Главная » 2013 » Октябрь » 28 » Скачать Исследование условий дефосфорации марганцевых концентратов и сплавов. Коробейников, Анатолий Прокопьевич бесплатно
14:43
Скачать Исследование условий дефосфорации марганцевых концентратов и сплавов. Коробейников, Анатолий Прокопьевич бесплатно
Исследование условий дефосфорации марганцевых концентратов и сплавов
Диссертация
Автор: Коробейников, Анатолий Прокопьевич
Название: Исследование условий дефосфорации марганцевых концентратов и сплавов
Справка: Коробейников, Анатолий Прокопьевич. Исследование условий дефосфорации марганцевых концентратов и сплавов : диссертация кандидата технических наук : 05.16.02 Новокузнецк, 2007 137 c. : 61 07-5/3768
Объем: 137 стр.
Информация: Новокузнецк, 2007
Содержание:
Введение
1 Анализ существующих способов дефосфорации руд и концентратов
11 Краткая характеристика марганцевых руд основных месторождений
12 О природе фосфора в марганцевых рудах
13 Химические и гидрометаллургические способы дефосфорации концентратов
14 Пирометаллургическая дефосфорации марганцевых концентратов и сплавов
2 Исследование природы фосфора в николаевской руде
21 Характеристика марганцевой руды Николаевского месторождения
22 О природе фосфора в марганцевых рудах Николаевского месторождения
23 Термодинамический анализ образования соединений фосфора
24 Изучение распределения фосфора по классам крупности руды
25 Исследование взаимодействия фосфора руды с растворами кислот
3 Термодинамическая оценка процесса дефосфорации концентратов и сплавов
31 Прогнозная оценка термодинамических свойств перманганатов элементов первой группы периодической системы ДИ Менделеева
32 Изучение процесса спекания концентрата с солями
321 Термодинамический анализ взаимодействия оксидов марганцевого концентрата с солями натрия
322 Изучение взаимодействия марганцевого концентрата с солями натрия при спекании
33 Прогнозная оценка термодинамических свойств монофосфидов металлов
34 Термодинамическая оценка возможности рафинирования ферромарганца
4 Изучение процесса дефосфорации марганцевых концентратов
41 Изучение процесса дефосфорации концентратов с использованием сульфата натрия
411 Изучение влияния процесса спекания на дефосфорацию марганцевого концентрата
412 Изучение процесса выщелачивания спеков
413 Изучение процесса регенерации солей из растворов
42 Изучение процесса гидрометаллургической дефосфорации концентратов с использованием хлорида натрия
421 Изучение влияния процесса спекания на дефосфорацию концентрата
422 Изучение процесса выщелачивания спеков марганцевого концентрата
43 Изучение процесса дефосфорации в промышленных условиях
5 Исследование условий дефосфорации марганцевых сплавов
Введение:
Актуальность работы. Острота проблемы обеспечения марганцевыми ферросплавами на сегодняшний день характерна для всех металлургических предприятий России и определяется низким уровнем развития марганцевой рудной базы и отсутствием современных предприятий по добыче и подготовке марганцевого сырья для производства стандартных марганцевых сплавов.
Общие разведанные запасы марганцевых руд в России составляют около 320 млн. т, из них утвержденные балансовые - около 154 млн. т.
Марганцевые руды большинства месторождений России имеют высокое содержание фосфора и требуют дефосфорации.
В настоящее время из всех известных способов дефосфорации марганцевых руд в промышленных условиях освоен только электрометаллургический. Однако «металлургическое» обогащение, понижая содержание железа и фосфора, вместе с тем обедняет их, поэтому при использовании малофосфористых марганцевых шлаков падает извлечение марганца, растет кратность шлака.
Гидрометаллургические и химические способы обогащения марганцевых руд предусматривают обработку марганцевых концентратов щелочными, кислотными или солевыми растворами. Эти способы не нашли промышленного внедрения из-за использования дефицитных дорогих материалов, поэтому ведется поиск новых способов.
Цель и задачи работы. Исследование теоретических основ и разработка технологии дефосфорации марганцевых концентратов и сплавов с использованием дешевых недефицитных материалов, позволяющая получить высококачественное мар-ганецсодержащее сырье и низкофосфористые марганцевые сплавы.
Научная новизна.
1) Усовершенствована методика прогнозного расчета физико-химических характеристик монофосфидов металлов и перманганатов элементов первой группы периодической системы Д.И. Менделеева.
2) Получены данные о природе фосфора в марганцевых рудах Николаевского месторождения. Это позволило предложить эффективные способы дефосфорации марганцевых концентратов.
3) Разработаны теоретические основы дефосфорации марганцевых концентратов, с применением хлоридов и сульфатов натрия.
4) Изучены физико-химические процессы, протекающие при спекании марганцевого сырья с хлоридом натрия и выщелачивании спеков. Выявлены новые возможности интенсификации этих процессов.
5) Выполнен термодинамический анализ и исследованы условия дефосфорации сплавов марганца.
Практическая значимость.
1) Усовершенствован и применен прогнозный метод вычисления термодинамических свойств веществ.
3) Исследованы и разработаны два гидрометаллургических способа дефосфорации марганцевых концентратов с использованием в качестве реагентов сульфата и хлорида натрия.
