Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка технологической схемы производства рафинированного ферроникеля из бедных железохромоникелевых руд

Диссертация: Разработка технологической схемы производства рафинированного ферроникеля из бедных железохромоникелевых руд
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Экспериментальными исследованиями установлены взаимосвязи степеней восстановления элементов из рудного сырья от степени извлечения железа. На базе экспериментальных данных получены зависимости степеней извлечения никеля, фосфора и серы от степени восстановления железа из рудного сырья и на их основе сделан выбор рационального состава чернового ферроникеля (Ni-10.15%- Р-0,3.0,5%- S-0,08.0,10… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Состояние вопроса. Цель работы
    • 1. 1. Анализ состояния рынка никеля за рубежом и в России
    • 1. 2. Мировые и отечественные запасы никельсодержащих руд
    • 1. 3. Существующие технологии переработки никелевых руд и получения ферроникеля
  • Выводы по главе и цель работы
  • 2. Изучение зависимостей степеней извлечения элементов из рудного сырья от степени восстановления железа и выбор оптимального состава ферроникеля
  • 3. Изучение физико-химических характеристик процесса дефосфорации чернового ферроникеля
    • 3. 1. Шихтовые материалы
    • 3. 2. Выбор состава начального шлака и определение расхода флюсов на его образование
    • 3. 3. Определение температур начала и конца плавления полученных шлаков
  • 4. Математические модели процессов получения чернового ферроникеля и его рафинирования и установление закономерностей изменения основных параметров технологии
    • 4. 1. Математическая модель процесса получения чернового ферроникеля
      • 4. 1. 1. Математическая модель процесса нагрева и расплавления руды
      • 4. 1. 2. Математическая модель процесса получения чернового ферроникеля
    • 4. 2. Математическая модель процесса рафинирования чернового ферроникеля
    • 4. 3. Установление основных параметров технологии математическим моделированием
  • Выводы
  • 5. Общее описание предлагаемой технологии получения чернового ферроникеля частичным восстановлением железохромоникелевых руд и его рафинирования
  • 6. Технико-экономическое обоснование эффективности предлагаемой технологии и ее экологическая оценка
    • 6. 1. Определение себестоимости получаемой продукции и выбор оптимально-возможного варианта внедрения предлагаемой технологии
    • 6. 2. Экологическая оценка предлагаемой технологии
  • Выводы

Разработка технологической схемы производства рафинированного ферроникеля из бедных железохромоникелевых руд (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Технический прогресс в машиностроении, энергетике, химии, транспорте обуславливает увеличение потребности в качественных сталях и сплавах. Одним из важнейших металлов, применяемых для выплавки легированных сталей, является никель.

В настоящее время по объёму производства никеля Россия занимает второе место в мире, однако, несмотря на значительный объём производства никеля, потребность в нём полностью не удовлетворяется. Основным недостатком современной схемы производства ферроникеля является невозможность переработки руд, бедных по содержанию никеля [1].

Дальнейшее увеличение производства никеля требует расширения сырьевой базы, так как разведанные запасы этих руд не достаточны для удовлетворения потребности в никеле интенсивно развивающихся отраслей промышленности и народного хозяйства в целом.

Серьёзным дополнительным источником для производства никеля и железа могут служить железохромоникелевые руды Орско-Халиловского района, переработка которых не нашла широкого применения в силу несовершенства технологии их передела, а также ввиду их бедности по содержанию как железа, так и никеля.

Данная работа направлена на разработку совершенно нового процесса получения ферроникеля высокой концентрации с низким содержанием вредных примесей из бедных железохромоникелевых руд.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Экспериментальными исследованиями установлены взаимосвязи степеней восстановления элементов из рудного сырья от степени извлечения железа. На базе экспериментальных данных получены зависимости степеней извлечения никеля, фосфора и серы от степени восстановления железа из рудного сырья и на их основе сделан выбор рационального состава чернового ферроникеля (Ni-10.15%- Р-0,3.0,5%- S-0,08.0,10%).

2. Исследованы наиболее важные физико-химические характеристики процесса дефосфорации чернового ферроникеля известково-железистым шлаком: температура начала и конца плавления шлаков, определение коэффициента распределения фосфора и влияния на него различных параметров (температуры, основности шлака). На основе полученных данных предложен состав рафинировочного шлака, %: СаО — 40.50- Si02 — 12. 18- ZFeO -20.30- А1203, MgO и др. — 10. 15. Шлак с таким содержанием основных компонентов обладает высокой дефосфорируюгцей способностью (Lp=50. .70), имеет температуру плавления на уровне 1400. 1450 °C.

3. Разработаны математические модели процессов частичного жид-кофазного восстановления рудного сырья, обеспечивающего получение чернового ферроникеля, и его дальнейшего рафинирования, с их помощью установлены основные параметры процессов и закономерности их изменения.

