филатова.

63. Общая теория статистики: Учебник / Под. ред. А.А. Спирина, О.Э. Башиной. 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Финансы и статистика, 1999. - 317 с.

64. ПасконовВ.М., Полежаев В.И., Чудов JI.A. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Наука, 1984. - 208 с.

65. Перельман Ф.М., Зворыкин А .Я. Кобальт и никель. М.: Наука, 1975.-215 с.

66. Плановский А.Н., Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности. М.: Химия, 1979. - 288 с.

67. Равич Б.М. Брикетирование в цветной и черной металлургии. -М.:Металлургия, 1975. 232 с.

68. Резник И.Д., Ермаков Г.П., Шнеерсон Я.М. Никель, т.1. М.: Машиностроение, 2000. - 384 с.

69. Резник И.Д., Ермаков Т.П., Шнеерсон Я.М. Никель. т.З. М.: ООО «Наука и технологии», 2003. - 608 с.

70. Резник И.Д., Соболь С.И., Худяков В.М. Кобальт: В 2-х томах. -М.: Машиностроение, т.1, 1995.-440 е.; т.2, 1995.-470 с.

71. Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Ф. Массообменные процессы химической технологии. JL: Химия, 1975. - 324 с.

72. Романков П.Г., Фролов В.Ф. Теплообменные процессы химической технологии. Л.: Химия, 1982. - 288 с.

73. Русаков М.Р., Мосиондз К.И., Жуковский Ю.С. Основные направления совершенствования руднотермической электроплавки медно-никелевого сырья // Цветные металлы. 1998. №2.

74. Сапотницкий С.А. Использование сульфитных щелоков. М.: Лесная помышленность, 3-е изд., 1981. - 283 с.

75. Свойства элементов. Справочник/Под ред. Самсонова Г.В. М.: Металлургия, Ч. I. - Физические свойства, 600 с; ч. II. - Химические свойства, 1976.-384 с.

76. Свойства элементов: Справ, изд. В 2-х кн. Кн.1/ Под ред. Дрица М.Е. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, ГУП «Журнал Цветные металлы», 1997. - 432 с.

77. Серебряный Я.Л., Невский В.И., Немков Н.А., Толстиков М.П. Технологическая инструкция передела конвертирования медно-никелнвого штейна. Печенганикель, 1992. 135 с.

78. Серебряный Я. Л. Электроплавка медно-никелевых руд и концентратов: Учебник. М.: Металлургия, 1974. - 248 с.

79. Сибиел Т., Брэдшоу П. Конвективный теплообмен. Физические основы и вычислительные методы. М.: Мир, 1987. - 592 с.

80. Смирягин А.П., Смирягина Н.А., Белова А.В. Промышленные цветные металлы и сплавы. М.: Металлургия, 1974. - 488 с.

81. Справочник по обогащению руд. Основные процессы. М.: Недра,

82. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. -М.: Недра, 1982.

83. Сульфидные медно-никелевых руды Норильских месторождений/ Под ред. Т.Н. Шадлуна. М.: Наука, 1981.-234 с.

84. Таганов И.Н. Моделирование процессов массо- и энергопереноса. Нелинейные системы. Л.: Химия, 1979. - 208 с.

85. Телегин А.С., Швыдкий B.C., Ярошенко Ю.Г. Тепло-массоперенос: Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1995. - 400 с.

86. Телегин А.С., Швыдкий B.C., Ярошенко Ю.Г. Термодинамика и тепло-массоперенос. М.: Металлургия, 1980. - 264 с.

87. Теория статистики: Учебник / Г.Л. Громыко, А.Н. Воробьев, С.Е. Казаринова и др.; Под ред. Громыко Г.Л. М., Инфра-М, 2000. - 414 с.

88. Теория тепломассообмена/С.И. Исаев, И.А. Кожинов, В.И. Кофа-нов и др.; Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Высшая школа, 1979.

89. Теплотехника металлургического производства. Т.1. Теоретические основы: Учебное пособие для вузов / Кривандин В.А., Арутюнов В.А., Белоусов В.В. и др. М.: МИСИС, 2002. - 608 с.

90. Теплотехника металлургического производства. Т.2. Конструкци-яи работа печей: Учебное пособие для вузов / Кривандин В.А., Белоусов В.В., Сборщиков Г.С. и др. М.: МИСИС, 2001. - 736 с.

91. Теплотехника/А.М. Архаров, С.Н. Исаев, И.А. Кожинов и др.; Под общ. ред. В.И. Крутова. М.: Машиностроение, 1986.

92. Теплотехника/А.П. Баскаков, Б.В. Берг, O.K. Витт и др.; Под ред. А.П. Баскакова. -М.: Энергоиздат, 1991.

93. Теплотехника: Учеб. для вузов/ В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под ред. В.Н. Луканина. 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2002.-671 С.

94. Техническая термодинамика / В.И. Лобанов, Г.П. Ясников, Я.М. Гордон, А.С. Телегин. М.: Металлургия, 1992. - 204 с.

95. ТИ 13-0281036-15-90 Лигносульфонаты технические порошкообразные/Министерство лесной промышленности СССР, 1990.

96. Трифонов Д.Н., Трифонов В.Д. Как были открыты химические элементы. М.: Просвещение, 1980. - 224 с.

97. Фильтрование технологических пульп/ И.Н. Белоглазов, В.О. Голубев, О.Н. Тихонов, Ю. Куукка, Эд. Яскеляйнен. М.: ФГУП «Издательский дом «Руда и металлы», 2003. - 320 с.

98. Фролов В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов. Л.: Химия, 1987.-208 с.

99. Хартман К., Лецкий Э., Шеффер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977. - 520 с.

100. Чумаков Ю.А., Толстиков М.П. Технологическая инструкция по переработке никельсодержащего сырья в руднотеримических электропечах. -п. Никель: ОАО «Кольская ГМК», 1999. 174 с.

101. Шалыгин Л.М. Конвертерный процесс в цветной металлургии. -М.: Металлургия, 1965. 160 с.

102. Шорин С.Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1964.

103. Эккерт Э.Р., Дрейк P.M. Теория тепло- и массообмена. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961.

104. Яценко В.Н., Блатов И.А., Зудин Ю.Г. О брикетировании богатых медно-никелевых флотоконцентратов // Цветные металлы. 2001. №2.

105. Яценко В.Н., Чумаков Ю.А., Блатов И.А. Плавка брикетированных медно-никелевых концентратов с повышенным содержанием цветных металлов // Цветные металлы. 2001. №2.