Содержание к диссертации
Введение
1.Известные способы получения металлов
1.1 Некоторые способы получения цветных металлов
1.2 Получение металлов с использованием энергии фазовых переходов
2. Экспериментальная часть
2.1 Роль воды в процессе получения полиметаллических порошков по технологии «Энергонива-2»
2.2 Алгоритм технологии получения порошков
2.3 Агрегат «Энергонива 2»
2.4 Энерго-технологический комплекс «Энергонива-2»
2.5 Режимы работы агрегата «Энергонива-2»
2.6 Производительность агрегата
2.7 Безопасные режимы работы
3. Применение агрегатов «Энергонива 2» для водно-минеральных систем
3.1 Обработка рудно-минеральных систем
3.2 Обработка водно-минеральных систем промышленного и бытового происхождения в агрегате «Энергонива-2» 65
4.Физико-химические свойства полиметаллических порошков,полученных на агрегате
«Энергонива-2» 71
5.Методы переработки полиметаллических порошков
5.1 Классификация способов разделения порошков 84
5.2 Основы технологии разделения порошков последовательным плавлением 94
Заключение и выводы 104
Библиографический список 107
Содержание 120
Приложения
Введение к работе
Металлургия является базовой отраслью народного хозяйства. Она требует больших капитальных затрат на поиски и разработку сырья, на его переработку. К роме того, руды цветных, редких и благородных металлов содержат полезные компоненты в концентрациях от нескольких граммов до десятков килограммов в тонне руды (за исключением алюминиевого сырья).Например, для производства 1т меди необходимо добыть и переработать 150-160 т руды среднего качества,1т тантала - 70-80 т руды и т.д./1/.Количество руды, необходимой для производства 1т металла ,несмотря на научно-технический прогресс, постоянно возрастает. Переработка руд цветных и черных металлов, вследствие больших материальных потоков - дорогостоящий процесс, требующий больших затрат топлива, энергии, рабочей силы,сложного оборудования /1,2,3/.
В настоящее время для металлургии России как и всего мира, характерно снижение ресурсов высококачественных руд , а по ряду целевых элементов - необходимость импорта.Существенно повысились стоимость энергоресурсов и транспортные расходы. Поэтому значительно повысилась стоимость металлопродукции , и как следствиє,возросла цена на товары в других отраслях народного хозяйства(машиностроении, строительстве и др.)/1,3/.
Несмотря на многочисленные усовершенствования технологий по добыче и переработке металлургического сырья, существующие процессы не позволяют в полной мере комплексно его использовать.В ходе получения металлов образуется большое количество газообразных,жидких и твердых отходов,что значительно ухудшает экологическую обстановку.
Поэтому поиск и разработка принципиально новых технологий (менее материало- и энергоемких,экологически чистых),а также расширение ресурсной базы металлургий имеет актуальное значение.
Одним из новых направлений развития металлургии является овладение процессами фазовых переходов 4-6 рода, т. е. при температурах 150000-300000 К, в ходе реализации которых рядом ученых теоретиков (Гинзбург В.Л.,Арцимович Л.А.,Юкава X.) предсказывалось выделение значительного количества энергии.Основываясь на /21,23,24,41,65,66/ Иванов Н.И. и Вачаев А.В. разработали теорию практического использования эффектов фазовых переходов 4-6 рода с целью получения электрической энергии /8,17/.В ходе исследований выясни 5
лось,что кроме электроэнергии на данной установке можно получать металлы в виде полиметаллических порошков. Однако процесс их получения,свойства,способы и области применения не изучались.
Цель работы : Разработка основ технологического процесса получения металлов из водных и водно-минеральных систем с использованием эффектов фазовых превращений 4-6 рода.
Основные задачи,решаемые в работе: -разработка технологии переработки водных и водно-минеральных систем,отходов и промстоков любого производства с целью получения полиметаллических порошков в результате реализации фазовых превращений 4-6 рода;
- исследование параметров процесса получения полиметаллических порошков заданного состава;
- изучение свойств получаемого материала;
- разработка технологической схемы переработки полученного материала;
-разработка принципиальных основ расчета ,конструирования, сооружения агрегатов для разделения металлов, получаемых из полиметаллических порошков. Научная новизна работы заключается в следующем:
- экспериментально подтверждена возможность использования водных и водно-минеральных систем в качестве плазмообразующеи среды для получения полиметаллических порошков;
- получены статистические и динамические характеристики процессов получения,сушки и переработки полиметаллических порошков ;
- показана возможность получения сплавов цветных металлов и сплавов на основе железа методом последовательного плавления и разделения полиметаллического порошка (основного продукта фазовых превращений) путем отжима расплавов от порошковой массы.
Практическая ценность работы заключается :
- в создании установок «Энергонива-2» для реализации фазовых превращений 4-6 рода и получения полиметаллического порошка;
- определении режимов работы агрегатов «Энергонива-2» с целью- получения полиметаллического порошка заданного состава;
- создании печей нового типа (пресс-плавильных) для разделения металлов методом последовательного плавления с отжатием расплавов;
- расширение сырьевой базы металлургии. Реализация результатов :Разработаны технические задания для ряда предприятий Челябинской области на проектирование промышленных систем (Прилож.1):
- экологических - с целью переработки вредных выбросов промышленных и других предприятий стоков,шламов,шлаков и т.д.);
- металлургических - с целью получения сырья для черной и цветной металлургии.
Публикации: Результаты работы докладывались на межгосударственной научно-технической конференции «Развитие сырьевой базы промышленных предприятий Урала» (1995г., МГМА),всероссийской конференции «Состояние и перспективы развития городов Южно-уральского региона (1996 г.,МГМА),межгосударственной научно-технической конференции «Проблемы развития металлургии Урала на рубеже 21 века»(1996г.,МГМА),Симлозиуме«Синергетика, структура и свойства материалов.Самоорганизующиеся системы» (1996 г.,Москва).
По материалам работы опубликовано 12 статей и тезисов, получено 2 решения о выдаче патентов РФ.