4. На основе проведенных исследований и выполненных расчетов предложена новая технологическая схема переработки железохромоникелевых руд карботермическим методом, заключающемся в получении ферроникеля частичным восстановлением рудного сырья в агрегате ПЖВ и дальнейшего его рафинирования в конвертере, которая позволяет получать из 27,0 тонн сырой руды 1 тонну рафинированного ферроникеля (Ni~15%) и 20,7 тонн железистого шлака (Fe0~60%). Подана заявка на патент нового способа получения товарного ферроникеля с низким содержанием вредных примесей из бедных трудноперерабатываемых железохромоникелевых руд (№ 2 005 130 831, от 04.10.05).

5. С экологической точки зрения предлагаемая технология является более выгодной (как по количеству вредных выбросов, так и по комплексности использования сырья), по сравнению с существующими в настоящее время электроплавкой и шахтной плавкой на штейн.

6. Выполненные технико-экономические расчеты показали целесообразность переработки железохромоникелевых руд по предлагаемой технологии. Замена электроэнергии угольным топливом позволяет существенно снизить себестоимость получаемой продукции. В качестве восстановителя могут применяться более дешевые некоксующиеся энергетические и бурые угли. Согласно выполненному технико-экономическому анализу эффективности переработки железохромоникелевых руд по предлагаемой технологии, себестоимость единицы никеля в получаемом ферроникеле дешевле стоимости никеля на отечественном рынке в 2,4 раза и составляет 6,44 $США или 180,3 руб/кг.

