Совершенствование технологии взвешенной плавки медно-никелевого концентратов

СОДЕРЖАНИЕ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Технология переработки сульфидных медно-никелевых руд 8
1.1 Характеристика медно-никелевого сырья ЗФ «ГМК «Норильский никель» 8
1.2 Технологическая схема переработки сырья на ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель» 8
2 Плавка медно-никелевого сырья во взвешенном состоянии 11
2.1 Теоретические основы и разновидности автогенных процессов 11
2.2 Сущность плавки сульфидного сырья во взвешенном состоянии 13
2.2.1 Физико-химические основы процесса 14
2.2.2 Подготовка и сушка концентратов 16
2.2.3 Процесс плавки концентратов 16
2.2.4 Аппаратурное оформление взвешенной автогенной плавки 17
2.3 Технология плавки во взвешенном состоянии на Надеждинском металлургическом заводе 22
2.4 Аналитический обзор литературных источников по совершенствованию процесса взвешенной плавки 30
3 Металлургические расчеты 39
3.1 Расчет рационального состава медно-никелевого концентрата и оборотной пыли 39
3.2 Расчет материального баланса автогенной плавки 42
3.2.1 Расчет количества шлака 43
3.2.2 Расчет количества и состава отходящих газов. 45
3.3 Тепловой баланс процесса плавки 48
3.4 Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования 54
4 Охрана окружающей среды 57
4.1 Характеристика предприятия как источника нарушения и загрязнения природной среды 57
4.2 Охрана атмосферного воздуха 59
4.2.1 Санитарно-защитная зона 59
4.2.2 Источники, загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферный воздух 59
4.3 Охрана подземных и поверхностных вод 61
4.4 Охрана земельных ресурсов 61
5 Безопасность жизнедеятельности 63
5.1 Безопасность в условиях производства 63
5.1.1 Анализ вредных и опасных факторов производства 63
5.1.2 Анализ травматизма 64
5.1.3 Техника безопасности 65
5.1.4 Промсанитария 67
5.1.5 Противопожарная безопасность 70
5.2 Безопасность жизнедеятельности в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС) 71
5.2.1 Анализ потенциально возможных ЧС 71
5.2.2 План предупреждения и ликвидации ЧС 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 74

Весь текст будет доступен после покупки

Автогенными в металлургическом производстве принято называть технологические процессы, которые осуществляются полностью за счет внутренних энергетических ресурсов без затрат посторонних источников теплоты - топлива или электрического тока. При переработке сульфидного сырья, обладающего достаточно высокой теплотворной способностью, автогенность пирометаллургического процесса достигается за счет тепла экзотермических реакций горения сульфидов перерабатываемой шихты. В качестве окислительного реагента при плавке можно использовать воздух, обогащенное кислородом дутье или технологический кислород.
Плавка во взвешенном состоянии на подогретом дутье, как один из видов автогенных процессов, была осуществлена в промышленном масштабе финской фирмы «Оутокумпу» на заводе «Харьявалта». В первоначальном варианте для плавки применяли воздушное дутье, подогретое до 400-500 °С. Начиная с конца 60-х годов, этот процесс по лицензии фирмы «Оутокумпу» стали широко применять на металлургических заводах многих стран. В настоящее время он внедрен более чем на 30 предприятиях для переработки медных, никелевых и пиритных концентратов, в том числе. на Надеждинском металлургическом заводе ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель». Финскую плавку на сегодня можно считать самым распространенным в промышленности и наиболее технологически и аппаратурно-отработанным автогенным процессом плавки сульфидных концентратов [1].
Особенностями взвешенной плавки являются: хорошая производительность (удельный проплав 10-15 т/м2 в сутки); низкий расход топлива — процесс плавки сульфидного концентрата протекает в режиме, близком к автогенному; возможность полного автоматического управления процессом плавки; возможность получения штейна требуемого состава; утилизация серы из высококонцентрированных серных газов.
