Ферроалюминий технологиясы

FeAl ді химиялы рамы келесі маркалар шін: ФА - 10: 8 - 11,9% Al, ФА - 15: 12 - 16,9% Al, ФА - 20: 17 - 21,9% Al жне ФА - 23: 22 - 24% Al. Келесі маркалар шін оспаларды рамы: 4% Si, 4% C, 0,06% S, 0,06% P. FeAl балытуды лкен уаттылыты жабы электр пештерінде жргізеді, балыту технологиясы совролитті концентратты (48 - 50%; Al2O3; 34 - 36% SiO2 жне 15% Fe2O3 немесе баса алюмосиликатты шикізаттардан (силимоноит, дистен, каолин жне т.б.) боксит агломераттарынан алынатын электрлі корундтан алюминийді деуден трады. Осылайша арапайым діспен (SiO2 жне Fe, ндірілуімен, кен ндіргіш пештерде кедей бокситтерден кміртек алумен ) алынан электрлі корунд райды: 91 - 96% Al2O3, 1 - 3% SiO2, 1 - 2% TiO2, 0,5% MgO; 0,8 - 3% CaO. Осыан байланысты ферросилиций (ФС20 - 25) алынады.

Бірінші сатыда 1т электрлі корунда жне 500 - 800кг FeSi ге кедей бокситті 1600 - 1700кг, коксты 250 - 300кг - ы, болатты 600 - 850 шамасы электр энергия 5000кВт / саат боланда агломераты алынады.

Екінші саты металды здікті шыару арылы жне шлакты аздаан млшері жретін здіксіз рдіс. Шихта ретінде электрлі корунд, кокс, болат олданылады. Шихтаны дрыс тадап алу жне рау арылы жне электрлік режимді тадау арылы рдіс иындысыз жреді. Металды шыаруды рбір екі саат сайын жргізеді. 1 т ймаа шлакты 1 - 3% теді. Шлак біршама жасы жреді. FeAl ді рамы: 8 - 20% Al, 2 - 3,5% Si, 1 - 3% С, н.б. 0,03% S жне 0,04% Р. 1т FeAl ге кететін шыын (ФА15) 3900кВт / саат.

Азотталан FeAl-ді (8 - 28% Al, 4 - 10% N2, н.б. 4% Si, 1 - 3% C аландары Fe) алу тиімдірек. ймаларды ауада азоттандыру арылы азот немесе алюминийді 1473 - 1553К жргізеді. Алюминий нитридін райтын ймаларды олдану оларды рамына кіретін азотты толыымен пайдалануа ммкіндік беріп марганец немесе хромны азотталан ймаларын пайдаланбайды. Барлы алюминий орытпаларын алу кезінде алюминий шикізаттарын жоары температура кезінде сйы фаза тзілуі арылы ндіріледі, сондай а металды рамдаы ндірілген алюминийді ерітіндісімен.

