ВВЕДЕНИЕ 7
1 Литературный обзор-твердофазное восстановление 8
1.1 Принципы и механизм восстановления 8
1.2 Электрохимическая природа процесса восстановления 11
1.3 Место выделения металлической фазы 15
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 18
1. Терра 18
1.1 Термодинамическая программа - терра 18
1.2 Исходные данные для программы 20
1.3 Результаты эксперимента 21
2. Эксперимент в печи 27
2.1 Методика эксперимента 27
2.2 Описание установки 27
2.3 Результаты эксперимента 29
ВЫВОДЫ 31
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 32
В регионах с развитой цветной металлургией в отвалах накопилось большое количество медеплавильного шлака, общая масса которого вряд ли может быть точно даже определена. Согласно оценке в Чили накоплено более 45 млн. т шлака, и к этой массе ежегодно добавляется еще 4 млн. т. В отвалах медеплавильных предприятий России находится более 140 млн. тонн шлака. Так, только в окрестностях г. Карабаш Челябинской области хранится около 30 млн. т отвальных промышленных отходов, в которых содержится порядка 40 % или около 10 млн. т железа. Хранение таких отходов не только требует огромных площадей, но и неблагоприятным образом сказывается на экологии. Кроме того, на содержание отвалов и экологические налоги расходуются значительные средства, что определяет актуальность их рационального использования.
Помимо железа и меди шлак содержит также серу, цинк, селен, мышьяк и некоторые другие ценные элементы. С учётом количества самую высокую стоимость в шлаке имеет железо. В настоящее время существует три основных метода утилизации медеплавильных шлаков, которые широко изучаются и используются в некоторых промышленных технологиях: гидрометаллургический (преобладающий метод), биогидрометаллургический и пирометаллургический. Кроме того, шлак в ограниченных объёмах используют при получении строительных материлов. Однако использование шлака в строительной промышленности приводит не только к безвозвратной потере ценных компонентов, но и затруднено в связи с наличием в них оксидов тяжелых металлов, так как это приводит, например, к расслоению бетона. Некоторое количество медьсодержащих отходов может быть добавлено в агломерат для доменной печи. Однако в черной металлургии тяжёлые цветные металлы, в том числе медь, являются вредными примесями, которые снижают механические свойства стали машиностроительного сортамента. Поэтому медьсодержащие отходы нежелательно использовать на металлургических заводах.
В то же время медь уменьшает склонность стали к атмосферной коррозии, и её содержание в металле строительного назначения допускается на уровне порядка 1%. Таким образом, сталь с повышенным содержанием меди можно использовать при производстве проката строительного назначения. Однако производить металл с повышенным содержанием меди на заводах «большой» металлургии и использовать его только при выплавке весьма ограниченного сортамента невозможно, так как невозможно исключить попадание меди с чугуном и отходами при рециклинге в конструкционную сталь.
Главная цель моей работы: оценка возможности твердофазного
восстановления железа из медипплавильных шлаков в атмосфере CO.
1. Согласно термодинамическому расчету металлическое железо в шлаке образуется при температуре 980 °С при избытке углерода(С).
2. В лабораторных условиях получили образец металлического железа в шлаке.
3. Металлизация железа в медеплавильном шлаке происходит при 980 °С.
