ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ НИКЕЛЯ: АНАЛИЗ ПРОЦЕССА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕХА-АНАЛОГА (НА ПРИМЕРЕ ЦЕХА ЭЛЕКТРО-ЛИЗА НИКЕЛЯ АО "КОЛЬСКАЯ ГМК")

ВВЕДЕНИЕ 3
1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6
1.1 История развития технологии 6
1.2 Современное состояние и тенденции развития отрасли 9
1.3 Технологическая схема получения катодного никеля 10
1.4 Технологические параметры процесса рафинирования 13
1.5 Влияние параметров электролиза на качество катодного никеля 14
2. Анализ процесса электролитического рафинирования никеля на примере цеха "Кольской ГМК" 19
2.1 Характеристика исходного сырья и конечного продукта 19
2.2 Оценка энергетических затрат и экономическая оценка процесса 22
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕХА-АНАЛОГА 24
3.1 Расчет основных технических параметров 24
3.2 Расчет скорости циркуляции электролита и потребности в растворе 28
3.3 Расчет количества анодной загрузки и дефицита никеля в циркуляции 28
3.4 Материальный баланс электролиза 30
3.5 Расчет баланса напряжения на ванне. 32
3.6 Часовой тепловой баланс электролизной ванны 33
4. Технический контроль, автоматизация процесса 40
5. Мероприятия по охране труда, технике безопасности и пожаробезопасности 44
6. Мероприятия по охране окружающей среды 53
7. Гражданская оборона 56
8. Экономическая эффективность проекта 62
9. Технико-экономические показатели 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 77

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования
В настоящее время электролизом получают около 75 % мирового про-изводства этого металла. Черновой никель, получаемый при переработке сульфидных медно-никелевых руд, содержит примеси, очистка от которых производится методом электролитического рафинирования.
Главные задачи электролиза никеля - получение металла высокой чи-стоты, попутное получение извлечения кобальта, меди и драгоценных метал-лов, ценность которых порой больше выше основного металла - никеля. Сущность электролиза заключается в растворении анода под действием по-стоянного тока и осаждении никеля на катоде под действием этого же тока.
Цель рафинирования чернового никеля сводится к получению чистого катодного никеля не ниже марок Н0 и H1 и к попутному извлечению присут-ствующих в анодном металле ценных спутников - кобальта, платиноидов, зо-лота, серебра, меди, селена и теллура. В электролитном никеле марок Н0 и H1 должно содержаться Ni + Co, соответственно, не менее 99,99 и 99,93 %.
В технологической схеме переработки медно-никелевого файнштейна на предприятии АО «Кольская ГМК» для получения катодного никеля высо-кой чистоты применяется процесс электролитического рафинирования анод-ного никеля. Аноды представляют собой твердый раствор никеля с металлами примесями следующего состава: Ni = 89-92%; Cu = 4-5%; Fe = 1,5-3,5%; Co = 0,8 - 2,0%. Продуктами процесса электролитического рафинирования никеля являются катодный металл с содержанием Ni-99,99%, загрязненный примеся-ми электролит (анолит), остатки анодов, скрап и шлам.

