Разработка основ технологии получения металлов из плазменного состояния водно-минеральных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.03, кандидат технических наук Павлова, Галина Анатольевна

• Павлова, Галина Анатольевна
• кандидат технических наук
• 1997

Оглавление диссертации кандидат технических наук Павлова, Галина Анатольевна

Введение

1.Известные способы получения металлов

1.1 Некоторые способы получения цветных металлов

1.2 Получение металлов с использованием энергии фазовых переходов 16

2. Экспериментальная часть

2.1 Роль воды в процессе получения полиметаллических порошков по технологии «Энергонива-2» 25

2.2 Алгоритм технологии получения порошков 28

2.3 Агрегат «Энергонива 2» 31

2.4 Энерго-технологический комплекс «Энергонива-2» 33

2.5 Режимы работы агрегата «Энергонива-2» 44

2.6 Производительность агрегата 48

2.7 Безопасные режимы работы 3. Применение агрегатов «Энергонива 2» для обработки водно-минеральных систем

3.1 Обработка рудно-минеральных систем 57

3.2 Обработка водно-минеральных систем промышленного и бытового происхождения в агрегате «Энергонива-2» 65

4.Физико-химические свойства полиметаллических порошков,полученных на агрегате «Энергонива-2» 71

5.Методы переработки полиметаллических порошков

5.1 Классификация способов разделения порошков 84

5.2 Основы технологии разделения порошков последовательным плавлением Заключение и выводы Библиографический список Содержание Приложения

Заключение диссертации по теме «Металлургия цветных и редких металлов», Павлова, Галина Анатольевна

Заключение и выводы

1. В работе показано,что будущее традиционного производства цветных металлов в большой степени определяется возможностями и результатами интенсификации внешнего и внутреннего энергомассообмена,которые ограничены теплофизическими характеристиками используемых для этой цели материалов.Существующим технологии производства цветных металлов присуща многоступенчатость,сложное и громоздкое аппаратное оформление.

2. Показана роль воды,как плазмообразующего вещества в процессе получения порошков.

3. Практически подтверждена возможность получения полиметаллических порошков из водных,водно-минеральных систем в агрегатах «Энергонива 2».Доказано,что применяя определенные характеристики управления (1р ,1СТ ,С, V ,с! ),можно получать полиметаллические порошки с максимальным выходом целевого элемента и изменять количество получаемого порошка.

4. Исследованы физико-химические свойства получаемого порошка.

5. Доказано,что энергосберегающая технология на базе агрегатов «Энергонива 2» позволяет реализовать очистку стоков промышленных и др. предприятий с получением полиметаллических порошков и чистой воды.

6. Доказано,что реализация фазовых переходов 4-6 рода в агрегатах «Энергонива 2» обеспечивает безотходное использование любого сырья без каких-либо выбросов, т . е . обеспечивает экологически чистое производство полиметаллических порошков.

7. Показана возможность разделения полученных порошков методом последовательного плавления с отжатием расплавов от порошковой массы ,с получением сплавов цветных металлов,используемых в качестве сырья для металлургического производства.

8. Технология с использованием агрегатов «Энергонива 2» обеспечивает высокую технологическую,экологическую, энергетическую и экономическую эффективность , обеспечивая получение дешевых металлов и электроэнергии,обладая при этом высокой надежностью, безопасностью,малой материалоемкостью.

9. Показано,что при соблюдении технологических режимов и допустимых значений 1д,Тд,1Ст агрегат «Энергонива 2» является безопасным и надежным в работе.

10. Разработаны технические задания для ряда предприятий Челябинской области на проектирование промышленных систем :

- экологических - с целью переработки вредных выбросов промышленных и других предприятий стоков,шламов,шлаков и т.д.);

- металлургических - с целью получения сырья для черной и цветной металлургии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Павлова, Галина Анатольевна, 1997 год

1. Ванюков А.В.,Зайцев В.Я. Теория пирометаллургических процессов .-М. .-Металлургия, 1993 .-384 с.

