Ванюков пешінде төмен сапалы мыс концентраттарынан штейн алуды зерттеу

1. ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Қ.И.СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ ЗЕРТТЕУ УНИВЕРСИТЕТІ

Ибрагим Абылғазы ұлы Онаев атындағы
Ғылым Орталығы
«Ванюков пешінде төмен сапалы мыс концентраттарынан штейн алуды зерттеу»
Орындаған студент:
Құрманбек Ж.Ш
Қанадан А.С
Әділханов М.
Ғылыми жетекші:
қауым.профессор, т.ғ.к., Досмухамедов Н.К
Алматы ● 2018 ж.

2. Запасы алюминия

ЗАПАСЫ АЛЮМИНИЯ

3.

Стоимость
Глиноземнің дүниежүзілік балансы мен құны
Алюминий өзіндік құнының құрылымы

4.

Производство и потребление алюминия в мире
Лондон металдар биржасында (LME) алюминий құны
WBMS деректері бойынша дүниежүзілік тұтыну көлемі, мың тонна.
Кесте 2 – Қазақстанда глинозем өндірісі
Жылдар
2001
2003
2005
2006
2007
2008
2009
2016
Глинозем
өндірісі,млн.
тонна
1,184
1,4
1,5
1,57
1,53
1,6
1,68
1,00

5.

Технология получения алюминия
Глинозём, или оксид
алюминия (Al2O3),
получается из
боксита
Боксит на 40-60%
состоит из оксида
алюминия. Для
выделения чистого
алюминия
применяется процесс
Байера
Глинозём затем
превращается в
алюминий
посредством
процесса
электролиза. На 1
тонну алюминия
требуется
примерно 2 тонны
глинозёма

6.

Газдар
Утилизациялау
Атмосфера

7.

8.

Минералдар
Корунд Al2O3
Диаспор, бемит Al2O3 Н2О
Гиббсит (гидраргиллит) Al2O3-ЗН2О
Боксит
Каолинит Al2O3 2SiO2 2H2O
Бемит AlO(ОН)
Муллит 3 Al2O3 2SiO2
Метакаолинит Al2O3 2SiO2
Шпинель Al2O3-MgO
Кианит, андалузит, силлиманит
Al2O3-SiO2
Серицит, мусковит
К2О ЗАl2О3 6SiO2 2Н2О
Алунит К2S04.А12(S04)3 4А1(ОН)3
Анортит CaO.Al2O3 2SiO2
Нефелин (Na, К)2O·Al2O3·2SiO2
Лейцит K2O Al2O3 4SiO2
Альбит Na2O Al2O3 6SiO2
Полевой шпат (ортоклаз) К2О АlО3 6SiO2
Құрамы Аl2O3,
%
100
85,0
65,4
38-64
39,5
98,0
43,3
43,2
71,0
63,0
38,4
37,0
36,7
32,3-35,9
23,5
19,3
18,4

9.

Золошлаковые отходы
Активация
Активированные ЗШО
Раствор NaНCO3
Обогащение
Силикатный раствор
Концентрат золы
Na2CO3; CaCO3
Спекание, 1100°С
СО2
Карбонизация
SiO2 амoрфн.
(белая сажа)
CaО
Синтез
волластанита
Спек
Упаривание
Выщелачивание
Волластанит
Жидкое стекло
Раствор αK = 5-6
СО2
Кек, 2CaO·SiO2
Карбонизация I
Al(OH)3
Кальцинация
1200°C
СО2
Карбонизация II
Алюмокарбонат
ный осадок,
Ga2O5, V2O5
Al2О3
Производство
цемента
Раствор Na2CO3

10.

Күлдің активтендіруге дейінгі және кейінгі кристаллооптикалық талдауы
активтендіруде
н кейінгі күл
бастапқы күл
активтендіруден
кейінгі күл

11.

