(технический университет)
Кафедра: Металлургии цветных металлов
По дисциплине: Металлургия меди и никеля
Тема: “Электроплавка медно-никелевых руд на штейн“.
Автор: студентка гр.: МЦ – 98 ________ / Моторина Л.В./
(подпись)
Проверил:
Руководитель проекта доцент __________ / Смирнов Ю.М./
(подпись)
Санкт-Петербург
2001 г.
|
Министерство образования Российской Федерации |
||
|
Санкт-Петербургский государственный горный институт им Г.В. Плеханова (технический университет) |
||
|
УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой профессор /Сизяков В.М./ "___"__________2001г. |
||
Кафедра: Металлургии цветных металлов
ЗАДАНИЕ
Студентке группы: МЦ – 98 ________ / Моториной Л.В. /
1. Тема проекта: Электроплавка медно-никелевых руд на штейн.
2. Исходные данные к проекту: Состав исходных материалов (окатыши, руда вкрапленная, руда сплошная, кварцевый флюс, кокс), загружаемых в печь, % (по массе).
3. Перечень графического материала: сборочный чертеж агрегата (печи), выполненный на формате А-2.
4. Срок сдачи законченного проекта: 12.2001г.
Руководитель проекта: доцент __________ /Смирнов Ю.М./
(подпись)
Дата выдачи задания: 09.2001г.
Аннотация
В курсовом проекте рассматривается процесс плавки сульфидных медно-никелевых руд на штейн в руднотермической электропечи. Описывается технология процесса, его физико-химические основы; приводятся преимущества и недостатки плавки.
Производится расчет материального и теплового балансов электропечи. Находится удельный расход электроэнергии, затрачиваемой на данный вид плавки и согласуется с заводскими показателями.
Страниц 51, таблиц 13.
Содержание
Введение
В цветной металлургии электроплавку вначале применяли преимущественно для производства сплавов и рафинирования металла и сравнительно недавно стали использовать для переработки рудного сырья и шлаков в производстве меди, никеля, свинца, цинка и олова. Рудная электроплавка является одним из важнейших металлургических процессов цветной металлургии.
Электроплавка – процесс, поддающийся полной автоматизации и механизации. Плавка в электропечах не требует специальных сооружений и устройств для хранения и приготовления топлива (складов угля, пылеугольных фабрик, мазутохранилищ и т. д.)
При электроплавке не нужно подавать в печь воздух для сжигания топлива, поэтому в процессе плавки образуется малое количество газов и пыли. В связи с этим потери тепла и пыли с газами значительно ниже, чем при отражательной плавке, а использование тепла и извлечение металлов в штейн соответственно выше. Электроплавка позволяет экономить флюсы и получать уменьшенный выход шлака, что в свою очередь приводит к уменьшению потерь тепла и металлов. Термический к. п. д. достигает 60-80%.
Несмотря на недостатки электрических печей (значительное потребление электроэнергии, достигающее 500-800 квт·ч на 1 т шихты, низкую десульфуризацию и повышенные требования к шихте по снижению ее влажности) плавка обладает рядом преимуществ, которые заключаются в том, что она позволяет перерабатывать в печах тугоплавкие материалы, обеспечивает большую гибкость и оперативность процесса наряду с его высокой тепловой активностью.
Таким образом, важными условиями, определяющими выбор электроплавки является низкая стоимость электроэнергии и тугоплавкость шихты.
Теоретическая часть
В России основное количество никеля производится из сульфидных медно-никелевых руд, а электроплавка является доминирующим рудоплавильным процессом при переработке этого сырья. Применяется электроплавка медно-никелевого сырья и за рубежом.
Рудная плавка применима к самым различным видам сульфидного сырья, весьма существенно различающимся как по химическому, так и по гранулометрическому составу. В целях получения высокой удельной производительности электропечи предпочтительнее перерабатывать в ней кусковой материал. Поэтому на предприятиях концентраты предварительно окусковывают, сочетая окускование с окислительным обжигом на агломашинах, что позволяет удалить из концентрата часть серы и получить при плавке более богатые штейны. Наряду с обоженным сырьем в электроплавку направляют кусковую сульфидную руду.
На комбинатах, перерабатывающих медно-никелевые руды, рудная часть шихты электроплавки различна. На Норильском ГМК она в основном представлена агломератом, получаемым при спекании флотационных концентратов обогащения медно-никелевых руд, а также сплошной высокосернистой богатой рудой. На комбинатах ”Печенганикель” и ”Североникель” рудная часть шихты содержит обоженные окатыши, полученные из флотационных концентратов, привозную (норильскую) сплошную высокосернистую руду, вкрапленную руду. Помимо указанных основных составляющих, в шихту электроплавки могут входить и другие, в том числе оборотные материалы (железистые кеки очистки никелевого электролита, пыли и др.). Кроме металлсодержащего (содержащего цветные металлы) сырья, в состав твердой шихты электроплавки входят кремнистый флюс (кварцит, песчаник, песок) и восстановитель (угольный антрацитовый штыб, коксик). Наряду с твердой шихтой на переработку в РТП направляется и часть жидких шлаков от конвертирования медно-никелевых штейнов, хотя основным способом их переработки является обеднение в обеднительных электропечах.
Раньше процесс рудной электроплавки медно-никелевого сырья вели без восстановителя, и по химизму этот процесс в основном сводился к выплавлению из шихты сульфидов и к окислению части сульфидов высшими оксидами железа по реакциям:
FeS + 3Fe2O3 → 7FeO + SO2, (1)
FeS + 3Fe3O4 → 10FeO + SO2. (2)
При этом извлечение в штейн никеля и кобальта было пониженным вследствие больших электрохимических (из-за окисления) потерь их в шлаке. В настоящее время на всех предприятиях плавку ведут с добавлением в шихту восстановителя, чтобы восстановить часть оксидов железа шлака до металла. Образовавшаяся при этом в ванне взвесь металлического железа восстанавливает никель и кобальт из их оксидов, способствуя более полному извлечению этих металлов в штейн. Кроме того, восстановление углеродом ферритов, прежде всего магнетита, снижает концентрацию их в шлаке, что улучшает его свойства, также обуславливая уменьшение содержания цветных металлов (включая медь) в шлаке.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