Бл аидаа алюминийді басада ймалармен алу технологиясы сйенеді. Ол ймалара, мысалы, ферромарганец, ферроалюминий жне ФАМС жатады. ФМнА - ны ймасын балыту шін электрлі корунд, айта делген кміртекті FeMn, болат струшкасы жне кокс жанаы. Балыманы металды рбір екі саат сайын шыару арылы здіксіз жргізеді. ФмнА - ны 1т ймасына (8 - 11% Al, 35 - 40% Mn жне 2 - 4% Si) шыындалады: 400кг электрлі корунд, 440кг жоарыкміртекті FeMn, 340кг болат стружкасы, 160кг кокс электр энергия шамасы 3600кВт / са. боланда. Металды массасына байланысты шлакты рамы 1 - 3% болады. Fe - Al - Mn - Si (ФАМС) жиынтыты ймасы тиімді болат ышылсыздандырыш болып саналады жне одан р трлі шикізаттар алуа болады. Б - ны аумаындаы Отстік Еуропада ставролитті концентратты - тау металлургиялы комбинатыны ндісіндегі алдытарды олдану тиімді. Ставролит 46 - 50% Al2O3, 36 - 38% SiO2, 13 - 15% Fe2O3 райды. Концентратты брикеттейді немесе агломерациялайды. рдісті шлаксыз діспен здіксіз трде жргізеді. Пешті колошнигі салын, шихта еркін трде болады, аынзек жасы ашылады, ал шлакты рамы 2% - дан (металды массасынан) тмен. йманы рамында: 10 - 14% Al, 22 - 94% Mn, 10 - 15% Si, н.б. 0,06% Р, 0,03 - 0,05% Zr, 1 - 2% С бар. Бндай рамдаы йма сатау кезінде сеппеленбейді. 1т ФАМС - ке (10% Fe, 25% Mn, 13% Si) 700кг ставролит, 400кг - тауарлы SiMn, 630кг болат стружкасы электр энергия 5200кВт / саат. боланда шыындалады. FeMnAl - ді 1т ймасыны зіндік ны 180 - 210$, ФАМС - те 300$ райды. ФАМС ймасын Si жне Al кміртегін боксит агломератынан жне кремнийді тменгі рамымен жоары кміртекті FeMn немесе FeSiMn - ті метал ретінде енгізгендегі кварцитті алуа болады. Металды оспаны марганецті концентратпен алмастыру ертеректегі шлак тзумен жне температураны пешті ваннасында тмендетумен байланысты. Бл алюминий жне кремнийді жаксы ндірілуіне ммкіндік бермейді.

FeSiAl

Ферросиликоалюминийді ймасы ФСА ферроорытпалар (FeMo, FeV жне т. б.) алуды силико - алюминотермиялы рдісі кезінде кешенді ышылсыздандыргыш болат ретінде олданылады. Бл ймаларды алу шін уаттылыы 16,5 - 33МВа кен тзілгіш пештерде йманы здіксіз рдісін олданады. Шихтаны кмірлерді байыту арылы жоары клділікті алдытардан, мысалы, Екібастз кен орнынан алады. Бл алдытарды рамында 49 - 74% клділік, 12 - 18% шыш заттар, 3 - 8% ылалдылы жне 14 - 35% атты кміртек. Минералды рамында оспаларды млшері келесідей болады: SiO2 - 62 - 66%, Al2O3 - 30 - 34%, CaO - 0,5 - 1%, MgO - 0,2 - 0,8%; FeO - 2 - 4%, P - 0,05 - 0,14%. Шихтаа осымша кварцит жне шамалы млшерде жоа, сонымен атар темір ймаа здіксіз зіндік кйетін электродтарды болатты абыымен беріледі. Днепропетровский металлургиялы институтымен жне Асу зауытымен жргізілген зерттеулер кмірді алдытары пешті жоары блігіндегі колошниктегі температураа ттеп бере алатындыы жне кмірді бастапы фракциясы, бастапы пішінін сатап алатындыы длелденген. рдісті негізгі трлеріні бірі болып, боксит агломератындаы (немесе баса алюмосиликатты шикізат) болат жоасыны оспасымен алынан коксты алюминий кміртегі жне тотыты кремниймен тзілуі саналады. Оны орнына ферросилицийді (ФС25, ФС45) аздаан оспасын олдануа болады. йманы бокситпен жне кварцитті жоары клділікті кмірлерді (45 - 75% 30 - 40% Al2O3 и 45 - 55% кремнезема при 15 - 20% твердого углерода и по 10 - 15% летучих) мысалы, Екібастз кен орнындаы кмір алдытарымен алмастыруа болады. Ферросиликоалюминийді балыту кезінде йманы химиялы рамын массалы рамдаы болатты ышылсыздандыру шін ажетті кремний мен алюминийді атынасына байланысты алу тиімді. Болатты рамын тадау критерилеріні бірі болып, жоары тыыздытаы жне сатау кезінде сеппеленуіне арсы беріктіліктегі йманы саналады. ймадаы Si жне Al атынасы Al 15% боланда 4 - 6 аралыында болуы тиімдірек. Осыан байланысты атынастарына байланысты Si жне Al атынасындаы жиынты ФС 45, 65, 75 маркасындаы стандартты FeSi-даы кремнийді млшеріне сйкес келуі керек, ал 0,07%-дан тмен болмауы керек. Кптеген елдерді атарында фералсит деп аталатын 40 - 45% Si, 18 - 22% Аl FeSiAl шыарылады. Алсеминні рамы: 35 - 37% Si, 48 - 50% Al, 13 - 17% Fe, 0,4% O2. ФАМнС тріндегі йма (FeAlMnC) - симоналда 20% бойынша Al, Si, Mn бар. ДМетИ технологиясы бойынша алынан FeSiAl-ді олдану болатты ке таралан трлері бойынша конвертерлі жне мартенді болатты ышылсыздандыру кезінде болатты сапасыны жоарлауына жне болаттаы алюминийді рамыны 30 - 60% - а жоарлауына келді.

