Металлургия тяжелых цветных металлов: учебное пособие
Марченко Н. В.
СФУ, 2009 г.
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 8
1. СВОЙСТВА, СЫРЬЕВАЯ БАЗА, ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ СВИНЦА И ЦИНКА 9
Физические и химические свойства свинца и цинка 9
Области применения свинца и цинка 13
Сырье для производства свинца и цинка 15
Современные перспективы развития металлургии свинца и цинка 19
2. МЕТАЛЛУРГИЯ СВИНЦА 29
Разновидности плавок свинцового концентрата 30
Агломерирующий обжиг свинцовых концентратов 33
Химизм процесса агломерирующего обжига 34
Подготовка шихты к агломерирующему обжигу 39
Аппаратурное оформление агломерирующего обжига 42
2.3. Шахтная плавка свинцового агломерата 45
2.3.1.Химизм процесса шахтной восстановительной плавки 47
Продукты шахтной восстановительной плавки 49
Практика шахтной свинцовой плавки 51
2.4. Переработка промпродуктов плавильного передела 56
Переработка шлаков свинцовой плавки 56
Переработка медно-свинцового штейна 63
Переработка шпейзы 65
Переработка пыл ей свинцового производства 66
2.5. Реакционная плавка свинцовых концентратов 68
Горновая плавка свинцовых концентратов 69
Реакционная плавка в короткобарабанной печи 70
Реакционная плавка в электропечи 72
2.6. Автогенные процессы в металлургии свинца 74
Теоретические основы автогенных плавок 76
Способы осуществления автогенных плавок 78
Переработка свинцовых концентратов в агрегате КИВЦЭТ-ЦС 82
2.7. Рафинирование чернового свинца 89
2.7.1. Технология пирометаллургического рафинирования чернового свинца 91
2.7.2. Технология электролитического рафинирования чернового свинца. 109
3. МЕТАЛЛУРГИЯ ЦИНКА 113
3.1. Обжиг цинковых концентратов перед выщелачиванием 114
Теоретические основы процесса обжига цинковых концентратов 115
Поведение компонентов цинкового концентрата при обжиге 119
Аппаратурное оформление процесса обжига цинковых концентратов 121
Основные показатели обжига цинковых концентратов 126
3.2. Выщелачивание цинкового огарка, гидролитическая и цементационная очистка раствора 129
3.2.1.Теоретические основы процесса выщелачивания цинкового огарка. 130
3.2.2.Технологические схемы выщелачивания цинкового огарка 132
3.2.3. Теоретические основы процесса очистки раствора сульфата цинка от примесей 135
3.2.4.Оборудование процессов выщелачивания цинкового огарка и очистки растворов от примесей 143
3.3. Электролиз цинка 149
3.3.1. Теоретические основы электролитического выделения цинка из раствора 150
Показатели и режимы процесса электроосаждения цинка 154
Аппаратурное оформление процесса электролиза цинка 157
3.4. Пирометаллургия цинка 159
Обжиг цинковых концентратов перед дистилляцией 159
Дистилляция цинка 160
Рафинирование чернового цинка 167
3.5. Переработка промпродуктов цинкового производства 171
Переработка цинковых кеков пирометаллургическим методом 172
Переработка цинковых кеков гидрометаллургическим методом 176
4. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ПРОИЗВОДСТВА СВИНЦА И ЦИНКА 181
4.1. Газоочистные установки в металлургии свинца и цинка 182
Очистка газов свинцового производства 184
Очистка газов цинкового производства 187
4.2. Очистка сточных вод 190
5. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТАЛЛУРГИИ МЕДИ И НИКЕЛЯ 194
5.1. Классификация рудного сырья 195
Сырье для получения меди 196
Сырье для производства никеля 199
Вторичное сырье 202
Топливо 203
Огнеупорные материалы 205
Флюсы 206
Принципы и методы получения меди и никеля 207
Подготовка медных и никелевых руд и концентратов
к металлургической переработке 212
5.4. Основные продукты металлургического производства 217
Металлы 218
Штейны и шлаки медной и никелевой плавок 219
Газы и пыли 220
Физические и химические свойства меди и никеля 222
6. ПЛАВКА МЕДНЫХ И НИКЕЛЕВЫХ РУД
И КОНЦЕНТРАТОВ НА ШТЕЙН 224
Структура пирометаллургического процесса и влияние его отдельных стадий на производительность металлургических агрегатов 225
