Дипломная работа на тему: Железные, хромовые и марганцевые руды, их хвосты обогащение

Введение

Актуальность работы. В настоящее время в производствах металлов, их оксидов и солей широко используются сернокислотные технологии, в которых образуются млн.м3 промежуточных и отработанных сернокислых растворов. В большинстве случаев возникает необходимость переработки этих растворов с целью регенерации или утилизации серной кислоты.

За многолетнюю практику в промышленности были реализованы всего лишь несколько процессов регенерации кислоты, основанные, главным образом, на упаривании сернокислых растворов при различных условиях с последующим отделением осадка сульфатов примесных элементов. Однако этот метод в большинстве случаев не позволяет получать кислоту такого же качества, что и в головном процессе для повторного применения или более высокого качества, которое требуется для применения в других производствах.

Планета Земля обладает практически постоянной массой и представляет собой химически замкнутую систему, которая непрерывно обменивается с окружающим космосом преимущественно энергией. В результате вещественно-энергетических превращений в Земле происходит непрерывная рециркуляция веществ, которая совершается по двум основным кругооборотам - геологическому и биологическому. В интересах настоящего и будущего поколений чрезвычайно важной является задача охраны и научнообоснованного рационального использования недр, сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей среды.

Металлургия относится к одной из самых материалоёмких отраслей и характеризуется значительными в планетарном масштабе объёмами производства. Эффективная эксплуатация огромных производственных мощностей возможна только при использовании металлургического сырья высокого качества, запасы которого быстро истощаются. Это порождает общую сырьевую проблему. Она усугубляется увеличением численности населения, возрастающей потребностью в металлах, а следовательно, и ростом количества отходов, образующих шлакоотвалы, шламонакопители и прочие техногенные месторождения.

При устойчивом росте объёмов мировой добычи полезных ископаемых только 10 % извлекаемого из недр сырья превращается в готовую продукцию, а 90 % уходит в отходы производства, образуя техногенные месторождения. Техногенные неиспользуемые продукты рассматривались ранее в основном как источник экологической опасности. Однако сегодня они представляют интерес и для экстракции ценных компонентов.

Техногенные месторождения - это техногенно-минеральные объекты, вмещающие отходы обогащения исходного сырья или отходы его переработки и представляющие интерес для дальнейшего использования. Они содержат различные виды техногенно-минерального сырья, целесообразность извлечения которых определяется существующими экономическими реалиями.

Анализ производства и потребления металлов показывает, что сырьевая проблема полностью может быть решена только в результате её воспроизводства - созданием искусственного сырья с высокой реакционной способностью на основе комплексной переработки руд, отходов производства и вторичного сырья.

Воспроизводство сырья означает создание искусственного сырья высокого качества, отвечающего требованиям сложившегося производства.

Для воспроизводства сырья существует несколько источников: - бедные руды;

- породы вскрыши;

- руды сложного состава, которые не перерабатываются сложившимися технологическими процессами (например, титаномагнетиты с высоким содержанием титана);

- отвальные продукты обогащения (хвосты); - отходы производства, а именно:

- шлаки, образующиеся на стадии их переработки в доменном, сталеплавильном и ферросплавном производствах;

- пыли газоочисток;

- шламы, складируемые в отвалах и шламонакопителях;

- окалина и травильные растворы при обработке металлов в прокатном производстве;

- металлический лом, стружка металлообрабатывающих производств и городского хозяйства.

Эти отходы включают не только основные элементы исходных руд (железо, хром, вольфрам, молибден и др.), но могут включать элементыспутники и сопутствующие элементы.

Сосредоточение техногенных месторождений на территории промышленно развитых районов, отсутствие необходимости во вскрышных работах снижают энергетические и материальные затраты на организацию экстракции из них ценных компонентов. Часто затраты на извлечение полезных компонентов из техногенного сырья оказываются ниже, чем при их добыче из природного сырья. В данном случае не нарушается природная среда, сокращаются и ликвидируются шлакоотвалы, шламонакопители и другие объекты, освобождая площади для последующей их рекультивации.

Принцип переработки техногенного сырья сформулировал академик И.П. Бардин: отходы одних технологических переделов или производств должны служить сырьем для других. Решение этой задачи является актуальным не только для России, но и для всего мирового сообщества.

Под экстракцией черных металлов из техногенного сырья следует понимать разработку приёмов определения количества, физико-химических свойств, условий образования и сокращения металлургических отходов, комплексной их переработки с извлечением ценных компонентов в виде товарных продуктов, являющихся сырьевым источником для собственного или других производств.

Цель работы. Расчёт агломерационной шихты.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить закономерности экстракции серной кислоты в системе H2SO4- ок-танолы -Н2О, определить физико-химические характеристики (плотности, вязкости и показателя межфазного натяжения) экстрактов;

- разработать основы технологии компонентов агломерационной шихты.