Силикоалюминий технологиясы (SiAl)

Al - Si жйесіндегі ймалар 577С 12,3% Si болан кезде эвтетикамен кез келген атынаста тзіле алады. Si - Al жйесіндегі ймаларды ю саласында (озалтыш блоктары, арматура, авияциялы озалтыштар, дгелек дискілері т.б.) олданылады. Осы жйені негізінде біріншілік алюминий жне кристалдылы кремнийді балыту дістеріндегі р трлі элементтермен оспаланан 5 - 33% Si ймаларды алады.

ТМД - да уатты кен тзгіш пештерде электртермиялы дістерді олданып, р трлі алюмосиликатты шикізаттарды кміртектерімен кремний жне алюминий тотытарын шыарады. Электротермиялы діспен Al - ді SiAl трде алу жне оны біріншілік жне екіншілік алюминийді орнына болатты ышылсыздандыру шін олдану келесідей артышылытара ие:

1) электролизер уаттылытарымен лшенбейтін, кен тзгіш пештерді жеткілікті бастапы уаттылыы;

2) ауыспалы тоты траты тоа алмастыру жне электрлік шыындарды азайту ажеттіліктерін болдырмау;

3) бокситтен глиноземді гидрометаллургиялы діспен алу ажеттілігіні жетіспеушілігі;

4) ымбат фторлы тздарды олдануды болдырмау;

5) р трлі алюмосиликаттарды (ставролитті, дистенді, силимонитті жне басада концентраттардан) жне азіргі кезде глинозем ндірісіне олданылмайтын кедей бокситтерді олдану арылы кен базасын кеейту ммкіншілігі;

6) шикізаттан Al - ді арзан жне ке таралан кміртекті оспалармен деу;

7) цехтерді трызу кезінде глиноземді жне электролизді цехтерді шыындарымен салыстыранда уатты кен тзгіш пештер мен есептегендегі тмен капиталды шыындар;

 

Al2O3 - ті кміртекпен айта деу кезінде Al - O2 - C:

 

Al2O3 Al4O4С Al2OС Al4С3 Al.

 

Al2O3 Al4С3 Fe, Si. SiAl Al и Si (3Al2O3 · 2SiO2).

 

SiO2(ж) + 2С = Si(ж) + 2СО,

2 / 3Al2O3 + 2С = 4 / 3Al + 2СО.

