Введение к работе
Актуальность работы. Внедрение в производство тяжелых цветных металлов высокоинтенсивных автогенных процессов плавки делает задачу обеднения шлаков не только актуальной, но и насущно необходимой. Попытки минимизировать потери металлов со шлаками в ходе пирометаллургического передела с помощью варьирования типов шлаков и различных методов обеднен ия не привели к решающему успеху. Нет ясности и в вопросе переделов обеднения шлаков и количестве потерь цветных металлов со шлаками, используемыми в строительстве, горном деле и др.
Возникает необходимость в проведении исследований по изучению механизма перехода цветных металлов в шлак, поиске методов извлечения металлов из шлаков и создании теоретических предпосылок для организации технологий с минимальными потерями ценных компонентов.
Целью настоящей работы явилось проведение физико-химических исследований оксидных систем и медьсодержащих промышленных шлаковых расплавов в следующих направлениях:
исследование некоторых реологических свойств (вязкость, электропроводность) синтетических и реальных оксидных расплавов и растворимости в них меди в зависимости от состава газовой фазы и температуры;
изучение влияния отдельных энергетических воздействий на изменение вязкости и электропроводности, разделение оксидных и сульфидных фаз и структурные преобразования в оксидных расплавах;
исследование-влияния механических колебаний на процесс обеднения ряда промышленных шлаков, полученных, в условиях различных процессов плавки сульфидного медного сырья на штейн.
Научная новизна. В ходе термографических исследований шлаков плавки Ванюкова » синтетических охсидных расплавов показано наличие термических эффектов при значительном перегреве синтетических оксидных расплавов над линией ликвидуса, аналогичное термическим эффектам в ходе нагрева твердых образцов шлакоп. При этом экспериментально обнаружено наличие термического эффекта у безжелезистого шлака только на кривой охлаждения и совпадение температуры эффекта с появлением электропроводности у данного расплава при температуре на 200С выше температуры плавления шлака.
Показано изменение в газопоглащении расплавленными шлаками в зависимости от химического состава и структурных изменений в ходе нагрева.
Экспериментально установлено, что метод вибрационного определения вязкости расплавов обладает структурной чувствительностью и зависимость вязкости от температуры при этом методе описывается уравнением Ле-Ш ателье:
Обнаружено, что механические колебания и переменныеэлекгромагнитные поля вызывают коацервацию псевдогомогенных оксидных расплавов, их фазовое и количественное деление.
На основании обнаруженных явлений и особенностей поведения оксидных я оксидно<ульфшшых расплавов под действием механических колебаний, электромагнитных полей и температуры сделан вывод о необходимости более зетальных исследований структурных превращений в исследуемых системах, зключая проведение специальных превращений в исследуемых системах, включая
проведение специальных фундаментальных исследований и на их основе обоснование применимости различных теорий оксидных систем для описания физико-химических превращений в них.
Практическая ценность работы. Экспериментально показана неприменимость вибрационного метода для измерения вязкости сложных жидкостей в широком интервале температур из-за влияния механических колебаний на структуру жидкости.
Установлена возможность влиять на структурные превращения в жидких системах с помощью механических колебаний и комбинированных переменных электромагнитных полей, что может оказаться полезным при формировании направленных структур изделий, получаемых из жидких оксидов и сульфидов.
Результаты систематических исследований по определению вязкости и электропроводности ряда промышленных шлаков медной плавки, полученных в различных металлургических агрегатах и термографических, минералогических изучений их поведения и состава будут использованы при решении проблем обеднения шлаковых расплавов медеплавильных заводов.
В работе дана практическая рекомендация о целесообразности скорейшего внедрения непрерывных процессов получения черновой меди и организации обеднения богатых по меди шлаков при одновременном сокращении расхода флюсов и полного извлечения всех компонентов.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: Всесоюзном совещании "Состояние работ по переработке шлаков тяжелых цветных металлов", июль 1983 года, Москва; 3-й Республиканской конференции "Физико-химия и технология свинца", август 1984 г, г. Чимкент; 3-м Всесоюзном совещании по химии и технологии халькогенов и халькогенидов, сентябрь 1986, г. Караганда; Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка и внедрение энергосберегающих и малоотходных технологий в металлургии цветных и редких металлов", декабрь 1986, Москва; Всесоюзной научно-технической конференции Теоретические и технологические предпосылки интенсификации производства тяжелых цветных металлов и комплексного использования сырья", июнь 1988, Свердловск; 11-ой международной конференции по термлчексому анализу, сентябрь 1988, Высокие Татры, ЧССР; Межреспубликанской научно-практической конференции "Проблемы освоения техногенных месторождений", октябрь 1991, Алматы, доклады Академии наук России, том 327, N"11, 1992; 32-я ежегодная международная конференция металлургов, Канада, Монреаль, август 29 - сентябрь 2, 1993 г.
Публикации, По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 2 работы в международной печати.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 192 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения. Список литературы включает 282 наименования. Работа проиллюстрирована 61 рисунком и 23 таблицами.