Отражательная плавка медных концентратов 228
Отражательная плавка сырых (необожженных) концентратов 230
Окислительный обжиг медных концентратов 234
Отражательная плавка обожженных концентратов 235
Конструкция отражательной печи 237
6.3. Электроплавка медных и медно-никелевых концентратов
Особенности тепловой работы электропечи 239
Электроплавка медных концентратов 239
Электроплавка медно-никелевых концентратов 241
Особенности тепловой работы электропечи 243
6.4. Шахтная плавка сульфидного медного сырья 245
Устройство шахтной печи 245
Восстановительная шахтная плавка 248
Окислительная шахтная плавка 249
6.5. Автогенные процессы плавки сульфидных концентратов 255
6.6. Плавка во взвешенном состоянии в атмосфере подогретого
дутья и технологического кислорода...... 260
Плавка во взвешенном состоянии на подогретом дутье 260
Плавка во взвешенном состоянии в атмосфере технологического кислорода 263
Новые направления в технологии взвешенной плавки 266
Кислородно-взвешенная циклонная электротермическая плавка - КИВЦЭТ-процесс. 268
Плавка в жидкой ванне (плавка Ванюкова) 271
Восстановительно-сульфидирующая шахтная плавка окисленных никелевых руд 276
Сущность восстановительно-сульфидирующей плавки 277
Сжигание топлива в шахтной печи 277
Химизм процесса шахтной плавки 280
Особенности конструкции шахтной печи для плавки окисленных никелевых руд 284
Плавка окисленных никелевых руд на ферроникель 286
7. КОНВЕРТИРОВАНИЕ МЕДНЫХ, НИКЕЛЕВЫХ
И МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ ШТЕЙНОВ 288
7.1. Теоретические основы процесса конвертирования 288
Особенности состава медных штейнов 288
Химизм конвертирования 289
Термодинамика реакций конвертирования 292
Условия окисления и шлакообразования в конвертере 297
Поведение примесей при продувке штейна 299
7.1.6 Особенности конвертирования медно-цинковых штейнов 300
Продукты конвертирования медных штейнов 301
Конвертирование медно-никелевых штейнов 302
Конвертирование никелевых штейнов 305
7.2. Практика процесса конвертирования 309
7.2.1. Устройство и работа горизонтального конвертера 309
8. ПЕРЕРАБОТКА НИКЕЛЕВЫХ И МЕДНО-
НИКЕЛЕВЫХ ФАЙНШТЕЙНОВ 316
8.1. Способы разделения меди и никеля медно-никелевого файнштейна 316
Флотационное разделение меди и никеля 316
Карбонильный процесс 317
8.2. Обжиг никелевого файнштейна и концентрата
от флотационного разделения медно-никелевого файнштейна 319
8.2.1. Теоретические основы процесса обжига никелевого файнштейна 320
Практика процесса обжига в кипящем слое 322
Сульфатохлорирующий обжиг и обезмеживание файнштейна 325
Переработка богатых никелевых концентратов на анодный никель 327
8.3. Восстановительная плавка закиси никеля 328
Химизм процесса электроплавки 329
Практика процесса электроплавки 331
9. РАФИНИРОВАНИЕ МЕДИ И НИКЕЛЯ 336
9.1. Огневое рафинирование меди 336
Теоретические основы огневого рафинирования меди 337
Поведение примесей при огневом рафинировании меди 338
Восстановление и дегазация меди 340
Переработка шлаков огневого рафинирования 342
Оборудование для огневого рафинирования меди 343
9.2. Электролитическое рафинирование меди 348
Химизм электролиза и поведение примесей 349
Параметры и показатели электролиза меди 353
Аппаратурное оформление и практика процесса электролиза 355
Переработка электролита 369
Переработка электролитного шлама 370
9.3. Электролитическое рафинирование никеля 372
Теоретические основы электролиза никеля 372
Очистка никелевого электролита от примесей 375
10. ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ МЕДИ И НИКЕЛЯ 379
10.1. Гидрометаллургические схемы переработки медного и
никелевого сырья 381
Переработка медного сырья 382
Переработка никелевого сырья 385
10.2. Автоклавная технология переработки пирротинового
концентрата 387
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 391
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 392