 

Жоары уаттылыты кен дегіш пештерде Al - Si ймасын балыту кезінде 59 - 64% Al ймасын алу тиімді. Бл жадайда ймадаы Al жне Si активтілігі тмен жне екіншілік карбид рдістері Si + 2СО = SiС + СО2, 2Al + СО = Al2OC тмен дегейде теді. SiAl-ді ндірісіні жне оны негізіндегі литилі алюминий ймаларыны (силумин АК12М2 жне т.б.) технологиялы слбасы негізделген. ю балымаларыны автомобиль нерксібінде келесі рамдаы трі ке таралан: 11 - 12,5% Si, Cu - 1,75 - 25%, Fe - 0,6 - 0,9 %, Mg 0,2, Mn 0,5, Ni н.б. 0,3%, Ti 0,2, Zn 0,8%, Pb 0,15, Sr 0,1%.

Шикірамны тотыты блігі глиноземні алюмосиликатынан жне басада жоары глиноземді минералдардан, ал Ni, Cu жне т.б. элементтерді шикірама тоты немесе метал трінде беруге болады. Оларды химиялы рамына ойылатын негізгі талап темір тотыыны тмен рамы саналады. дегіш ретінде газды кмірді (2,5 - 4,5% клділік, 32 - 37% шыш заттар, 78 - 80% С) жне мнайлы коксты (0,3 - 0,9% клділік, 7 - 17% шыш заттар, 88 - 90% С) береді, оларды шикірама Al жне Si деуге ажетті теориядан шамамен 94 - 98% енгізеді. дегіштерді са жіішке тотытармен бірге де нтатайды да шнекті араластырышта байланыстырыш оспасымен араластыруа жіберіледі. Содан кейін араласан жне ылалдандырылан шикірамды брикеттейді, оларды кептіреді жне пешті бункерлерге баыттайды. Балытуды жабы колошникте жне шикірамны немі беріліп тратын йіндісімен жргізеді. Колошникті арнайы мырышталан машинамен электродтарды жанында конусты пайда болуы шін жне шикірамны жрісін амтамасыз ету шін йеді.йма жне ожды шыатын блігін бір уаытта йманы рафинерлеп, здіксіз футерленген ожда жргізеді.

Алынан рафинерленген йманы рамында 59 - 63% Al, 38 - 39% Si жне темірді, титанны жне калциймен басада элементтерді оспалары бар. йма балыту миксеріне, ал ожды айта деуге жібереді. йманы рафинерленуіні металлургиялы делуі оны электролизді цехтан берілетін сйы алюминиймен еріткеннен кейін басталады. ыздырылатын миксерге йма, салындатылан алдытар жне флюстерді береді. Содан кейін ерітілген йманы кварц тыыныны абаты арылы филтрлейді жне газды ыздыратын филтрлегіш пешке баыттап, конвейерлі трдегі машинада оспалайды жне аралстырады.

 

Баылау сратары:

 

1. Мысты алуа арналан пирометаллургиялы дісті сипаттап берііз.

2. айнаан абаттаы кйдіруді маызы неде?

3. Кйдіруге арналан пеш андай трде болады?

4. Шашыраы пештерде балытуды негізгі масатын атаыз?

5. Шашыраы пештерде балыту механизмі андай?

6. Шашыраы пеш нелерден трады?

7. Мыс кендеріні шахталы балытуды ерекшелігі неде?

8. Мыс-ккіртті балыманы сипаттамасы болып не саналады?

9. Мыс штейндерін конвертерлеу дісін сипаттап берііз.

10. Электрлік рафинирлеуді мні неде?

11. Алюминийді андай асиеттерін білесіз?

12. Боксит дегеніміз не, оны не шін олданады?

13. уатты кен дегіш пештерд электртермиялы дісті ерекшеліктерін атаыз..

14. Ферроалюминий технологиясы туралы не білесіз?

15. йманы алюминиймен алу технологиясы андай аидаа негізделген, мысалы ферромарганецті алюминий жне ФАМС ймасы?

16. Силикоалюминий (SiAl) технологиясын тсіндірііз?.

17. Брикеттеу рдісі не шін олданылады?

 

Глоссарий:

 

1. Мыс - Д.И. Менделеевті химиялы элементтер жйесіндегі 4 кезені бірінші тобыны осымша топшасындаы, атомды нмірі 29, элемент.

