Таблица 3.9
Микропримесный состав некоторых российских и зарубежных железных и марганцевых руд, г/т материала
|
|
|
Руда |
|
Химический |
Михайловское |
Замитри |
Хадисолб |
Кардемир |
элемент |
месторождение |
(Бразилия) |
(Египет) |
(Турция) |
|
(Россия) |
|
|
|
Барий |
100 |
200 |
2000 |
1500 |
Бериллий |
3 |
1 |
30 |
3 |
Бор |
300 |
8 |
70 |
300 |
Бром |
Не обн. |
2 |
3 |
4 |
Ванадий |
30 |
100 |
600 |
500 |
Висмут |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
5 |
Вольфрам |
м |
90 |
100 |
Не обн. |
|
|
|
|
|
Галлий |
6 |
8 |
10 |
10 |
Германий |
10 |
Не обн. |
ft |
Не обн. |
|
||||
Индий |
5 |
" |
Не обн. |
н |
Йод |
Не обн. |
9 |
20 |
30 |
Иттрий |
20 |
30 |
70 |
20 |
Кобальт |
3 |
10 |
40 |
90 |
Лантаноиды |
45 |
75 |
55 |
55 |
Литий |
200 |
20 |
40 |
20 |
Медь |
50 |
30 |
10 |
100 |
Молибден |
Не обн. |
8 |
10 |
30 |
Мышьяк |
50 |
300 |
60 |
100 |
Никель |
10 |
30 |
80 |
1000 |
Олово |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
30 |
Рубидий |
70 |
60 |
100 |
200 |
Свинец |
50 |
30 |
20 |
40 |
Селен |
Не обн. |
4 |
10 |
10 |
Скандий |
3 |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Стронций |
200 |
70 |
600 |
80 |
Сурьма |
Не обн. |
100 |
2 |
7 |
Таллий |
|
Не обн. |
20 |
Не обн. |
Теллур |
|
" |
4 |
и |
Титан |
500 |
500 |
700 |
700 |
Торий |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
2 |
Уран |
" |
п |
50 |
10 |
|
||||
Фтор |
8 |
20 |
600 |
400 |
Хлор |
40 |
60 |
20000 |
1500 |
Хром |
50 |
70 |
200 |
400 |
Цезий |
Не обн. |
3 |
3 |
200 |
Цирконий |
30 |
30 |
40 |
40 |
В с е г о |
1783 |
1868 |
25547 |
7386 |
недостаточно. Предлагаемый нами метод исследования поведения микро элементов в металлургических системах базируется на комплексном термо динамическом и балансовом способах их анализа. Покажем это на примере
плавки чугуна в доменной печи для микропримесных элементов —галлия, мышьяка и стронция.
|
|
Окатыши |
|
||
Никопольская |
Михайловского |
Лебединского |
Коспгомукшского |
Кируна (Швеция) |
|
марганцевая |
|||||
ГОК |
ГОК |
ГОК |
|
||
(Украина) |
|
||||
|
|
|
|
||
9000 |
90 |
60 |
30 |
60 |
|
2 |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,6 |
|
400 |
10 |
5 |
7 |
20 |
|
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
|
300 |
10 |
20 |
80 |
1000 |
|
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
|
50 |
" |
" |
50 |
40 |
|
20 |
2 |
5 |
6 |
20 |
|
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
|
90 |
10 |
|
|
|
|
80 |
5 |
2 |
10 |
||
200 |
10 |
Не обн. |
20 |
100 |
|
630 |
10 |
10 |
10 |
130 |
|
70 |
200 |
30 |
20 |
40 |
|
300 |
50 |
10 |
5 |
30 |
|
1000 |
Не обн. |
7 |
Не обн. |
Не обн. |
|
300 |
20 |
2 |
3 |
5 |
|
1000 |
10 |
10 |
30 |
400 |
|
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
10 |
|
400 |
100 |
20 |
20 |
10 |
|
100 |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
6 |
|
Не обн. |
|
|
|
Не обн. |
|
7 |
|
|
|
||
|
|
|
7 |
||
8600 |
300 |
30 |
10 |
||
10 |
|||||
30 |
Не обн. |
1 |
Не обн. |
Не обн. |
|
10 |
|
Не обн. |
|
" |
|
Не обн. |
|
|
|
|
|
1900 |
500 |
200 |
200 |
1000 |
|
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
20 |
|
20 |
|
|
|
Не обн. |
|
1000 |
10 |
2 |
10 |
100 |
|
400 |
10 |
1 |
7 |
200 |
|
30 |
60 |
30 |
70 |
600 |
|
30 |
Не обн. |
6 |
Не обн. |
Не обн. |
|
80 |
10 |
30 |
30 |
20 |
|
26049 |
1413 |
485 |
611 |
3839 |
|