2. Лоскутов Ф.М. Металлургия тяжелых цветных метал-лов.-М.: Металлургиздат,1951.-440 с.

3. Алентов П.Н.Рациональное использование сырьевых ресурсов в цветной металлургии.-Цветные металлы . -1982,№11,с.48.

4. Беляев А.И.Металлургия легких металлов.-М.: Металлургия, 1970 . -365 с.

5. Бигеев А.М.Металлургия стали.-М.:Металлургия,1988.-480с.

6. Буланов В.Я.,Ватолин Н.А.,Залазинский Г.Г.,Волкова Н.И.Гидрометаллургия железных порошков.-М.:Наука, 1984.-222 с.

7. Буланов В.Я.,Кватер Л.И.,Долгаль Т.В.Диагностика металлических порошков.-М.:Наука,1983.-27 8 с.

8. Вачаев А.В.,Иванов Н.И.Энергетика и технология структурных переходов.-Магнитогорск,МГМА,1994.-190 с.

9. Виноградов В.Н.Комплексное использование сырья цветной металлургии.-М.:Недра,1987.-79с.

10. Железные порошки.Технология,состав,структура свойства, экономика/Акименко В.В.,Буланов В.Я.,Рукин В.В.-М.:Наука,1982.-264 с.

11. И.Глинков H.A.Тепловая работа сталеплавильных ванн.-М.:Металлургия,197 0.-389 с.12.3еликман А.Н.Металлургия тугоплавких редких металлов .-М.:Металлургия,1986.-440 с.

12. Ершов Г.С.,Майборода В.П.Диффузия в металлургических расплавах.-Киев:Наукова думка,1990.-224 с.

13. Кипнис А.Я.Кластеры в химии.-М.:Знание,1981.-64 с.

14. Карпинос Д .М., Тучинский JT. И., Вишняков J1. Р. Новые композиционные материалы.-Киев:Вища школа,1991.-419 с.

15. Татарченко В.А.Устойчивый рост кристаллов.-М.: Наука,1988.-240 с.

16. Иванов Н.И.,Вачаев А.В.Термодинамика фазовых переходов .-Магнитогорск:МГМИ,1994.-33 с.

17. Гусев А.И.,Ремпель A.A.Структурные фазовые переходы в нестехиометрических соединениях.-М.:Наука,1988.308 с.

18. Болгарский А.В.,Мухачев Г.А.,Щукин В.К.Термодинамика и теплопередача.-М.:Высш.шк.,1975.-4 95 с.

19. Исаев С.И.,Кожинов И.А.,Кофанов В.И. и др.Теория тепломассообмена.-М.:Высш.шк.,197 9.-495 с.р

20. Гинзбург В.О.О физике и астрофизике.-М.:Наука, 1985.-400 с.

21. Яворский Б.М.,Детлаф A.A. Справочник по физике для инженеров и студентов ВУЗов.-М.:Наука,1974.-94 4с.

22. Ильинский Ю.А.,келдыш JI.В.Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом.-М.:Изд.МГУ,1989.щ 304 с.

23. Физика взрыва/Ф.А.Баум,Л.П.Орленко,К.П.Станюкович.-М. :Наука, 1975.-704 с.

24. Кипарисов С.С.,Либенсон Г.А.Порошковая металлургия . -М. :Металлургия, 1991 . -432 с.0 26. Крупин А.В.,Соловьев В.Я.,Попов Г.С.Обработка металлов взрывом.-М.:Металлургия,1991.-419 с.

25. Мюллер Г.Выращивание кристаллов из расплава.-М.:Мир,1991.-143 с.

26. Ашкрофт Н.,Мерлин Н.Физика твердого тела:Пер. с англ.-М.:Мир,1979,т.1.-400 с.• 29. Фундаментальная структура материи:Пер.с англ./Подред.Дж.Малви.-М.:Мир,1984.-312 с.

27. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород /Под ред.Н.В.Мельникова,В.В.Ржевского,М.М.Прото-дьяконова.-М.:Недра,1975.-279 с.