2. Штейн - темір сульфидіні, никельді, мысты, кобальтты жне баса элементтерді оспасы. Штейн - сульфидті кендерден кейбір тсті металдарды (Cu, Ni, Pb и др.) алан кездегі аралы нім.

3. Шашыраы пеш - материала жылу отынны жануы арылы газтзгіш німдерді сулеленуімен, сондай-а оттан аланан пешті ыздырылан ішкі бетінен берілетін, нерксіптік балыту пеші.

4. Металлургиядаы конвертерлеу - кміртек, ккірт, темір жне т.б. оспаларды ожа жне газды фазаа беріп файнштейнді, ара мысты, болатты жне т.б. алу арылы штейнді немесе шойынды айта деуді ышылсыздандырылан рдісі.

5.Бокситтер - алюминді кен, алюминий гидроксидінен, темір оксиді жне кремнийден тратын, глинозем жне глинозем рамды ота тзімді шикізат алу шін.

6.Агломерат - агломерация рдісінде кен концентратын кесектендіруде алынады. Кесекте айнатылан са кендер ірілігі 5 - 100мм-ге дейінгі жне сатарды ажетсіз рамымен.. Агломерат темір жне орасын кенін кйдіргенде алынады.

7.Колошник -шихтаны тиімді таралуы шін жне жктеу шін ажетті пешті жоары цилиндрлі блігі.

 

Блиц - тест

 

1 нса

 

1. Мысты пирометаллургиялы діспен алуды андай сатылары бар?

a) Гравитациялы концентрация, флотация, балыту, кйдіру, сілтісіздендіру

b) Кйдіру, штейнге балыту, штейнді конвертерлеу, отты жне электрлік рафинирлеу

c) Байыту, сілтісіздендіру, кйдіру жне рафинирлеу

d) Гравитация, магниттік сепарация, кйдіру

e) Кйдіру, штейнге балыту, байыту жне рафинирлеу

 

2. Шашыраы пештерге тиелетін шихта нені серінен балиды?

a) Пешті жмысшы аймаынан клдене орналасан кміртекті отынды жау арылы блінетін жылу нтижесінде

b) Кміртекті ышылсыздандырылуы арылы блінетін СО кпіршіктеріні нтижесінде

c) Оттектік отынды жау арылы блінетін жылу нтижесінде

d) Кміртекті ышылсыздандырылуы арылы блінетін СО2 кпіршіктеріні нтижесінде

e) Регенератордаы жылуды нтижесінен

 

3. Кедей концентраттарды рамында мысты млшері андай болады?

a) 6 - 14%

b) 7 - 15%

c) 6 - 15%

d) 8 - 25%

e) 7 - 20%

 

4. Штейн тамшысын орау жылдамдыы жоары болан сайын:

a) Оны лшемі жоарылайды

b) Оны лшемі тмендейді

c) Оны диаметрі жоарылайды

d) Оны биіктігі жоарылайды

e) Оны орау уаыты жоарылайды

 

5. Мыс штейндерінде кварцті флюстерді шамасы андай болады?

a) 10 - 20%

b) 15 - 20%

c) 15 - 25%

d) 2 - 3%

e) 5 - 10%

 

6. Пиритті балымадаы газдар толыымен дерлік .... трады.

a) Ккіртті ангидридтен жне азоттан

b) Концентраттан жне оттектен

c) Ккіртті ангидридтен жне сутектен

d) Концентраттан жне азоттан

e) Азоттан жне сутектен

 

7. Шихталы тайыны бетіні ыздырылуы арылы жеіл балитын ..... райтын шихталар - эвтетикалар тзіледі.

a) Сульфатты жне ышылды

b) Сульфидті жне оттекті

c) Сульфатты жне оттекті

d) Сутекті жне ышылды

e) Сульфидті жне сутекті

 