Выбор в качестве объекта исследований доменной печи объясняется тем, что она является наиболее сложным металлургическим агрегатом, а формирующаяся в ней металлургическая система - наиболее представи тельной для анализа, поскольку включает все виды сред: газовую, жидкую и твердую, а также характеризуется сложными закономерностями массооб-
Таблица 3.10
Микропримесный состав некоторых агломератов России
Химический микроэле- |
|
Содержание в агломерате, г/т |
|
|
|
АК "Тулачермет" |
ОАО "НЛМК" |
||
мент |
ОАО "Северсталь” |
|||
Барий |
300 |
200 |
100 |
|
Бериллий |
0,2 |
До 0,5 |
0,1 |
|
Бор |
20 |
30-100 |
40 |
|
Ванадий |
60 |
30-200 |
100 |
|
ДоЗ |
Не обн. |
|||
Висмут |
Не обн. |
|||
50 |
м |
|||
Вольфрам |
4 |
|
||
Галлий |
До 100 |
2 |
До 300 |
|
Германий |
Не обн. |
До 20 |
||
Йод |
4 |
Не обн. |
Не обн. |
|
Иттрий |
5 |
4-20 |
3 |
|
Кобальт |
50 |
1-6 |
Не обн. |
|
Лантаноиды |
35-40 |
40-100 |
15-20 |
|
Литий |
20 |
10 |
Не обн. |
|
Медь |
50 |
5-30 |
20 |
|
Молибден |
100 |
До Ю |
Не обн. |
|
Мышьяк |
2 |
До Ю |
20 |
|
Никель |
20 |
5-30 |
600 |
|
Олово |
40 |
2-5 |
Не обн. |
|
Рубидий |
30 |
2-10 |
30 |
|
Свинец |
60 |
30 |
30 |
|
Селен |
Не обн. |
1-2 |
Не обн. |
|
Скандий |
20 |
Не обн. |
" |
|
Стронций |
300 |
200 |
400 |
|
Сурьма |
3 |
5 |
3 |
|
Теллур |
10 |
Не обн. |
Не обн. |
|
Технеций |
Не обн. |
2-4 |
7 |
|
Титан |
600 |
400-1000 |
30 |
|
Уран |
Не обн. |
До 4 |
3 |
|
Фтор |
40 |
20-40 |
До 200 |
|
Хлор |
20 |
До 100 |
60 |
|
Хром |
200 |
50-200 |
90 |
|
Цинк |
100 |
5-55 |
60 |
|
Цирконий |
70 |
20-60 |
10 |
|
В с е г о |
До 3050 |
До 2600 |
До 2200 |
менных процессов в противоточной системе в широком интервале темпера тур (от 50 до 2500 °С) и давлений (до 5 атм).
Для выбранных микропримесных элементов имеется достаточно необ ходимая достоверная исходная информация, их выбор также обусловлен физическим моделированием, подтверждающим результаты приводимого ниже балансового и термодинамического анализа.
Попадающие в доменную печь микроэлементы распределяются между жидкими продуктами плавки (чугуном и шлаком) и доменным газом, а так же переходят в состав некоторых особых фаз, формирующихся в печи в процессе ее эксплуатации: гарнисажа, настылей, отложений на загрузочных
|
|
Предприятие, вид выплавляемого чугуна |
|
|||
|
|
|
|
|
|
ОАО "Косо |
|
|
ОАО "Северсталь" |
АК "Тулачермет" |
горский ме |
||
|
ОАО |
|
|
|
|
таллургичес |
Химический |
"НЛМК", |
|
|
|
|
кий завод" |
элемент |
передель |
|
Передель |
|
|
|
|
ный |
|
|
|
|
|
|
Передель |
ный "холод |
Передель |
Нодулярный |
Ферромар |
|
|
|
|||||
|
|
ный |
ный" (Si - |
ный |
ганец |
|
|
|
|
||||
|
|
|
< 0,5 масс.%) |
|
|
|
Алюминий |
8-10 |
До 50 |
5 |
8-10 |
8-10 |
50 |
Бериллий |
Не обн. |
2 |
Не обн. |
0,5-1,0 |
Не обн. |
Не обн. |
Бор |
|
Не обн. |
|
Не обн. |
|
3 |
Ванадий |
70 |
600 |
400 |
50 |
40 |
80 |
Висмут |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
3 |
Не обн. |
Не обн. |
Вольфрам |
" |
2 |
" |
0,5 |
0,5-1,0 |
" |
Галлий |
20 |
30 |
70 |
100 |
15-20 |
60 |
Германий |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
1 |
1 |
Не обн. |
Калий |
20 |
4-8 |
20 |
6-10 |
6-10 |
Следы |
Кальций |
80 |
10-20 |
80 |
20 |
5-10 |
3-5 |
Кобальт |
3-5 |
20 |
50 |
3-5 |
3-5 |
30 |
Литий |
Следы |
10 |
Следы |
Следы |
Следы |
Следы |
Магний |
10 |
10 |
3-5 |
ДоЗ |
ДоЗ |
10 |
Медь |
60 |
30 |
60 |
30 |
20 |
300 |
Мышьяк |
10 |
3-5 |
3-5 |
3-5 |
10 |
400 |
Молибден |
3-5 |
1 |
Не обн. |
Не обн. |
Следы |
10 |
Натрий |
8-10 |
