Тема 4: Общие сведения по металлургии (1час)

Черные металлы. Сталь и чугун, их получение и использование. Легирующие присадки: никель, кобальт, вольфрам. Окисленные и сульфидные никелевые руды. Обогащение руд, концентраты.

РУДЫ ОБОГАЩЕНИЕ, методы переработки природного минерального сырья, которое представляет собой естественную смесь ценных компонентов и пустой породы, с целью получения концентратов, существенно обогащенных одним или несколькими ценными компонентами. Обогащение руды осуществляется преимущественно механическими, а также термическими и химическими методами.

Исторически обстоятельства сложились таким образом, что обогащение полезных ископаемых началось с обогащения руд; в связи с необходимостью дальнейшей переработки концентратов, полученных в результате обогащения руд, а также другого природного сырья, которое приобрело промышленную значимость, появились и другие отрасли горного дела. Первоначальные процессы обогащения руды заключались в промывке россыпных месторождений золота и дробления крупных глыб горных пород, обогащенных самородными металлами, такими, как золото, серебро и медь. Г. Агрикола в своем труде О горном деле (De re metallica, 1556) цитирует записи, свидетельствующие о промывке россыпного золота раньше 4000 до н.э. Сильное нагревание свинцово-серебрянных руд практиковалось в Греции в 2-3 в. до н.э. Агрикола –описал сложную переработку руд благородных и цветных металлов посредством методов, элементы которых включает и современная гравитационная концентрация.

К главным процессам обогащения руды относятся измельчение руды и выделение концентрата. Измельчение заключается в дроблении природного материала, обычно механическими методами, с получением смеси частиц ценных и ненужных компонентов. Дробление может также дополняться химическим разложением молекул компонентов для освобождения полезных атомов. Выделение, или концентрация, состоит в обособлении полезных частиц одного или нескольких продуктов, называемых концентратами, и исключении ненужных частиц пустой породы (хвостов, или отходов). Частицы, которые не попали нив концентрат, ни в отходы, называются промежуточным продуктом и обычно требуют дальнейшей переработки.

Занятие 9.

Тема 4: Общие сведения по металлургии (2часа)

Охрана окружающей среды. Пылегазоулавливание. Обезвреживание выбросов. Использование сернистых газов. Использование цветных металлов. Принцип электролиза никеля. Перспективы развития цеха и комбината. Использование никеля и его значение в промышленности.

Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов – одна из важнейших задач, стоящих перед металлургами при строительстве и эксплуатации производств.

Нормативным показателем степени чистоты окружающей среды является предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воде, воздухе, почве. Однако с помощью ПДК контроль эффективно осуществляется лишь в закрытых помещениях. Поэтому установлены нормы предельно допустимых выбросов (GLD) и сбросов (GLC) от источников загрязнения для каждого предприятия. Специфика предприятий цветной металлургии заключается в том, что они производят такие элементы и их соединения, большинство которых даже в незначительных дозах являются ядами. Чтобы предотвратить отрицательное воздействие металлургического производства на окружающую среду, к нему предъявляются следующие требования:

- комплексность использования сырья;

- улавливание, очистка и утилизация пылевыбросов;

- применение систем оборотного водоснабжения, методов глубокой очистки сточных вод, безводных технологий;

- складирование шлаков на непригодных для сельского хозяйства землях, рекультивация шлаковых отвалов, утилизация шлаков.

Разработка мероприятий по защите окружающей среды обязательна при составлении каждого проекта, строительства нового или реконструкции действующего предприятия.

Основным загрязнителем атмосферы предприятий цветной металлургии является диоксид серы, образующийся при переработке сульфидного сырья, при сжигании органического топлива, в производстве серной кислоты. На долю выбрасываемого диоксида серы приходится 83,4% всех газообразных выбросов предприятий отрасли, что составляет более 20% их общего количества в стране. Степень утилизации газообразного диоксида по отрасли невысока. Основное количество серы теряется на металлургических переделах, в отделениях очистки газов и с не утилизируемыми слабосернистыми газами.

Основная часть выбросов поступает в атмосферный воздух вследствие преимущественного применения в отрасли пирометаллургических процессов. Основные источники загрязнения атмосферы: шахтные, рудотермические, обжиговые, электрические печи; отражательные печи медеплавильных заводов; печи спекания и кальцинации глиноземного производства; вельц-печи цинкового производства; конверторы медеплавильных и никелевых заводов; сушилки медных концентратов; печи кипящего слоя и прокалочные печи электродных производств, дробильно-помольное оборудование, электролизеры и др.

Главный путь утилизации диоксида серы – организация сернокислотного производства, а в тех районах, где нет возможности использовать серную кислоту на месте – производства элементарной серы. При этом необходимо следующее:

- внедрение и освоение технологии нестационарного окисления газов с низкой концентрацией диоксида серы (1-3%);

- улучшение сухой пылеочистки газов, сокращение объёмов технологических сернистых газов путем внедрения газоплотных охладителей – без подсоса воздуха;

- разработка и внедрение более эффективной мокрой очистки газов в промывном отделении с использованием аппаратов Ветури и электрофильтров БВКО;

- ускорение внедрения совершенных автогенных процессов переработки сульфидных, медных, никелевых, медно-цинковых, свинцовых и свинцово-цинковых концентратов;

- внедрение новых сернокислых катализаторов и метода двойного контактирования – двойной абсорбции (ДК-ДА), усовершенствование контактных систем;

- разработка и внедрение технологии использования промывных серных кислот;

- внедрение рециркуляции слабосернистых газов при агломерации свинцово-цинковой шихты;

- автоматизация технологических стадий на всех участках, связанных с утилизацией диоксида серы;

- предотвращение выбросов брызг и тумана серной кислоты с хвостовыми газами сернокислотных установок при внедрении электрофильтров типа БВК или волокнистых фильтров.