28. Доменное производство:Справочник.Т.1.Подготовка руд и доменный процесс/Под ред. Вегмана Е.Ф.-М.: Металлургия,1989.-4 96 с.

29. Аветисян X.К.Металлургия черновой меди.-М.:Метал-лургиздат,1954.-464 с.

30. Гудима Н.В.,Шейн Я.П.Краткий справочник по металлургии цветных металлов.-М.: Металлургиздат,1975.-536с.

31. Справочник металлурга по цветным металлам.Производство глинозема.-М. .'Металлургия, 197 0 .-371 с.

32. Мержанов А.Г.Самораспространяющийся высокотемпературный синтез/В сб.«Современные проблемы физической химии» .-М.:Химия,1985.-с.6-45.

33. Порошковая металлургия и напыленные покрытия/Под ред.Б.С.Митина.-М.:Металлургия,1987.-792 с.

34. Шейдлин А.Е.Новая энергетика.-М.:Наука,1987.-464 с.

35. Тананаев А.В.Течения в каналах МГД-устройств.-М.:Атомиздат,197 9.-368 с.

36. Михайловский A.B.Теория плазменных неустойчиво-стей.Т.Неустойчивости однородной плазмы.М.:Атомиз-дат ,1979.-295 с.

37. Смелянский М.Я.,Кручинин A.M.Некоторые процессы применения плазменных источников тепла в современнойметаллургии /В сб.«Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов».-М.:Наука, 1973.-с.143-151.

38. Лозанский Э.Д.,Фирсов О.Б.Теория искры.-М.: Атомиздат,1975.-272 с.

39. Физические величины:Справочник/Под ред.И.С.Григорьева, Е .З.Михайлова .М. :Энергоатомиздат,1991 1232с.

40. Скрышевский А.Ф.Структурный анализ жидкостей и аморфных тел.-М.:Высш.шк.,1980.-328 с.

41. Григорьев В.И.,Мякишев Г.Я.Силы в природе.-М.: Наука,1983.-416 с.

42. Стаханов И.П.Физическая природа шаровой молнии.-М.:Атомиздат,1979.-240 с.

43. Фишер М.Природа критического состояния:Пер.с англ.-М.:Мир,1968.-222с.

44. Харичков И.И.Нестационарное радиальное распределение температуры плазмы,образованной при электрическом разряде в воде/В сб.»Электроразрядные процессы». -Киев. :Наукова думка,1984.-с.24-31.

45. Бойко Ю.В.,Гришин Ю.М.,Камруков A.C. и др.

46. Термодинамические и оптические свойства плазмы металлов и диэлектриков : Справочник.-М. .-Металлургия,1988.-400 с.

47. Борисов Ю.С.Харламов Ю.А.,Сидоренко С.П. и др. Газотермические покрытия из порошковых материалов : Справочник. -Киев : Наукова думка,1987.-54 4 с.

48. Композиционные материалы:Справочник.-М.:Машиностроение, 1990 . -512 с.

49. Франк-Каменецкий Д.А.Физические процессы внутри звезд.-М.:Физматгиз,1959.-54 4 с.

50. Белов К.П.,Бочкарев Н.Г.Магнетизм на земле и в космосе.-М.:Наука,1983.-102 с.

51. Маркин Е.К.Вулканизм.-М.:Недра,1985.-288 с.

52. Проблемы физики:классика и современность:Пер.с англ./Под ред.Ф.Г.Тредена.-М.:Мир,1982.-328 с.

53. Идлис Г.М.Революции в астрономии,физике и космологии.М. :Наука, 1985 . -232 с.

54. Мак.Тагарт Д.Плазмохимические реакции в электрических разрядах:Пер.с англ.-М.:Атомиздат,197 2.-256 с.

55. Рид Т.Химические реакции в индукционной плазме/В кн.«Использование плазмы в химических процессах»:Пер с англ.-М.:Мир,1970.-с.38-48.

56. Долин П.А.Справочник по технике безопасности.-М.:Энергоатомиздат,1985.-824 с.