8. Мыс кендерін жне концентраттарын айта деу тсілдері:

a) Электролиттік жне магниттік сепарация

b) Пиро - жне гидрометаллургиялы

c) Магнитті - флотациялы

d) ра магниттік сепарация

e) Байыту, ю, илеу

 

9. Пешті газында алдытарды не шін олданады?

a) Ккіртті ышыл ндірісі шін

b) Ккіртті оттек ндірісі шін

c) Азотты ышыл ндірісі шін

d) Отын ндірісі шін

e) Кокс ндірісі шін

10. Шашыраы пеш німдері:

a) Шойын, ож, домналы газ, колошникті ша

b) Шойын, ож, штейн, табиигаз

c) Штейн, ож, табии жне домналы газ

d) Штейн, ож, ша, газдар

e) Шойын, штейн, колошникті ша

 

Нса

1. Алюминийді массасы:

a) 26,99

b) 26,98

c) 26,89
d) 26,9
e) 27

 

2. 2326К - де не балытылады ?

a) AlO жоары тотыы

b) Al2O - ны жоары тотыы

c) Al4O4С жоары тотыы
d) Al2OC жоары тотыы

e) Al2O3 жоары тотыы

 

3. Al2O3 негізгі химиялы компонентіне жатады………

a) Кен концентраты
b) Силумин
c) Бокситтер

d) Ставролит
e) Глинозем

 

4. ЭБ маркалы бокситтегі Al2O3 массалы лесі:

a) 2 - 43%

b) 1 - 34%
c) 2 - 34%
d) 1 - 43%
e) 28%

 

5. Кедей бокситке 1600 - 1700кг агломерат неге шыындалады?

a) 2т электрокорунда жне 1т FeAl

b) 1т болат жне 500 - 800кг FeSi
c) 1т электрокорунда жне 1т FeSi

d) 1т электрокорунда жне 500 - 800кг FeSi

e) 2т электрокорунд жне 500 - 800кг FeAl

 

6. Fe - Al - Mn - Si (ФАМС) кешенді орытпасы саналады:

a) Болатты тиімді тотысыздандырышы болып, шикізатты бір трінен алуа болады
b) Болатты тиімді ышылсыздандырышы болып, шикізатты р трінен алуа болады

c) Болатты тиімді тотысыздандырышы болып, шикізатты р трінен алуа болады

d) Кенні тиімді тотысыздандырышы болып, бокситті р трінен алуа болады
e) Болатты тиімді тотысыздандырышы болып, шикізатты бір трінен алуа болады

 

7. Al2O3 - ті кміртекпен деу кезінде Al - O2 - C жйесінде бірінен со бірі жретін слбаны алай келтіруге болады?

a) Al4O4С Al2O3 Al4С3 Al Al2

b) Al2O3 Al2OС Al4O4С Al4С3 Al

c) Al2O3 Al2OС Al4С3
d) Al Al4O4С Al2OС Al4С3 Al2O3

e) Al2O3 Al4O4С Al2OС Al4С3 Al

 

8. SiAl - ді балыту шін шихтаны рамына не кіреді?

a) Дистенді, силимонитті концентрат, каолин, кварцит жне глинозем

b) Дистенді, силимонитті концентрат, керосин, кварцит жне ферроорытпа

c) Кен, силимонитті концентрат, каолин, кокс жне глинозем
d) Дистенді, кен концентраты, хлорид, кварцит жне глинозем

e) Ферросиликоалюминий, дистенді кен, каолин, кварцит жне глинозем


9. Е алдымен болатты ышылсыздандыру жне оспалауа олданылатын темір оспалары Cr, Si, Mn, Ti алай аталады:

a) Агломерат
b) Ферроорытпа

c) орытпа
d) Боксит
e) Клділік

 

10. Ферросиликоалюминий FeSiAl –ді алу технологиясы:

a) ДМетЕ

b) ФАЛнС
c) ДМетИ

d) ФАМнС
e) FeAlMnC

 

Дріс 10