Весь текст будет доступен после покупки

1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 История развития технологии
Развитие никелевой промышленности происходило благодаря постоян-но растущему спросу на никель, обусловленному технологическим прогрес-сом и развитием промышленности. По этой причине технологические циклы становления никелевой промышленности можно соотнести с основными цик-лами развития мировой промышленности.
Первый цикл- получение никеля шахтной плавкой. Как уже отмечалось, никель был открыт в 1751 г., однако в течение 50-70 лет его промышленное производство и потребление не получали развития. Только в 1825-1826 гг. в Швеции было организовано первое промышленное получение никеля в значи-тельных количествах. Развитие никелевой промышленности длительное вре-мя тормозило то, что отсутствовали рациональные методы переработки из-вестных в то время никелевых руд (мышьяковистые и сульфидные никелевые руды в Швеции и Германии).
Тогда никель нужен был только для получения медно-никелевого спла-ва, необходимого для чеканки разменной монеты. Такие сплавы изготовляли в Индии, Китае и Средней Азии очень давно, хотя о существовании никеля еще не было известно.
Рост производства никеля начался только в конце XIX в., когда стали известны многие физические и технические свойства этого металла и были от-крыты богатые залежи никеля в Новой Каледонии и в Канаде.
Шахтная плавка является наиболее старым способом получения никеля, существовавшим несколько столетий и сохранившим свое практическое зна-чение до настоящего времени.
Шахтная печь представляет собой плавильный аппарат с вертикальным рабочим пространством, похожим на шахту. В поперечном сечении шахтные печи цветной металлургии имеют прямоугольную форму. Шихту, состоящую из руды и флюсов, и топливо периодически загружают на колошниковой площадке отдельными порциями, называемыми колошами. В нижней части печи через фурмы вдувают воздух. В области фурм топливо (кокс или суль-фиды перерабатываемой шихты) сгорает, и там развиваются самые высокие температуры (до 1300-1600°С). Зона высоких температур называется фоку-сом печи. За счет выделяющейся теплоты в фокусе печи происходит плавле-ние шихты и завершается образование продуктов плавки.
Жидкие продукты плавки (шлак и штейн) стекают во внутренний горн, откуда они совместно выпускаются по сифонному желобу в передний горн на отстаивание. Раздельный выпуск штейна и шлака осуществляется из передне-го горна.
По мере плавления шихта опускается вниз, а

Весь текст будет доступен после покупки

1. Уткин, Н. И. Металлургия цветных металлов / Н. И. Уткин. - М., 1985. - 439 с.
2. Астафьев, А. Ф. Окислительный обжиг никелевых сульфидных продуктов в кипящем слое / А. Ф. Астафьев, Ю. В. Алексеев. - Москва.: Металлургия, 2015. - 175 с.
3. Серебрянникова, Э. А. Обжиг сульфидных материалов в кипящем слое / Э. А. Серебрянникова. - Москва.: Металлургия, 2016. - 111 с.
4. Крапухин, В. В. Печи для цветных и редких металлов / В. В. Крапухин. - Москва.: Металлургия, 1980. - 392 с.
5. Уткин, Н. И. Производство цветных металлов / Н. И. Уткин. - Москва.: Интермет-Инжиниринг, 2014. - 442 с.
6. Гудима, Н. В. Технологические расчеты в металлургии тяжелых цветных металлов / Н. В. Гудима. - Москва.: Металлургия, 2012. - 255 с.
7. Староверов, А. Г. Основы автоматизации производства / А. Г. Староверов. - Москва.: Машиностроение, 2009. - 311 с.
8. Иванов, А. А. Автоматизация технологических процессов и производств / А. А. Иванов. - 2-e изд., испр. и доп. - Москва.: Форум: НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 224 с.
9. Девисилов, В. А. Охрана труда / В. А. Девисилов. -: ФОРУМ ИНФРА-М, 2016. - 445 с.
10. Злобинский, Б. М. Охрана труда в металлургии / Б. М. Злобинский. - Москва.: Металлургия, 2015. - 535 с.
11. Тимофеева, С. С. Производственная безопасность: практические работы / С. С. Тимофеева, С. А. Миронова. - Москва.: Форум, Инфра-М, 2018. - 446 с.
12. Гордон, Г. М. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии / Г. М. Гордон, И. Л. Пейсахов. - Москва.: Металлургия, 2010. - 445 с.
13. Старк, С. Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии / С. Б. Старк. - Москва.: Металлургия, 2012. - 328 с.
14. Валуев, Д. В. Технологии переработки металлургических отходов / Д. В. Валуев, Р. А. Гизатулин. - учебное пособие. - Томск: Томский политехнический колледж, 2012. - 191 с.

Весь текст будет доступен после покупки