Показать весь текст

Список литературы

  1. О.В. Разработка рационального состава и технологии производства никельсодержащих ферросплавов из бедных окисленных никелевых руд: Автореф. дис.канд. техн. наук. Екатеринбург: Ин-т металлургии Уральского отделения Российской академии наук, 2002.
  2. Железорудная база России // Под ред. В. П. Орлова М.: Изд. ЗАО «Гео-информмарк», 1998.- 848 с.
  3. Рудные месторождения СССР. Т.1: 2-е изд. перераб. и доп. М.: Недра, 1987.
  4. В.Ф., Савельева Р. Н. Процессы и агрегаты для прямого получения железа: Учеб. пособие. Свердловск, изд. УПИ им. Г. И. Кирова, 1983, 64с.
  5. Производство ферроникеля посредством кричного процесса в ПНР и ГДР. «Met. extract miner, oxid. niquel Cent, invest, ind minero met. (CIPIMM)» La Habana, 1974, 291−292
  6. Никель и кобальт. Главнейшие процессы получения никеля и кобальта из окисленных никелевых руд: Учеб. пособие / Бумажное Ф. Т. Л.: Темплан, 1978.-86 с.
  7. Производство богатого ферроникеля в шахтной печи электропечи. -Перевод с яп. Цветинформация, 1966.
  8. В.Д., Чермак JI.JI., Тумасов В. Ф. Обеднение отвальных шлаков шахтной плавки окисленных никелевых руд. «Цветные металлы», 1974, № 11, С. 8−10
  9. Исследования в области технологии производства никеля и кобальта. -Сборник научных трудов. Л.: Гипроникель, 1986, 144 с.
  10. Металлургия никеля и кобальта: Учеб. пособие / Худяков И. Ф., Тихонов А. И., Деев В. И., Набойченко С. С. М.: Металлургия, 1977. — 264с
  11. ДА., Онищин Б. П., Линев В Д. Металлургия ферроникеля. М.: Металлургия. 1983. 184 с.
  12. И.Певзнер Г. Р., Теслицкая М. В. Цветная металлургия. Бюл. Цветметин-формация, 1969, № 23, С. 16−25
  13. Mining Journal, 1971, № 7078, p. 279.
  14. Никелевая и кобальтовая промышленность капиталистических стран в 1967 г.: Обзор./ Отв. ред. М. М. Усманская. М.: Цветинформация, 1968. — 48 с.
  15. И.И. Никель и его сплавы. Изд-во. АН СССР, 1958. 340 с.
  16. А.Е., Коган Б. И. Минеральное сырье зарубежных стран. Изд-во. АН СССР, 1947.-283 с.
  17. М.И., Емлин Б. И. Электрометаллургия ферросплавов. Учебник для вузов. Киев- Донецк: Вища школа, 1983. 376 с.
  18. Produccion de niquel en el Japon. Goto Sakichi. «Met. extract, miner, oxid niquel. cent invest, ind. minero met. (CIPIMM)». La Habana, 1974, 233−250
  19. Цветная металлургия Японии: Пер с англ. М.: Цветметинформация, 1970. 477 с.
  20. Современные способы получения ферроникеля. Tanaka Katsuyoshi. «Тецу то хаганэ, J. Iron and Steel Inst. Jap.» 1985, 71, № 2, 147−156
  21. Пат. 4 942 204 Япония. Хаяси Тосики, Окасима Ясухиро, Способ получения ферроникеля //1974.
  22. Пат. 5 621 134 Япония. Ямаока Хидероки, Хатою Митихару, Миядзаки Тоямо, Симода Тэрухиса, Оки Хирохару. Способ и устройство для получения ферроникеля// 1983.
  23. Пат. 4 914 606 Япония. Окасима Ясухиро, Иноуэ Рёдзо, Окада Рёити. Способ получения ферроникеля // 1974.
  24. Пат. 57 196 393 Япония. Катано Дзюнтьити, Симура Како. Способ получения ферроникеля // 1984.
  25. М.А. Цветная металлургия. Бюл. НТИ, 1967, № 10, с. 47.
  26. Вращающиеся печи для ферроникелевого завода Codemin в Niquelandia (Бразилия). Potary kiins for the Codemin ferronickel project in Niquelandia, Brazil, «MPT. Met. Plant, and Technol.», 1981, 4, № 1, 102 (англ.).
  27. Mining Journal, 1971, № 7078, p. 279.
  28. Е.И. Новикова и dp. Производство никеля за рубежом. Обзорная информация. Ч. II. Металлургическое производство. Цветинформация, 1979,1. С. 3−19
  29. Н. И., Онищин Б. П., Майзель Е. И. Электроплавка окисленных никелевых руд. М.: Металлургия, 1971. 268 с.
  30. Mining annual review, 1971, р.34.
  31. Пат. № 3 854 936 США Huter WillardL., Paulson Danton L., Sticlmey Wil-lom А. Производство ферроникеля из окисленных никелевых руд // 1974.
  32. Пат. № 3 849 113 США. Ban Thomas Е. Способ получения ферроникеля // 1974.
  33. Coleman Е.Е., Vedensky D.P. Production of ferronickel at Riddle, Oregon: Extractive metallurgy of Copper, Nickel and Cobalt // Int. Symp. New York New York, London. 1960. February. 15−18. P. 263 — 286
  34. Никелевая продукция 1980−1981 гг. Проспект компании ИНКО. 1981,20 с.
  35. .П., Вернер Б. Ф., Вычеров ВТ. Электроплавка окисленных никелевых руд на ферроникель. М.: Цветинформация, 1966.
  36. Внепечная десульфурация ферроникеля на Побужском никелевом заводе. Мячикин В. И., Кормилъцын С. П., Зборщик A.M., Бурочкин А. Е., Митцев С. Г., Келлер В. Р., ВласовП. Е ."Цв. металлургия", 1983, № 9 25.27.
  37. С.П., Цемехман Л. Ш., Афанасьев СТ. Рафинирование и обогащение ферроникеля. М.: Металлургия, 1976. 240 с.
  38. В.М., Резник ИД. .Электроплавка бедных окисленных никелевых руд с получением богатого ферроникеля // Электрометаллургия черных и цветных металлов. 1999. № 9. С. 17−21.
  39. ВТ., Кудрин В. А., Якушев A.M. Общая металлургия: учебник для вузов. 6-изд., перераб. и доп. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. -768 с.
  40. З.Г., Быстрое В. П., Щетинин А. П. Опытно-промышленный автоматизированный комплекс для плавки окисленной никелевой руды на базе плавки Ванюкова // Изв. вузов. Цветная металлургия 2003. — № 11.- С. 28−30