57. Цейдлер A.A.Металлургия тяжелых цветных металлов.-М.:Металлургиздат,1951.-376 с.

58. Воскресенский В.В.Тиристорные преобразователи для питания индукционных установок.-М.:Металлургия, 1979.-144 с.

59. Шапиро С.В.,Зинин A.B.,Иванов А.В.Системы управления с тиристорными преобразователями частоты для электротехнологии.-М.:Энергоатомиздат,1989.-168 с.

60. Булатов О.Г.Мощные ключи на тиристорах,выключаемых по цепи управления.-М.:Информэлектро,1988.-47с.

61. Иванов Г.М.,Егоркин В.Ф.Несимметричные режимы работы тиристорных преобразователей в электроприводах переменного тока.-М.:Энергоатомиздат,1990.-200 с.

62. Бизиков В.А.,Миронов В.Н. и др.Системы управления тиристорными преобразователями частоты-М.:Энерго-издат,1981.-144 с.

63. Шкловский И.С.Вселенная,жизнь,разум.М.:Наука, 1987.-320 с.

64. Гофман К.Можно ли сделать золото?:Пер.с нем.Л.: Химия,1987.-232 с.

65. Моделирование и методы расчета физико-химических процессов в низкотемпературной плазме/Под ред.

66. JI. С. Полака.-М. :Наука, 197 4 .-271 с.

67. Шкловский И.С.Проблемы совремкнной астрофизики.М. : Наука, 1982 . -224 с.

68. Климишин И.А.Релятивисткая астрономия.-М.:Наука, 1989.-228 с.

69. Иванов В.А.Инженерная экология.Л.:Изд-во Лен.Унта,1989.-270 с.

70. Агранат Б.А.,Гудович А.П.,Нежевенко Л.В.Ультразвукв порошковой металлургии.-М.:Металлургия,1986.-168 с.

71. Андриевский Р.А.Введение в порошковую металлургию.1. Фрунзе:Илим,1988.-17 4 с.

72. Васильев A.M. Введение в статистическую физику.1. М.:Высш. Шк.,1980.-272 с.

73. Справочник по вероятностным расчетам/Г.Г.Абергауз, А.П.Тронь,Ю.М.Копенкин и др.-М.:Воениздат,1970.-536с.

74. Корн Г.,Корн Т.Справочник по математике для научных работников и инженеров.-М.: Наука,1973.-832 с.

75. Румер Ю.В.,Рыбкин М.Ш. Термодинамика,статистическая физика и кинетика.-М.:Наука,1977.-552 с.77 . Туркин В.Д.,Румянцев Н.В. Структура и свойства цветных металлов и сплавов.-М.: Металлургиздат, 1947.-440 с.

76. Ватолин H.A.Физическая химия металлургических рас плавов.-Свердловск,1971.-150 с.

77. Моисеев А.А.,Иванов В.И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене.-М.:Энергоатомиздат,1990.-252с.

78. Вачаев А.В.Определение коэффициента теплопроводно сти горных пород /Изв. ВУЗов.Горный журнал , 1985.№1-с. 1-3.

79. Выборное Б.И.Ультразвуковая дефектоскопия.-М.: Металлургия,1985.-256 с.

80. Шаскольская М.П.Кристаллография.- М.: Высш.Шк., 1984.-376 с.

81. Лозовский В.Н.Зонная плавка с градиентом температуры. -М.: Металлургия,1972.-240 с.

82. Вачаев A.B. Ультразвуковая дефектоскопия,диагностика и технология в металлургической теплотехнике.-Магнитогорск: Изд. МГМИ,1989.-89 с.

83. Витлин В.В.,Давыдов К.С.Электрофизические методы обработки в металлургическом производстве.-М.:Метал-лургия,1979.-157 с.

84. Золотых Б.Н. Физические основы электроискровой обработки металлов.-М.:Гостеоретиздат,1953.-85 с.

85. Лифшиц А.Д.,Отто М.Ш.Импульсная электротехника.-М.: Энергоатомиздат,1983.-350 с.