Атауы
Активация температурасы, °С
Бастапқы КШҚ
Активациядан кейінгі КШҚ
100
Активациядан кейінгі КШҚ
120
Активациядан кейінгі КШҚ
150
Активациядан кейінгі КШҚ
200
Құрамы
Компоненттер
Силлиманит
Муллит
Геденбергит
Гематит
Кварц
п.п.п.
Муллит
Гематит
Кварц
Кальцит
п.п.п.
Муллит
Гематит
Кварц
Кальцит
Муллит
Гематит
Кварц
Кальцит
Муллит
Гематит
Кварц
Кальцит
Формуласы
Al2SiO5
Al(Al.83Si1.08O4.85)
CaFe+2Si2O6
Fe2O3
SiO2
Al(Al.83Si1.08O4.85)
Fe2O3
SiO2
СаСО3
Al(Al.83Si1.08O4.85)
AI4.59 Si1.41O9.7
Fe2O3
SiO2
СаСО3
AI4.59Si1.41O9.7
Fe2O3
SiO2
СаСО3
AI4.59Si1.41O9.7
Fe2O3
SiO2
СаСО3
%
32,5
27,2
12,4
6,7
8,7
12,5
61,8
8,1
25,8
4,2
0,1
14,3
39,3
8,0
33,2
5,2
50,7
7,9
36,1
5,3
49,7
8,0
37,1
5,3

12. МаҚсатЫ ЖӘНЕ маселелерІ

МАҚСАТЫ ЖӘНЕ МАСЕЛЕЛЕРІ

13. Характеристика Исходные материалы

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

14. Выбор и обоснование способа

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА

15. Исходные условия экспериментов

ИСХОДНЫЕ УСЛОВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

16.

65
60
SiO2, % мас.
55
50
45
65
40
60
35
55
25
20
50
100
150
200
250
300
350
С Na2O, г/л
SiO2, % мас.
30
50
45
40
35
30
Сурет 2 - Кремний оксиді мөлшерінің натрий
оксидінің концентрациясынан тәуелдігі
25
20
0
1
2
3
4
5
6
Уақыт, мин
Сурет 5 - күлдегі кремнезем оксидінің мөлшерінің оның
шаймалау уақытына тәуелділігі

17.

Условия проведения опытов и их результаты при температуре 105О С
Na2Oку
Концентрациясы
г/л
Кремнеземнің ерітіндіге өту дәрежесі,%
50
Уақыт , сағ
0,5
1
100
60
10,2
1,0
17,6
2,0
29,0
3,0
34,0
4,0
37,5
5,0
38,2
n SiO2, %
№
40
30
20
10
0
2
150
13,8
25,3
39,5
44,9
47,0
47,6
0
50
100
150
200
250
300
350
C Na2O, г/л
3
200
15,6
30,3
45,0
50,4
51,7
52,7
4
250
18,0
35,0
50,0
54,8
55,6
55,5
5
300
20,2
39,0
52,3
55,8
56,0
55,5
0,5
1
2
3
5
Натрий оксидінің концентрациясының әртүрлі
температурада сілтілеу тәуелділігі

18.

Күлді байыту кезінде ерітіндіге кремнеземнің өту дәрежесінің температурадан тәуелділігі (концентрация
Na2O = 250 г/дм3)
60
Кремнеземнің ерітіндіге өту дәрежесі, %
Сілтілеу уақыты ұзақтылығы, сағ
Температура,⁰С
0,5
1,0
2,0
3,0
n SiO2 ерітіндіге, %
№№
50
40
30
1
105
18,0
35
50,0
54,8
2
150
48,0
50,7
51,0
51,0
10
3
200
51,0
50,5
51,0
50,7
0
4
250
51,3
50,0
50,5
50,1
20
0
50
100
150
200
250
300
T, C
0,5
1
2
3
Сурет 1 - Кремнеземнің ерітіндіге өту дәрежесінің
температурадан тәуелділігі

19.

№№
Концентрат алу жағдайы
Температура
С, г/л
Уақыт, сағ
Компоненттер мөлшері, %
Al2O3 SiO2 Na2O Fe2O
CaO
TiO2
Басқ
1,3
1,4
8
1,5
2
1,5
8
1,6
2
1,6
9
1,7
2
1,7
5
1,7
6
1,7
5
1,3
8
1,3
8
1,3
7
1,0
1,18
1,53
5,64
1,21
5,76
1,26
6,37
1,28
6,21
1,34
5,12
1,35
4,52
1,39
5,3
1,4
5,15
1,38
5,4
1,09
11,0
5
10,3
7
10,0
8
3
Бас. күл
1
105
100
3
2
105
100
5
25,3
27,4
3
27.9
3
105
150
3
29,2
4
105
150
5
29,6
5
105
200
3
6
105
200
5
7
105
250
3
8
105
250
5
9
105
300
3
10
150
250
1
11
200
250
0,5
12
250
250
0,5
31,2
3
33,2
2
32,2
6
32,3
1
32,2
5
25,4
1
25,3
7
25,4
5
59,2
45,1
7
43,3
2
40,1
8
39,0
2
38,6
0,17
6,63
38,1
3
36,3
2
36,1
1
35,5
2
31,4
6,55
31,3
8
30,8
5
7,13
11,4
13,2
1
13,5
6
14,1
7,84
14,4
6,85
15,0
6
15.5
7
15,5
5
15,6
8
15,5
4
12,3
1
12,3
6
12,3
6,74
7,15
9,46
8,05
17,3
1
18,0
5
18,7
4
1,1
1,08

20.

