Пути усовершенствования переработки шлака.

-

Весь текст будет доступен после покупки

Значение меди в современной промышленности неуклонно растет, что связано с ее широким применением в энергетическом секторе, электронной промышленности, транспортном машиностроении, а также в высокотехнологичных отраслях, включая авиакосмическую и атомную промышленность. В мировой практике пирометаллургической переработки наблюдается устойчивая тенденция к увеличению содержания цветных металлов в штейнах с переходом на производство белого матта или черновой меди в рамках единого технологического агрегата [1]. Такой подход позволяет достичь более высоких показателей извлечения металлов, сократить материальные потери и объемы оборотных продуктов, а также повысить экономическую эффективность утилизации серы и тепловой энергии отходящих газов.
На рассматриваемом Медном заводе технологическая схема переработки медно-никелевого сырья не претерпевала существенных изменений на протяжении последних четырех десятилетий. Существующая производственная цепочка включает плавку рудного материала в печах Ванюкова с последующим конвертированием полученных штейнов в аппаратах Пирс-Смита. Однако данная схема обладает рядом существенных технологических ограничений. Процесс конвертирования отличается высокой ресурсоемкостью, периодическим характером работы, значительными выбросами слабо концентрированных сернистых газов и пылевых частиц, что создает дополнительные сложности в организации производства.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Общая часть

1.1 Характеристика медных сульфидных руд

Медь преимущественно встречается в связанной форме, лишь изредка - в самородном виде. Известно около 170 медьсодержащих минералов, но лишь 17 имеют промышленное значение: самородная медь, халькопирит, халькозин, ковеллин, борнит, блеклые руды, тетраэдрит, теннантит, энаргит, куприт, тенорит, малахит, азурит и другие. Их основные характеристики представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. – Характеристика медных минералов
Минерал Формула Массовая доля меди, % Плотность, г/см3
Первичные сульфиды
Халькопирит CuFeS2 34,6 4,1–4,2
Вторичные сульфиды
Халькозин Cu2S 79,9 5,5–5,8
Ковеллин CuS 65,4 4,6–4,7
Борнит Cu5FeS4 64,3 4,5–5,3
Блеклые руды (сульфосоли)
Тэтраэдрит Cu2Sb4S2 45–51 4,4–5,1
Теннантит Cu2As4Si2 45–51 4,4–5,1
Оксиды:
Куприт Сu2О 88,8 5,8–6,2
Тенорит СuО 79,9 5,8–6,4
Карбонаты
Малахит Cu2(CO3) (OH)2 57,4 3,9–4,1
Азурит Сu3(СО3)2(ОН)2 55,3 3,7–3,9
Силикаты


Продолжение таб. 1.1
Минерал Формула Массовая доля меди, % Плотность, г/см3
Хризоколла CuSiO3·nH2O До 45 2,0–2,3
Сульфаты
Халькантит CuSО4·5H2O 25,4 2,2
Брошантит Cu4(SO4)(OH)6 34,8 3,8–3,9

Халькопирит, или медный колчедан, CuFeS? является одним из важнейших медных минералов. Этот сульфид распространён в месторождениях различных генетических типов, однако основные промышленные залежи формируются в гидротермальных условиях. По химическому составу минерал содержит 34,6% меди, 30,5% железа и 34,9% серы, с незначительными включениями серебра, цинка, золота, мышьяка, селена, теллура, олова. Характерной особенностью халькопирита является его выраженный латунно-жёлтый оттенок.
Борнит Cu?FeS?, называемый также пестрой рудой, представляет собой вторичный сульфидный минерал. В месторождениях формируется с халькопиритом или после него, образуя решетчатые и пластинчатые структуры. В основном встречается в халькопирит-борнитовых рудах, в колчеданных залежах наблюдается редко. Содержит Cu - 52-65%, Fe - 8-18%, S - 20-27%, с микропримесями Ag, Co и Ni. Темно-красного цвета, в порошке черный.
Халькозин Cu?S, известный как медный блеск, его состав включает 79,9% Cu и 20,1% S с характерными примесями Ag, Fe, Co, Ni, As и Au. Минерал черноватый характерным свинцово-серым цветом. Часто встречается в зонах вторичного сульфидного обогащения, где он замещает первичные минералы - халькопирит и пирит. Наибольшие скопления халькозина наблюдаются в верхних частях скарновых месторождений, отличающихся повышенным содержанием меди.
Ковеллин CuS в промышленных рудах присутствует как вторичный сульфидный минерал вместе с халькозином. Имеет сложную слоистую структуру. Содержит 66,5 % Cu и 33,5 % S. В качестве примесей могут присутствовать железо, селен, серебро и свинец. Цвет индигово-синий. Ковеллин обычно присутствует в сплошных зернистых массах, кристаллы его мелки и редки. Встречается также в виде пленок синей побежалости на других сульфидных минералах меди. [1]
Окисленные медные минералы формируются в результате вторичных процессов и преимущественно находятся в верхних участках рудных тел. В промежуточных горизонтах наблюдается смешение первичных и вторичных минеральных ассоциаций, тогда как глубокозалегающие зоны сложены исключительно первичными сульфидными соединениями - халькопиритом, борнитом и пиритом.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Технологическая инструкция плавки медного никельсодержащего сырья в печах Ванюкова в ПЦ МЗ [Текст]: 2013.-171c.
2. Равделя, А.М. Пономаревой: Краткий справочник физико-химических величин [Текст]/ под ред. А.А.– СПб.: Иван Федоров, 1988. – 240 с.
3. Рогова Л.И. Металлургические расчеты [Текст]: учеб. пособие /Л.И. Рогова; Норильский индустр. ин-т. – Норильск: НИИ, 2007.-154с.
4. Баптизманский В.И. Технологии и установки непрерывного способа производства стали: Киев «Техника», 1978.-192с
5. Бледнов Б.П. Расчеты по металлургии меди и никеля: Учеб. пособие/ГУЦМиЗ.-Красноярск, 2004.-120с.
6. Ванюков А.В. Плавка в жидкой ванне. М.: Металлургия, 1988.-208с.
7. Диомидовский Д.А. Расчеты пиропроцессов и печей цветной металлургии. Москва, 1963 – 459с.
8. Марченко, Н. В. Металлургия тяжелых цветных металлов [Электронный ресурс]: учеб. пособие/ Н. В. Марченко, Е. П. Вершинина, Э. М. Гильдебрандт. – Электронное издание (6 Мб). – Красноярск: ИПК СФУ, 2009. – 391c.
9. Кайтмазов, Н.Г. и др. Производство металлов за Полярным кругом. Технологическое пособие под ред. Н.Г. Кайтмазова и др., Норильск: Антей Лимитед, 2007 – 296с.

Весь текст будет доступен после покупки