Оглавление

- Введение 3

- Железные, хромовые и марганцевые руды, их хвосты обогащение

- Железные руды. Особенности извлечения металлов из хвостов железных руд

- Хромовые руды. Их обогащение

- Марганцевые руды. Их обогащение

- Расчётная часть

- Заключение 37

- Библиографический список 39

- Принятые сокращения

Заключение

Для оценки возможности применения материалов для строительных конструкций введена относительная активность, представляющая собой отношение эквивалентной активности пробы к максимальной активности, допустимой для 1-го класса стройматериалов (370 Бк/кг). Относительная активность отдельных обследованных объектов при такой оценке составила: шлаковый отвал - 0…23,6; шлам - 0,3…0,4; хромит - 0…0,1; феррохром - 0; шлак FeW - 9,6.

Из шлаков ферросплавов наибольшей относительной активностью обладают шлаки ферровольфрамового производства (см. табл. 51). Причина такой активности шлаков кроется в высокой относительной активности исходных вольфрамовых концентратов, составляющей 2,3. В процессе переплава концентратов радиоактивные элементы переходят преимущественно в шлак, что повышает их радиационную активность. Исходные шихтовые материалы, прежде всего хромовая руда, и конечные продукты производства феррохрома имеют незначительную относительную активность (не превышает 0,1). В шлаковых отвалах из 30 отобранных проб в двух зафиксировано повышенное содержание радиоактивных элементов с относительной активностью 14,2 и 23,6. Действительную причину такого всплеска активности проб установить в настоящее время трудно, но не исключено, что это явилось следствием одновременного выброса отходов с радиоактивными элементами, причем не связанными с основным производством ферросплавов.

По ходу плавки большинство радионуклидов гамма-излучений переходит в шлак, а также в виде пыли задерживается электрофильтрами. В конечном счете они разубоживаются и складируются на шлакоотвале ОАО "ЧЭМК". Фоновое значение радиоактивности отвала составляет 5…6 мкР/ч, редко достигая 15 мкР/ч в наиболее старой части отвалов, где промышленные отходы закрыты чехлом пыли и строительного мусора. Повышенные фоновые значения наблюдаются по краевой части отвалов, которые постоянно двигаются в связи с ростом отвалов. В этих местах часто наблюдается повышение фона до 30 мкР/ч и даже зафиксированы аномалии до 330 мкР/ч.

Мощность внешнего излучения шламонакопителя колебалась от 3 до 20 мкР/ч и лишь однажды составила 22 мкР/ч. Неоднородность гаммаизлучения шламонакопителя указывает на неравномерность поступления естественных носителей радионуклидов в процессе формирования отходов. В целом среднее значение относительной активности отвалов свидетельствует о непревышении ими естественного фона излучения.

Результаты всесторонней оценки радиоактивной опасности шлаков и отходов материалов на ОАО "ЧЭМК" позволяют прийти к заключению, что они относятся к веществам умеренно- и малоопасным.

Технология, при которой полностью утилизируются все промышленные отходы, получила название безотходной. Инженерные разработки, связанные с созданием новых технологий, нацелены именно на максимальную утилизацию отходов, сокращение водопотребления и токсичных стоков, доработку всех материалов, образующихся в цикле, до товарной продукции, используемой в других производствах.

Список литературы

1. Ванадий в черной металлургии / Н.П. Лякишев, Н.П. СлотвинскийСидак, Ю.Л. Плинер, С.И. Лаппо. - М.: Металлургия, 2015. - 192 с.

2. Воронов, Ю.И. Технология молибденсодержащих ферросплавов /

Ю.И. Воронов, В.П. Зайко, В.И. Жучков. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. - 275 с.

3. Дерябин, Ю.А. Перспективы переработки чинейских титаномагнетитов / Ю.А. Дерябин, Л.А. Смирнов, А.А. Дерябин. - Екатеринбург: Сред.Урал. кн. изд-во, 2015. - 368 с.

4. Дубровин, А.С. Металлотермия специальных сплавов / А.С. Дубровин. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2012. - 254 с.

5. Извлечение ванадия и никеля из отходов теплоэлектростанций / Т.П. Сирина, В.Г. Мизин, Е.М. Рабинович и др. - Екатеринбург: УрО РАН, 2011. - 238 с.

6. Комплексная переработка карбонатного марганцевого сырья: химия и технология / В.П. Чернобровин, В.Г. Мизин, Т.П. Сирина, В.Я. Дашевский. - Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2015. - 294 с.

7. Состояние и перспективы производства хромистых сплавов в условиях Челябинского электрометаллургического комбината / В.П. Чернобровин, Г.Г. Михайлов, А.В. Хан, А.И. Строганов. - Челябинск: Изд-во ЧГТУ, 2017. - 224 с.

8. Теоретические основы процессов производства углеродистого феррохрома из уральских руд / В.П. Чернобровин, И.Ю. Пашкеев, Г.Г. Михайлов и др. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2014. - 346 с.

9. Технология ванадийсодержащих ферросплавов / В.П. Зайко, В.И. Жучков, Л.И. Леонтьев и др. - М.: ИЦК "Академкнига", 2014. - 515 с.

10. Технология вольфрамсодержащих ферросплавов / В.П. Зайко,

В.И. Жучков, П.А. Дробышевский и др. - Екатеринбург: УрО РАН, 2015. - 557 с.

11. Технология марганцевых ферросплавов. В 2 ч. Ч.1: Высокоуглеродистый ферромарганец / В.И. Жучков, Л.А. Смирнов, В.П. Зайко, Ю.И. Воронов. - Екатеринбург: УрО РАН, 2017. - 414 с.