Конструкция ПВП и комплекс других технических решений обеспечивают получение пара энергетических параметров и высокую степень утилизации серы из отходящих газов, что резко снижает выброс двуокиси серы в окружающую среду и значительно улучшают условия труда обслуживающего персонала. В плавильном цехе НМЗ имеется две печи взвешенной плавки одинаковой конструкции для плавки медных и никелевых концентратов.
В последнее время на предприятии остро встал вопрос энергетичности перерабатываемого сырья. Если ранее на переработку поступал концентрат с содержанием 37-38% сульфидной серы, то сейчас процентное содержание сульфидной серы снизилось до 31-33%, а тугоплавкость сырья – повысилась. Для поддержания режима плавки такого сырья в автогенном режиме требуется повышать концентрацию кислорода в дутье и осуществлять его подогрев до высокой температуры [1-4].
Целью работы является аналитический обзор литературных источников с целью выявления возможных направлений совершенствования процесса взвешенной плавки.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Технология переработки сульфидных медно-никелевых руд
1.1 Характеристика медно-никелевого сырья ЗФ «ГМК «Норильский никель»
Заполярный филиал горно-металлургической компании «Норильский никель» (ЗФ ГМК «Норильский никель») включает два металлургических завода, шесть рудников и две обогатительные фабрики: Норильскую (НОФ) и Талнахскую (ТОФ).
Исходным сырьем НОФ служат вкрапленные руды месторождения Норильск-1, богатовкрапленные и медистые руды Талнахского и Октябрьского месторождений, которые перерабатываются по коллективно-селективной схеме флотации в сочетании с гравитационным обогащением. На ТОФ перерабатывают только богатые медно-никелевые руды рудников «Октябрьский», «Таймырский», «Скалистый» по схеме селективно-коллективно-селективной (СКС) флотации. Продукцией фабрик являются медный, никелевый и пирротиновый концентраты, а также отвальные хвосты, направляемые на складирование в хвостохранилище «Лебяжье». Медные концентраты НОФ и ТОФ поступают в производство Медного завода. Никелевый и пирротиновый концентраты ТОФ направляют на переработку на Надеждинский металлургический завод.
Химический состав сульфидных медно-никелевых руд следующий, %: 0,3-5,5 Ni; 0,2-4,5 Сu; 0,02-0,2 Со; 30-40 Fe; 17-28 S;10-30 SiO2; 1-10 MgO; 5-8 Al2O3. Обогащаются они флотационным методом.
В медно-никелевых и никелевых концентратах соотношение никеля и меди изменяется примерно от 2:1 до 1:2. Их перерабатывают по одной и той же технологии. Медные концентраты с высоким соотношением меди и никеля, равным примерно 20:1, направляют в медное, производство [5].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Купряков, Ю.П. Автогенная плавка медных концентратов во взвешенном состоянии / Ю.П. Купряков, - М., Металлургия, 1979. - 120 с.
2 Дмитрин, И.Г. Влияние состава шихты взвешенной плавки на концентрацию кислорода в дутье/ И.Г. Дмитрин, Д.А. Горлов, Н.В. Марченко // Научный вестник Арктики: научно-практический журнал. – Норильск, 2021. № 11. – С. 42-44
3 Пушкарев, H.B. К вопросу о взаимодействии частиц концентрата с газовым потоком в реакционной шахте печи взвешенной плавки // Добыча и переработка руд Норильского промышленного района: Сборник научных трудов. /Н.В. Пушкарев и др. – Норильск: НИИ, 2005. – С. 143-147.
4 Синев, Л.А. Плавка сульфидных концентратов во взвешенном состоянии / Л.А. Синев, В.Ф. Борбат – М., Металлургия, 1979 г.
5 Смирнов, А.Н. Перспективы развития Талнахской обогатительной фабрики с учетом реализации проекта ее реконструкции и техперевооружения / А.Н. Смирнов, Р.И. Исмагилов // Цветные металлы. - 2006. - № 8. - с. 52 – 54.