Металлургические расчеты
1. Материальный
баланс
1.1 Расчет рационального состава концентрата
1.2 Расчет состава и количества штейна
1.3 Расчет состава и количества самоплавкого и
конечного шлака
1.4 Расчет состава и количества отходящих газов
1

21.

Балқытудың бастапқы өнімдерінің химиялық құрамы
Компоненттер, %
Cu
Шихта
құрамы:
Концентрат
Pb
Zn
26-33 до 3 0,5-20
Әктас
Компоненттер,
%
Металдардың
табылу түрлері
-
Fe
S
SiO2
CaO
8-12
15-25
3-8
3-4
1,5-5,0
51-55
0,3-1,0
Al2O3
-
0,4-1,2
1520
-
Cu
Pb
Zn
Fe
SiO2
CaO
Al2O3
CuFeS2
CuS
PbS
ZnS
FeS2
SiO2
CaCO3
CaO
Al2O3
-
1

22.

1. Материальный баланс
1.1. Расчет рационального состава концентрата
Элементы
CuFeS2
1
2
FeS
3
Cu
8,39
Fe
7,38
11,51
S
8,46
6,60
Cu2S
FeS2
ZnS
4
5
6
PbS
CaCO3
7
8
SiO2
Al2O3
10
11
Проч. Всего
12
8,83
17,22
10,51
2,22
13
12,04
Zn
29,40
0,48
0,07
29,87
0,99
Pb
0,99
0,44
0,44
SiO2
10,20
Al2O3
10,20
0,00
0,00
CaO
4,10
4,10
CO2
3,22
3,22
Проч.
Всего
24,23
18,11
11,05
22,54
1,47
0,51
7,32
10,20
0,3
4,56
4,56
4,56
100,0
0
1

23.

1.4. Состав технологических газов
Компонент
Масса, кг
Объем, м3
объемн. %
SO2
41,54
14,54
45,14
H2O
7,36
9,16
28,44
Zn
0,033
0,008
0,03
PbS
0,072
0,007
0,02
CO2
7,16
3,64
11,32
N2
6,06
4,85
15,05
Всего
62,222
32,2
100,00
1

24.

Материальный баланс плавки на богатый штейн в печи Ванюкова
Материал
Cu
Fe
S
Pb
Zn
SiO2
CaO
CO2 O2
N2
Al2O3 H2O Прочие ВСЕГО
4,10
0,47
3,22
0,00 6,38 4,56
0,60 0,45 0,64
106,38
9,00
5,03
3,94
0,49 0,53 -0,10
9,60
27,71 6,06
12,7
3,86 2
18,7
7,16 31,57 8
1,09 7,36 5,11
10,53
33,77
Загружено:
1. концентрат
3. кварц
0,9
17,22 29,40 29,87 0,44 9
10,20
0,55
6,84
4. известняк
0,63
5. дутье /воздух/
6.
технологический
кислород
ВСЕГО:
0,9
17,22 29,40 29,87 0,44 9
17,67
16,59
176,26
Получено:
1. штейн
2. шлак
16,70 9,80
0,35
19,31 0,11
0,05
0,29
0,0
0,0044 099
пыль
0,17
3. отходящие газы
ВСЕГО:
Невязка:
8,98 0,32
20,78 0,063
17,22 29,40 29,87 0,44
0,00
0,3
4
0,6 17,5
9,50
1
0
0,00
0,00 0,00
0,09
6
0,0
33
0,9 17,6
9,60
9
7
0,0
0,00 0,00
0
0,60
6,34
0,37
37,12
1,08
4,69
59,53
0,01
0,05
0,80
18,7
7,16 24,63 8
7,36
18,7
7,16 31,57 8
1,09 7,36 5,11
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
1
78,81
176,26
0,00

25.

Бастапқы өнімдер
Алынған өнімдер
25,6%
7,8%
69,7%
74,4%
4,7%
Сапасы төмен мыс концентраты
Көмір
Урлеу
Штейн
Шлак
Шаң, газдар
Сурет 1. Ванюков пеші ағынының материалдық балансы
17,8%

26. Выводы

ВЫВОДЫ