КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ОКАТЫШЕЙ
https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-2-13-20
Аннотация
Рассматриваются результаты исследования кинетики окисления окатышей из медного концентрата Гайского горно- обогатительного комбината в условиях регулируемого конвективного тепло- и массообмена при минимальном значении радиационной составляющей теплообмена между потоком нагретого (до 450–700 °С) газообразного окислителя (воздуха) и окатышем. Отмечается, что с увеличением расхода воздуха скорость начальных стадий окисления снижается, хотя расчетами установлено, что подвод окислителя к поверхности окатыша не должен лимитировать этот процесс. Приводятся выведенные автором формулы для определения продолжительности нагрева окатыша до температур начала окисления и нагретого воздуха. Установлено, что с увеличением механической прочности окатышей скорость и полнота их окисления снижаются. Положительное влияние повышения расхода окислителя (воздуха) на скорость окисления в условиях отсутствия внешнедиффузионного торможения объясняется уменьшением продолжительности нагрева окатыша. При температурах 450–500 °С и прочности окатышей 718,1 и 932,0 Н экспериментальное значение энергии активации (Е = 155,1÷ 337,1 кДж/моль) характерно для кинетического или переходного режима, а при 500–700 °С – для диффузионного (Е = = 33,3÷57,4 кДж/моль). Определен коэффициент эффективной диффузии в порах оксидного слоя для изотермического участка кинетической кривой при температуре 600 °С. Диффузия на указанном участке осуществляется в режиме Кнудсена.
Об авторе
Г. В. СкоповРоссия
докт. техн. наук, профессор
кафедра металлургии цветных металлов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
skopov@ugmk.com
Список литературы
1. Schlesinger M.E., King M.J., Sole K.C., Davenport W.G. Extractive metallurgy of copper. 5-th ed. Oxford: Elsevier Sci. Ltd., 2011.
2. Скопов Г.В., Гиниятуллин Г.З. Автогенная шахтная плавка окатанных медных концентратов // Цвет. металлы. 1991. No. 7. С. 13—16.
3. Скопов Г.В. Теоретические основы и практика автогенной шахтной плавки сульфидных окатышей и клинкера цинкового производства на обогащенном кислородом дутье: Автореф. дис… докт. техн. наук, Свердловск: УПИ, 1991.
4. Портов А.Б., Яценко В.Н., Клементьев В.В., Цемехман Л.Ш. О кинетике окислительного обжига рудных медно-никелевых концентратов в условиях отсутствия внешнедиффузионных торможений // Металлы. 2000. No. 3. С. 21—24.
5. Utigard T.A., Warczok A., Mroz W., Kowalczyk J. Oxidation of copper sulphide minerals in suspended state // Proc. Symp. TMS Annu. Meet. (San Diego, Calif., March 1—5. 1992). P. 729—744.
6. Серебряный Я.Л., Ванюков А.В., Малевский А.Ю. Определение оптимальных параметров обжига окаты- шей из медно-никелевых концентратов // Цвет. ме- таллы. 1969. No. 5. С. 38—43.
7. Боровков В.В., Строителев И.А., Бычов Н.В. Поведение флюсующих добавок при агломерации медно-никелевых концентратов // Бюлл. Цвет. металлургия. 1978. No. 8. С. 17—21.
8. Серебряный Я.Л., Панфилов О.А., Зеленский Б.А. Регулирование степени десульфуризации при обжиге медно-никелевых окатышей // Бюлл. Цвет. металлургия. 1979. No. 22. С. 26—28.
9. Фролов А.А. Совершенствование тепловых режимов окускования никелевого сырья на конвейерных машинах: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Сверд- ловск: УПИ, 1985.
10. Бакырджиев П.Н., Грозданов И.С., Докузов И.М. Потери меди со шлаков при плавке обожженных гранул и негранулированного огарка // Цвет. металлы. 1968. No. 4. С. 42—45.
11. Hagni R.D., Vierrether C.B., Sohn H.Y. Process mineralogy of suspended particles from a simulated commercial flash smelter // Metal. Trans. 1988. Vol. 19. No. 1. P. 719—729.
12. Sohn Hosang, Kumazawa Hiroyuki, Fukunaka Yasuhiro, Asaki Zenjiro. Non-isothermal oxidation of copper concentrate particles falling in a vertical tube // J. Mining and Mater. Process. Inst. Jap. 1991. Vol. 107. No. 8. P. 29—34.
13. Sohn Hosang, Kumazawa Hiroyuki, Fukunaka Yasuhiro, Asaki Zenjiro. Non-isothermal oxidation of copper concentrate particles falling in a vertical tube // Met. Rev. MMIJ. 1992. Vol. 8. No. 2. P. 34—53.
14. Скопов Г.В., Перепелицин В.А. О пространственном разделении соединений меди и железа при окислении сульфидных окатышей // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 1991. No. 4. С. 31—37.
15. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетика. М.: Наука, 1967.
16. Hills A.W. Rol of heat and masstransfer in gas-solid reactions involving two masstransfer in process metallurgy. London: Inst. Mining and Metallurgy, 1967. P. 39—77.
17. Будников П.П., Гистлинг А.М. Реакции в смесях твердых веществ. М.: Стройиздат, 1970.
18. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций. М.: Мир, 1972. 19. Барре П. Кинетика гетерогенных процессов. М.: Мир, 1976.
19. Левеншпиль О. Инженерное оформление химических процессов. М.: Химия, 1969.
20. Ramakrishna Rао V.V.V.N.S., Abraham K.P. Kinetics of oxidation of copper sulfide // Metal. Trans. 1971. Vol. 2. No. 9. P. 2463—2470.
21. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984.
22. Бретшнайдер С. Свойства газов и жидкостей. М.-Л.: Химия, 1966.
23. Reid R.C., Prausnitz J.M, Sherwood T.K. The properties of gases and liquids. 3-rd ed. McGraw—Hill Book Company, 1977.
Рецензия
Для цитирования:
Скопов Г.В. КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ОКАТЫШЕЙ. Известия вузов. Цветная металлургия. 2018;(2):13-20. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-2-13-20
For citation:
Skopov G.V. OXIDATION KINETICS OF SULFIDE COPPER BEARING PELLETS. Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2018;(2):13-20. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-2-13-20