4) Разработан способ дефосфорации ферромарганца, позволяющий рафинировать от фосфора высокофосфористый сплав (A.c. РФ № 349732).
5) Разработан способ производства марганца и силикомарганца, позволяющий выплавлять низкофосфористые сплавы из высокофосфористых концентратов (A.c. РФ №380732).
6) Разработана технология утилизации шлаков от производства марганцевых шлаков (Патент РФ № 2186043).
Методы исследований. Фазовый и химический составы марганцевых руд и концентратов, спеков, кеков, продуктов кислотной обработки руд определяли с применением химического, рентгенофазового анализов. Гранулометрический состав определяли ситовым анализом. Исходная руда подвергалась спектральному анализу. Анализ руд и концентратов на натрий и калий выполняли методом пламенной фотометрии.
Для минералогического исследования применялся метод центрифугирования и разделение в тяжелых жидкостях Клеричи.
Дериватографический метод использовался для исследований концентратов, оксида марганца, сульфата и хлорида натрия, фосфатов кальция, марганца, железа. Изучение процессов спекания сульфата и хлорида натрия с концентратом, оксидами марганца, фосфатами кальция, марганца, железа выполнялось этим же методом.
Для изучения природы фосфора применялись магнитные, обжигмагнитные методы, деление в тяжелых жидкостях, селективное растворение проб в азотной кислоте, растворение в соляной, азотной, плавиковой кислотах различной концентрации. Для изучения наличия фосфатных групп в руде применялась хроматография на бумаге.
Лабораторные исследования процесса спекания шихты выполнялись в шамотных или алундовых тиглях; разогрев - в шахтной печи. Температура в печах измерялась платино-платинородиевыми термопарами.
Спеки выщелачивали дистиллированной водой при непрерывном перемешивании и автоматическом измерении и регулировании температуры контактным термометром.
Укрупненные исследования дефосфорации концентратов на навесках 200 -300 - 750 кг выполняли в опытном цехе ОАО «Сибэлектросталь». Спекание проводилось в металлической емкости из нержавеющей стали. Растворы фильтровали через фильтровальную ткань на нутч-фильтрах. Химический анализ всех продуктов выполнялся в химической лаборатории ОАО «Сибэлектросталь» по юстированным методикам. Выплавку ферромарганца проводили в электропечи (конструкция и изготовление завода ОАО «Сибтяжмаш»). Навески концентратов после дефосфорации составляли от 160 до 740 кг.
Дефосфорация ферромарганца проведена в лаборатории Академии цветных металлов и золота. Плавка осуществлялась в индукционной печи в графитовых тиглях. Ферромарганец получен с Запорожского завода ферросплавов. Химические анализы выполнены в Академии цветных металлов и золота, в СибГИУ и на Запорожском заводе ферросплавов.
Полученные результаты обрабатывались с использованием стандартного пакета прикладных программ Microsoft Excel.
Реализация работы: На базе полученных результатов разработана технология дефосфорации марганцевых концентратов, позволяющая получать низкофосфористое сырье, пригодное для выплавки стандартных марганцевых сплавов, экономический эффект внедрения разработанных способов для цеха производительностью 100 тыс. тонн концентрата в год составит 90 млн. руб., что подтверждено соответствующим актом.
Результаты исследований о качестве марганцевых концентратов и их особенностей были использованы при разработке технологии выплавки марганцевых ферросплавов с использованием новых видов углеродистых восстановителей.
На защиту выносятся:
• теоретические и экспериментальные исследования физико-химических процессов спекания марганцевых концентратов с хлоридом и сульфатом натрия;
• теоретические и экспериментальные исследования дефосфорации марганцевых концентратов;
• научное обоснование и практическое решение проблемы дефосфорации марганцевых сплавов.
Автору принадлежит:
• постановка задач теоретических и экспериментальных исследований;
• разработка прогнозного метода вычисления физико-химических свойств веществ и расчет этих характеристик, использование их для теоретического обоснования способов дефосфорации марганцевых концентратов и сплавов;
• разработка и использование методики исследования природы фосфора в марганцевых рудах;
• разработка методик и организация выполнения лабораторных укрупненных экспериментов;
• выполнение химических анализов, обработка и обобщение экспериментального материала;
• разработка методик, организация и выполнение опытно-промышленной апробации технологий дефосфорации марганцевых концентратов на навесках 200 -500 кг с использованием хлорида и сульфата натрия с последующей выплавкой из очищенных концентратов углеродистого ферромарганца в промышленной электропечи; математическая обработка результатов исследований; формулировка выводов и рекомендаций.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на:
• научно-практической конференции «Минералогия и петрография рудных формаций Красноярского края» (г. Красноярск, 1974 г.);
• II Всесоюзном совещании по металлургии марганца (г. Тбилиси, 1977 г.);
• Всероссийской научно-практической конференции «Металлургия: новые технологии, управление, инновации и качество» (г. Новокузнецк, 3-6 октября 2006 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 1 статья из списка, рекомендованного ВАК для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертаций, 3 авторских свидетельства на изобретения, 1 патент России.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Изложена на 137 страницах печатного текста, содержит 28 таблиц, 27 рисунков, список использованных источников из 125 наименований.