40 |
1-3 |
3-7 |
1 |
Следы |
Никель |
20 |
60 |
40 |
10 |
10 |
100 |
Ниобий |
3-5 |
3-5 |
3-5 |
1 |
1 |
3-5 |
Олово |
5-8 |
10 |
Следы |
1-3 |
4-8 |
20 |
Рубидий |
Следы |
0,5-1 |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
Свинец |
Не обн. |
10 |
1-3 |
200 |
До 50 |
|
Серебро |
|
Не обн. |
Не обн. |
0,5 |
0,3 |
1 |
Скандий |
|
|
|
Не обн. |
Не обн. |
|
Сурьма |
5 |
5-8 |
2-5 |
5-8 |
5-8 |
20 |
Титан |
100 |
500 |
700 |
350-400 |
200-300 |
600-1000 |
Фтор |
Следы |
Следы |
5 |
20 |
Следы |
Следы |
Хлор |
5 |
20 |
10 |
10 |
5 |
2 |
Хром |
100 |
300 |
80-90 |
170-200 |
80-100 |
400 |
Цинк |
20 |
5-8 |
10 |
500 |
300 |
Следы |
В с е г о |
550 |
1250 |
1550 |
1600 |
915 |
2300 |
устройствах, выделений некоторых металлов (например, свинца, титана, лантаноидов) на футеровке горна и лещади и т.п. (см. табл. 3.14). Кроме то го, микроэлементы могут формировать контуры циркуляции во внутреннем пространстве печи в результате возгонки при высоких и последующей кон денсации на поверхности твердых шихтовых материалов при низких темпе-
|
|
|
|
ОАО "Косогорский |
|
Химический |
ОАО "НЛМК" |
ОАО "Северсталь" |
АК "Тулачермет" |
металлургический |
|
завод" (при вып |
|||||
элемент |
|
|
|
лавке ферромар |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ганца) |
|
Барий |
800-1200 |
450-600 |
900-1200 |
12000-15000 |
|
Бериллий |
До 5 |
До 1 |
2-4 |
20-30 |
|
Бор |
200-300 |
60-80 |
250-300 |
300-500 |
|
Ванадий |
20-30 |
20-25 |
До 40 |
5-10 |
|
Висмут |
Не обн. |
Не обн. |
15-25 |
Не обн. |
|
Вольфрам |
п |
1-3 |
До 25 |
ff |
|
200-250 |
|||||
Иттрий |
15-25 |
10-15 |
30-60 |
||
Калий |
2400-3500 |
3200-4500 |
До 12000 |
250-300 |
|
Кобальт |
Следы |
1-2 |
До Ю |
Следы |
|
Лантаноиды |
50-80 |
120-160 |
До 600 |
До 1000 |
|
Литий |
50-60 |
100-150 |
25-45 |
200-250 |
|
Медь |
1-3 |
1-2 |
4-6 |
1-2 |
|
Молибден |
Не обн. |
До 20 |
1-3 |
Не обн. |
|
Мышьяк |
8-10 |
4-6 |
3-5 |
2-5 |
|
Натрий |
1500-2000 |
800-1000 |
1600-2200 |
200-250 |
|
Никель |
Не обн. |
1-3 |
До 2 |
5-8 |
|
Рубидий |
70-100 |
50-70 |
20-30 |
Не обн. |
|
Свинец |
2-3 |
6-10 |
5-12 |
и |
|
|
|||||
Скандий |
20-30 |
30-50 |
Не обн. |
700-1200 |
|
Стронций |
400-800 |
40-70 |
600-1000 |
||
Титан |
1200-1500 |
2200-3000 |
1300-1800 |
3000-3500 |
|
Торий |
10 |
Не обн. |
5-10 |
20-25 |
|
Уран |
10 |
" |
5-10 |
30-40 |
|
Фтор |
120-150 |
120-150 |
20-30 |
До 2000 |
|
Хлор |
60-80 |
5-10 |
10-15 |
20-30 |
|
Хром |
15-25 |
40-60 |
40-50 |
1-3 |
|
Цинк |
200 |
До 300 |
До 300 |
Не обн. |
|
Цирконий |
90-140 |
250-400 |
300-450 |
500-600 |
ратурах. Микроэлементы, переходящие в газовую фазу процесса, могут за тем попадать в шламы газоочистных сооружений с последующим накопле нием в цикле “доменная печь —> шлам —> агломерация —> доменная печь” ли бо выбрасываются в окружающую среду, минуя улавливающие устройства.
Поэтому надо иметь в виду, что распределение микропримесных эле ментов между фазами (продуктами) доменного процесса определяющим об разом зависит от того, в составе какого шихтового материала, в каком виде (в составе какого минерального образования, в органической или неоргани ческой части кокса и т.п.) и каким образом (через колошниковое загрузоч ное устройство, через фурмы или другим способом) микроэлементы попада ют в доменную печь.
По виду нахождения в природе г а л л и й представляет собой эле мент, типичный для группы рассеянных металлов. Однако при этом яв-