6 Технологическая инструкция ПЦ-1 НМЗ. Взвешенная плавка никелевого концентрата – Норильск, 2018.
7 Худяков, И.Ф. Металлургия меди, никеля и кобальта / И.Ф. Худяков, А.И. Тихонов, В.И. Дее. – М., Металлургия, 1977. - 286 с.
8 Мечев, В.В. Автогенные процессы в цветной металлургии / В.В. Мечев, В.П. Быстров и др. - М.: Металлургия, 1991. - 188 с.
9 Марченко, Н.В. Комплексная переработка минерального, вторичного и техногенного сырья тяжелых цветных металлов. Технология производства тяжелых цветных металлов. В трех частях. Часть 2. Металлургия меди, никеля и кобальта: учебник /Н. В. Марченко, Н. В. Олейникова. СФУ – Красноярск, 2018. – 276 с.
10 Куняшева, К.Х. Состояние процесса взвешенной плавки фирмы «Оутокумпу» за рубежом / К.Х. Куняшева, М.Г. Ларикова, В.Д. Линев и др. – М. 1982. – 112 с
11 Ванюков, А.В. Комплексная переработка Cu-Ni сырья /А. В. Ванюков, Н. И. Уткин. - М.: Металлургия. 1989. – 380 с.
12 Матвеев, Ю.Н., Технология металлургического производства цветных металлов (теория и практика) /Ю.Н. Матвеев, В.С. Стрижко В.С. Учебник для вузов. - М.: Металлургия, 1986.
13 Гудима, Н.В. Краткий справочник по металлургии цветных металлов / Н.В. Гудима, Я.П. Шейн - М.: Металлургия,1985. – 328 с
14. Абрамишвили, С.Н. Новые непрерывные и совмещенные процессы производства меди за рубежом / С.Н. Абрамишвили. – М. 1975.
15. Ванюков, А.В. Плавка в жидкой ванне / А.В. Ванюков, В.П. Быстров и др. - М.: Металлургия, 1988. - 208с.
16. Шалыгин, Л.М. Теплогенерация и теплоперенос в автогенных металлургических аппаратах разного типа/ Л.М. Шалыгин, Г.В. Коновалов..// Цветные металлы. – М.: Руда и металлы. 2003. №10. – С. 17-24
17 Ерошевич, С.Ю. Анализ изменения состава сульфидного рудного сырья, перерабатываемого в процессе взвешенной плавки, и технологические особенности работы в условиях снижения его теплотворности/ С.Ю. Ерошевич, В.Б. Фомичев, И.В. Бойко, Л.В. Крупнов, С.В. Анапольская // Цветные металлы. - 2012. - № 9. – С. 13-20.
18 Малькова, М.Ю. Влияние состава шихты на выбор технологии и эффективность автогенной плавки медных сульфидных концентратов: специальность 05.16.02 «Металлургия черных цветных и редких металлов»: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Малькова Марианна Юрьевна; Гинцветмет. – Москва, 2007. – 131 с. https://tekhnosfera.com/vliyanie-sostava-shihty-na-vybor-tehnologii-i-effektivnost-avtogennoy-plavki-mednyh-sulfidnyh-kontsentratov
19 Крупнов, Л.В. Механизм формирования тугоплавкой настыли в печах взвешенной плавки Надеждинского металлургического завода /Л.В. Крупнов, Р.В. Старых, А.Ф. Петров // Цветные металлы. – 2013.- № 2. – С. 46-51.
20 Анапольская, С.Г Переработка сульфидного рудного сырья в процессе взвешенной плавки в условиях снижения его теплотворной способности/ С.Г. Анапольская, А.Ф. Петров, В.Б. Фомичев и др. Материалы VI международного конгресса «Цветные металлы и минералы-2014». 2014. - С. 234.

Весь текст будет доступен после покупки