---

Поиск:

---

Cекция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря"

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА МИНЕРАЛЬНОГО ВОЛОКНА НА ОСНОВЕ ШЛАКОВ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

В.Н. Макаров, О.В. Суворова, И.В. Макарова
(Институт химии и технологии редких элементов и минераль ного сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН,
А.Н Захарченко (Камский политехнический институт)

При пирометаллургическом переделе медно-никелевых руд и концентратов образуются расплавленный металл (или штейн), жидкие шлаки и газы. Эффективность металлургического процесса в значительной степени зависит от состава и свойств шлакового расплава. Именно поэтому шлак характеризуется относительным постоянством состава в течение времени и гомогенностью в каждом данном объеме. Чем выгодно отличается от других видов вторичного сырья для производства строительных и технических материалов. Важным достоинством шлакового расплава является значительный запас энергии, которая в той или иной степени может быть утилизирована в процессе производства из шлака строительных материалов. Запас тепла в каждой тонне медно-никелевого шлака при температуре 1300°С составляет более 300 000 ккал [I].

Тем не менее, технологические свойства шлакового расплава как сырья для производства строительных материалов, в частности, минерального волокна и литых стеклянных и ситалловых изделий, оказываются недостаточно стабильными: колебания минерального состава руд и концентратов, несмотря на корректировку, находят свое отражение и в его физико-химических свойствах. Это обусловлено, с одной стороны, тем, что управление качеством шихты ведется с таким расчетом, чтобы обеспечить оптимальность металлургического процесса, что не всегда соответствует оптимальности состава шлакового расплава для последующего передела, с другой - тем, что при стабилизации корректировкой шихты одного-двух параметров практически никогда не удается полностью стабилизировать остальные.

Вторым отрицательным качеством шлакового расплава медно-никелевого производства является его высокая желе-зистость. Как известно, метасиликаты железа, устойчивые при низких температурах, плавятся инконгруэнтно, образуя сначала фаялит + жидкость, затем минералы свободного кремнезема + жидкость [2]. Это обстоятельство отражается на свойствах расплава.

Причины низкого качества минерального волокна и большого выхода неволокнистых образований - корольков при переработки медно-никелевых шлаков можно разделить на физико-химические и технологические. Наиболее важные из технологических:

• достаточно широкие вариации среднего состава расплава во времени и, вследствие этого, несоответствие принятых технологических параметров производства оптимальным значе-ниям для данного конкретного состава;
• конструктивные недоработки технологической линии по производству волокна, в первую очередь - печи.
Наиболее важные из физико-химических причин:
• неоптимальность среднего состава расплава, высокая ск-лонность его к кристаллизации и быстрое увеличение вязкости с падением температуры;
• микронеоднородность расплава, иногда даже в пределах одной капли;
• наличие кристаллических фаз, в первую очередь – магне-тита, сульфидных и сульфидно-металлических капель;
• включения газовых пузырей.

Показано, что наряду с совершенствованием технологи-ческого оборудования, для получения высокосортной продукции нужны корректировка шлакового расплава кальций- или щелоче-содержащими добавками и автоматизация управления техноло-гическим процессом плавления.

Литература.
1. Российский Е.Е. Металлургические шлаки медно-никелевой промышленности Заполярья. – Л.: Наука, 1974. 271 с.
2. Levins E.L., Robbins C.R., McMurdie H.F. Phase diagrams for Ceramists.-Columbus, Ohio, 1964. 602 p.