Общая характеристика железных руд

Доменное производство

Лекция 1. Черная металлургия

Получение никеля из сульфидных руд.

Плавка на штейн.

Может быть использован любой процесс для переработки Cu концентратов.

Cu и Ni близки по свойствам. Основной не ценный минерал - пирротин.

Присутствие тугоплавкого MgO дает возможность использовать электроплавку.

1. D_s = 15-20% даже при плавке необожженного концентрата, пирротин дает мало S.

2. Штейны получаются бедные 15-18 % бедного сырья.

3. Электроплавку ведут с добавкой восстановителя (уголь, твердый коксик).

Помимо электроплавки для переработки Cu концентратов используют автогенные процессы.

Для восстановительной плавки закиси Ni используют электродуговые печи.

Печи наклоняющиеся. В своде печи отверстие для электродов.

Процесс начинается с загрузки в центр печи закиси Ni и восстановителя.

Возникновение дуги между электр. и частицами закиси Ni Þ возникновение высокой температуры Þ расплавление.

Тепло генерируется за счет протекания тока через дугу.

Процесс ведут с избытком углерода. Восстановление ® добавление закиси Ni ® печь наклоняют ® сливают шлак.

Получается гранулированный Ni ® его сушат ® упаковывают ® отправляют к потребителю.

Известковый шлак используется для удаления серы.

Основной метод обогащения – флотация

Для обеспечения нормального хода металлургического процесса и получения чугуна, заданного сорта нужно получить шихту, состоящую из трех основных частей, взятых в заранее рассчитанном, строго определенном соотношении:

1. Железорудный материал;

2. Кокс – главный источник тепловой энергии, он выполняет также роль восстановителя (железо в рудах содержится обычно в окисленном состоянии)

3. Флюсы – материалы, необходимые для уменьшения температуры плавления пустой породы.

Любая руда или концентрат содержит большее или меньшее количество пустой породы. В состав железных руд в качестве пустой породы обычно входят следующие соединения:

Al₂O₃ (t_пл= 2040⁰C), CaO (t_пл=2570⁰C), SiO₂ (t_пл =1728⁰C), MgO

(t_пл =2800⁰C). Однако при определенных соотношениях указанных оксидов образуются легкоплавкие составы, температура плавления которых не превышает 1300^оС. Соотношение кислых и основных оксидов для этого должно быть близко к единице:

(Al₂O₃ + SiO₂): (CaO + MgO) = 1:1

Обычно в пустой породе железных руд преобладают кислые оксиды (Al₂O₃ и SiO₂), поэтому в качестве флюсов используется известняк или известь.

Железная руда - это горные породы, содержащие железо в такой форме и в таком количестве, что его экономически целесообразно извлекать при современном уровне развития техники. К железным рудам относятся:

- красный железняк (основной минерал - гематит – Fe₂O₃) – это богатые железные руды с содержанием железа не менее 55 % , содержат небольшое количество вредных примесей.

- магнитный железняк (основной минерал - магнетит – Fe₃O₄) отличается от остальных железных руд магнитными свойствами, содержит не менее 50 % железа, но часто содержит вредные примеси, особенно серу.

- бурый железняк (основной минерал - лимонит – Fe₂O₃ х nH₂O) обычно это бедные железные руды, содержание железа не превышает 35-40 %.Часто содержат повышенное количество фосфора.