ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ СУРОЯМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Аннотация
Прогнозные ресурсы Суроямского месторождения по категории Р1 превышают 2,2 млрд т титаномагнетитовых руд. Это аналог Качканарского месторождения в Свердловской области. Основным элементом является железо, содержание которого составляет 16,5 %, попутно можно извлекать титан, ванадий и фосфор. Переработку концентратов планируется производить по технологии ITmk3.
В данной работе с помощью программного комплекса Terra проведен термодинамический анализ, позволяющий оценить влияние температуры на параметры процессов, протекающих в системе «металл – шлак – газ».
Проведена оценка влияния температуры на состав металла. Установлено, что при температуре 500…800 °С металлическая фаза состоит из железа, марганца, серы и углерода. При увеличении температуры (выше 800 °С) из шихты в металл восстанавливаются ванадий, фосфор, титан и кремний. Содержание ванадия достигает максимума при температуре 1100 °С, фосфора – 1250 °С, а содержание титана и кремния растет с повышением температуры. Показано влияние температуры на состав шлаковой фазы. Установлено, что в интервале температуры 500…1100 °С содержание FeO уменьшается с 65 до 0 %. Это приводит к увеличению относительной доли других оксидов (SiO2, Al2O3, CaO, MgO и др.). Доля P2O5 достигает максимума при температуре 1000 °С, TiO2 – 1250 °С, SiO2 – 1350 °С. Определены коэффициенты извлечения элементов из шихты в металл. Установлено, что с повышением температуры коэффициент извлечения железа, марганца, ванадия, фосфора, титана и кремния увеличиваются, а серы – уменьшается. В интервале температуры 1350…1400 °С коэффициент извлечения железа, марганца, ванадия, фосфора 1, титана 0,4…0,6, кремния 0,02…0,07 и серы 0,75…0,79.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Kapelyushin Y.E., Roshchin V.E., Roshchin A.V. Beneficiation of Vanadium and Titanium Oxides by Using Selective Extraction of Iron in Low-Titanium Magnetite Concentrate. Solid State Phenomena, 2017, vol. 265, pp. 913–918. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.265.913
Kapelyushin Y.E, Sasaki Y., Zhang J., Jeong S., Ostrovski O. Formation of a Network Structure in the Gaseous Reduction of Magnetite Doped with Alumina. Metallurgical and Materials Transactions B, 2017, vol. 48, no. 2, pp. 889–899. DOI: 10.1007/s11663-016-0897-1
Bartenev I., Issagulov A., Baysanov A., Roshchin V.E., Makhambetov E., Sirgetayeva G., Issagulovа D. Studying Microstructure and Phase Composition of a New Complex Calcium Containing Alloy. Metalurgija, 2016, vol. 55, no. 4, pp. 727–729.
Roshchin V.E., Roshchin A.V., Akhmetov K.T., Salikhov S.P. Role of a Silicate Phase in the Reduction of Iron and Chromium and Their Oxidation with Carbide Formation During the Manufacture of Carbon Ferrochrome. Russian Metallurgy (Metally), 2016, vol. 2016, no. 11, pp. 1092–1099. DOI: 10.1134/S0036029516090123
Kapelyushin Y.E., Xing X., Zhang J., Jeong S., Sasaki Y., Ostrovski O. Effect of Alumina on the Gaseous Reduction of Magnetite in CO/CO2 Gas Mixtures. Metallurgical and Materials Transactions B, 2015, vol. 46, no. 3, pp. 1175–1185. DOI: 10.1007/s11663-015-0316-z
Kapelyushin Y.E, Sasaki Y., Zhang J., Jeong S., Ostrovski O. In-Situ Study of Gaseous Reduction of Magnetite Doped with Alumina Using High-Temperature XRD Analysis. Metallurgical and Materials Transactions B, 2015, vol. 46, no. 6, pp. 2564–2572. DOI: 10.1007/s11663-015-0437-4
Kapelyushin Y.E, Sasaki Y., Zhang J., Jeong S., Ostrovski O. Effects of Temperature and Gas Composition on Reduction and Swelling of Magnetite Concentrates. Metallurgical and Materials Transactions B, 2016, vol. 47, no. 4, pp. 2263–2278. DOI: 10.1007/s11663-016-0719-5
Trusov B.G. Modelirovanie khimicheskikh i fazovykh ravnovesiy pri vysokikh temperaturakh [Modeling of Chemical and Phase Equilibria at High Temperatures]. Patent RF, no. 920054, 1992.
Trusov B.G. [TERRA Software System for Modeling Phase and Chemical Equilibria at High Temperatures]. III Mezhdunarodnyy Simpozium “Gorenie i Plazmokhimiya” [III International Symposium “Combustion and Plasma Chemistry”]. Almaty, Kazakhstan, Kazak universiteti Publ., 2005, pp. 52–57. (in Russ.)
Gamov P.A., Mal'kov N.V. Thermodynamic Analysis of Sulfur in ESR Steel DIN 14MoV63 Using Blast Furnace Slag. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy, 2017, vol. 17, no. 4, pp. 32–37. (in Russ.) DOI: 10.14529/met170403
Drozin A.D., Yaparova N.M., Kurkina E.Yu. Algorithm of Mathematical Processing of Information Obtained from the Surface of Steel Samples at the Study of Pollution of Steel by Non-Metallic Inclusions. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Computer Technologies, Automatic Control, Radio Electronics, 2018, vol. 18, no. 1, pp. 124–132. (in Russ.) DOI: 10.14529/ctcr180115
Dudorov M.V., Drozin A.D., Roshchin V.E., Gamov P.A., Menikhes L.D. [Mathematical Description of Crystalization by the Method of Virtual Volumes]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Mathematics. Mechanics. Physics, 2012, no. 11, pp. 78–88. (in Russ.)
Gamov P.A., Drozin A.D., Dudorov M.V., Roshchin V.E. Model for Nanocrystal Growth in an Amorphous Alloy. Russian Metallurgy, 2012, vol. 2012, no. 11, pp. 1002–1005. DOI: 10.1134/S0036029512110055
Gamov P.A., Drozin A.D., Dudorov M.V., Roshchin V.E. [Model for Nanocrystal Growth in an Amorphous Alloy]. Metally, 2012, no. 6, pp. 101–106. (in Russ.)
Yaparova N.M. Method for Solving Some Multidimensional Inverse Boundary Value Problems for Parabolic PDEs without Initial Conditions. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Computer Technologies, Automatic Control, Radio Electronics, 2015, vol. 15, no. 2, pp. 97–108. (in Russ.) DOI: 10.14529/ctcr150211
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met180203
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