  41. З.Г., Спесивцев А. В., Кимяев КБ. Методика построения нечеткой управляющей модели печи Ванюкова для безокислительной плавки сульфидных концентратов. Изв. ВУЗов «Цветная металлургия», № 2, 2002 г. С.20−24
  42. З.Г., Быстрое ВТ., КарабаееЗо. С. и др. Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и золото. Патент РФ 2 194 781. Бюлл. изобр. № 35 от 20.12.2002 г.
  43. З.Г., Голов/iee Ю. И. Новые подходы к повышению эффективности переработки окисленных никелевых руд // Н.-техн. журнал «Цветные металлы», № 11,2003 г, С. 42−43.
  44. A.M., Арсланова М. В. Установление основных параметров процесса получения ферроникеля путем частичного восстановления железохромоникелевых руд: Сб. докл. Т.1 / Под ред. Г. С. Гунна. Магнитогорск: МГТУ, 2003. 211 с.
  45. Материальный и тепловой балансы процесса дефосфорации чернового ферроникеля, полученного частичным восстановлением из железохромоникелевых руд // Бигеев A.M., Потапова М. В. М., 2004. Деп. в ВИНИТИ 13.01.04, № 57 -В 2004.
  46. Г. И., Куликов КС. Атлас шлаков. М.: Металлургия, 1985. -208 с.
  47. В.П., Долгополова Л. Б. Определение температуры плавления шлака. Методические указания. Магнитогорск: Изд. МГМА, 1998. — 6 с.
  48. A.M. Математическое описание и расчеты сталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1982. — 156 с.
  49. A.M. Расчеты мартеновских плавок. М.: Металлургия, 1966. -387 с.
  50. П.В., Есин О. А. Процесс высокотемпературного восстановления. М.: Металлургиздат, 1957. 481 с.
  51. Н.Г. Математическое описание и установление основных параметров технологии бескоксового жидкофазного восстановления сталеплавильных шлаков. Дис. на с. уч. ст. канд. техн. наук. Магнитогорск: МГМА, 1997.
  52. Материальный и тепловой балансы процесса бескоксового жидкофазного восстановления сталеплавильных шлаков // Бигеев A.M., Бигеев В. А., Горбатов В. Н., Демидов ИТ. М., 1995. Деп. в ВИНИТИ, 1995, N 7 (307), N 1338-В95.
  53. A.M., Колесников Ю. А. Основы математического описания и расчеты кислородно-конвертерных процессов. М.: Металлургия, 1970. 232 с.
  54. В.П. Математическое моделирование металлургических процессов. М.: Металлургия, 1986. — 239 с.
  55. A.M. Непрерывные сталеплавильные процессы. М.: Металлургия, 1986. 136 с.
  56. Металлургия чугуна // Вегман Е. Ф., Жеребин Б. Н., Похвиснев А. Н. и др. М.: Металлургия, 1989. — 512 с.
  57. Г. А. Производство стали. -М.: Металлургия, 1982. 496 с.
  58. М.Я. Основы термодинамики и кинетики сталеплавильных процессов. Киев, Донецк: Вища школа, 1986. — 280 с.
  59. H.JI. Общая химия. М.: Химия, 1964. — 688 с.
  60. Т.С. Моделирование и установление основных параметров технологии бескоксового жидкофазного восстановления бакальских сидеритов. Дис. на с. уч. ст. канд. техн. наук. Магнитогорск: МГТУ, 2002.
  61. A.M., Бигеев В. А. Исследование и разработка основных параметров технологии и конструкции агрегата высокотемпературного бескоксового восстановления железа. Отчет. Магнитогорск: Изд. МГМИ, 1982. — 77 с.
  62. Теплотехника доменного процесса. / Китаев Б. И., Ярошенко ЮТ., Суханов Е. Л. и др. М.: Металлургия, 1978. — 250 с.
  63. В.И. Теория процессов производства стали. М.: Металлургия, 1967.-712 с.
  64. В.А. Металлургия стали. М.: Металлургия, 1981. 488 с71. Бигеев A.M., Бигеев В. А. Металлургия стали. Магнитогорск: МГТУ, 2000. 545 с.
  65. В.А. Производство стали из фосфористого чугуна в сталеплавильных агрегатах. М.: Металлургия, 1982, 120 с.
  66. В.А. Передел фосфористого чугуна. Киев: Техника, 1971.- 80с1А. Бигеев A.M., Перчаткин П. Н., Бигеев j9.Л.Передел природнолегирован-ных и фосфористых чугуиов. Свердловск.: Средне-Уральское книжное изд-во, 1980.-38 с.
  67. Д.И., Волынкин В. М., Тимофеев В. Т. Передел чугуна специального состава, включая природнолегированные и фосфористые. Свердловск: УралНИИЧМ, 1984, с. 21 22
  68. Якушев А. М Справочник конвертерщика.- Челябинск- Металлургия, Челябинское отделение, 1990. 448 с.
  69. Е.Ф. Краткий справочник доменщика. М.: Металлургия, 1981.-239 с.
  70. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов в никель-кобальтовом производстве. Сб. науч. тр. JL: Гипроникель, 1988, 144 с.
  71. А.И., Ивлева Т. А. Влияние железосодержащих материалов на горение пылеугольного топлива // Изв. Вузов, 1995. № 3. С. 42−49
  72. Кудрявг^ев B.C., Пчелкин С. А. Использование некоксующихся углей в черной металлургии. -М.: Металлургия, 1981. 168 с.
  73. Роменеъ (В.А. Процесс жидкофазного восстановления // Сталь, 1993. № 2. С. 32−33
  74. Современные проблемы электрометаллургии стали: Материалы XII Международной конференции. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. — С.219.
  75. Кузнецов Р. Ю, Старых В. А, Евграфова А. С. Будущее рынка никеля// Национальная металлургия. 2004. — № 5. — С. 48 — 54
  76. З.Г. Создание и внедрение компьютерных автоматизированных технологических комплексов в металлургии // «Черные металлы», «Цветные металлы». 2005. — Специальный выпуск. — С.91 — 96
  77. С.Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии. М.: Металлургия, 1977. — 328 с.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?