Классификация ферросплавных процессов. Физико-химические основы получения ферросплавов. Производство силикокальция силикотермическим процессом. Производство углеродистого феррохрома, страница 16

Образуются соединения, растворимые в кипящей воде. В результате из спека растворяется часть SiO₂, щелочи и 70 – 90% P.

Соду затем регенерируется продувкой промывной вод дымовыми газами.

Достоинства способа:

§  Из продуктов обогащенная наряду с фосфором удаляется часть SiO₂;

Недостаток способа:

§  В концентрате после промывки остается 8 – 10% Na₂O, что делает его непригодным для плавки ферромарганца в закрытой печи.

v Дитионатный способ

Его сущность заключается в том, что через суспензию из шлама и раствор CaS₂O₆ пропускается сернистый (SO₂) и серный (SO₃) ангидрид. В результате MnO₂ переходит в  раствор в виде дитионата:

MnО2+2SО2 = MnS2О6,

MnО2 + SО2 = MnSО4

При избытке дитионата кальция образовавшийся по реакции сульфат марганца по реакции:

MnSО4 + CaS2О6 = MnS2О6 + СаSО4

также переходит в растворимый дитионат марганца.

Осадок СаSО4 затем отфильтровывают, а из раствора осаждают гидроксид марганца:

MnS2О6 + Са(ОН)2 = Mn(OH)2 + CaS2О6

Достоинства способа:

v Возможность использования очень бедных шламов, недорогих раегентов.

Недостатки способа:

v Образование сульфата кальция, что приводит к зарастанию аппаратуры;

v Необходимости поддержания pH среды ниже 3,5.

ü Азотнокислый способ

Сущность азотнокислого способа заключается в том, что руда после восстановительного обжига выщелачивается азотной кислотой.

При этом марганец, значительная часть примесей переходит в раствор. Затем раствор очищают от примесей. Осаждение примесей ведут при pH=4-5, что сопровождается выпадением из раствора Fe(OH)₃, Al(OH)₃, а взаимодействие Fe(OH)₃ c H₃PO₄ сопровождается образованием FePO₄ и H2О. растворы выпаривают при температуре 973 – 1023 К. качественный концентрат получается при осаждении Mn(NO₃)₂ известковым молоком.

Недостаток способа:

ü Расход дефицитных реагентов;

Достоинства способа:

ü Получение азотных удобрений.

  Кальций-хлоридный способ

В основу кальций-хлоридного способа положены обменные реакции:

МnСО3 + СаСl2 = МnСl2 + СаСО3,

МnСl2 + Са(ОН)2 = СаСl2 + Мn(ОН)2

Для получения концентрата по этому способу расходуется только недефицитный недорогой реагент – известь. Хлористый кальций в процессе реакции полностью регенерируется.

Получающийся при этом концентрат содержит: 59 – 64 % Мn; 0,002 – 0,004 % Р; 0,02 – 0,5 % Fe; 0,2 – 1,0 % SiО2; следы S; 3 – 5 % СаСl2.

Концентратам пригоден как для подшихтовки к обычным рудам при плавке ферромарганца и силикомарнанца, так и для плавки металлического марганца.

Недостаток способа:

  Для высокого извлечения марганца необходимо весьма тонкое дробление руды;

  В CaCl₂ извлекается лишь марганец, содержащийся в руде в виде карбонатов.

Ø Биохимические методы

Сущность биохимических методов, состоит в том, что бактерии, введенные в марганецсодержащую среду, выделяют органические метаболиты, например, лимонную, молочную кислоту, аминокислоты.

Эти кислоты переводят марганец в раствор, из которого затем известными способами осаждают соединения марганца. В зависимости от типа бактерии фосфора и некоторые другие элементы могут переходить в раствор или оставаться в твердом растворе. Для выращивания бактерий требуется получение питательного субстрата. Биохимическая технология получила широкое применение для извлечения цветных металлов, в частности меди, из сульфатных руд.

o  Электрометаллургический способ

Сущность метода состоит в селективном восстановлении фосфора и железа углеродом с переводом их в попутный высокофосфористый ферромарганец. Для этого марганцевые концентраты в смеси с коксом и кислым флюсом (кварцитом) загружают в ванну ферросплавной электропечи. Процесс ведут непрерывно, а продукты плавки выпускаются периодически. Полученный обесфосфоренный продукт, называемый малофосфористым шлаком (МФШ) соответствует предъявляемых требованиям.

Особенности способа:

Состоит в необходимости повышения содержания кремнезема в малофосфористом шлаке до 28 – 30%.