86. Попилов Л.А. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов.-Л.: Машиностроение, 1971.-544с.

87. Байсупов И.А.Электрохимическая обработка металлов. -М.: Высш.Шк.,1981.-152 с.

88. Попилов Л.Я.Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов.-М.: Машиностроение,1982.-399с.

89. Иванов Н.И.,Вачаев А. В.,Павлова Г. А. Дейтонная плазма источник металлов,энергии и чистой воды. /Сб .«Состояние и перспективы развития научно-технического потенциала Южно-Уральского региона».-Магнитогорск:Изд-во МГМА,1995.-173-174 с.

90. Иванов Н.И.,Вачаев А.В.,Павлова Г.А.Утилизация отходов промышленности /Сб. «Состояние и перспективы развития городов Южно-Уральского региона».-Магнитогорск:Изд-во МГМА,1995.-64-67 с.

91. Иванов Н.И.,Вачаев А.В.,Павлова Г.А.Возможности дейтонной технологии при очистке сточных вод./Сб. «Состояние и перспективы развития городов Южно-Уральского региона».-Магнитогорск:Изд-во МГМА,1995.-16-18 с.

92. Иванов Н.И.,Павлова Г.А.,Вавилов Н.С.,Фолманис Г. Э.,Коваленко Л. В. Полиметаллические порошки,получаемые по технологии «Энергонива»:Тез.докл. Симпозиума Синергетика.Структура и свойства материалов .-Москва:изд.ИМЕТ РАН,1996.-13 с.

93. Иванов Н.И.,Павлова Г.А.,Вачаев А.В.Состав и свойства сплавов из полиметаллического порошка, полученного по технологии «Энергонива».:Тез.докл. Симпозиума Синергетика.Структура и свойства материалов. -Москва: изд. ИМЕТ РАН,1996.-99 с.

94. Иванов Н.И.,Вачаев А.В.,Павлова Г.А.Метастабиль-ные полиметаллические порошки-новый металлургический ресурс./Сб. Проблемы развития металлургии

95. Урала на рубеже 21 века.-Магнитогорск:Изд-во МГМА, 1996,- 108-110C.

96. Иванов Н.И.,Вачаев А.В.,Павлова Г.А.Получение полиметаллических порошков из железосодержащих руд и отходов. /Сб. Проблемы развития металлургии Урала на рубеже 21 века.-Магнитогорск:Изд-во МГМА,1996.- 120-123с.

97. Иванов Н.И.,Вачаев A.B.,Павлова Г. А.Разделение полиметаллических порошков на моноэлементные системы. /Сб. Проблемы развития металлургии Урала на рубеже 21 века.-Магнитогорск:Изд-во МША, 1996.- 124-127С.

98. Иванов Н.И.,Вачаев А.В.,Павлова Г.А.Критическая температура дейтонизации./Сб. Проблемы развития металлургии Урала на рубеже 21 века.-Магнитогорск:

99. Изд-во МГМА,1996.- 117-119с.

100. Иванов Н.И.,Вачаев А. В.,Павлова Г.А.Генерация электроэнергии в процессах преобразования вещества в чистые металлы./Сб. Проблемы развития металлургии Урала на рубеже 21 века.-Магнитогорск:Изд-во МГМА,1996.-111-Ибс.

101. Вачаев А.В.,Павлова Г,А,Иванов Н.И.,Иванов А.Н. Способ получения элементов и устройство для его осуществления .Решение о выдаче патента на изобретение РФ по заявке 94020392/25(019903) от 31.05.94г.

102. Вачаев А.В.,Павлова Г,А,Иванов Н.И.,Иванов А.Н. Способ утилизации отходящих газов. Решение о выдаче патента на изобретение РФ по заявке 94 02544 9/2 6024755) от 06.07.94г.

103. Кожевников И.Ю.,Равич Б.М. Окускование и основы металлургии.-М.: Металлургия,1991-304 с.

104. Самойлович Ю.А.Кристаллизация слитка в электромагнитном поле.-М.: Металлургия,1986-168 с.

105. Венуни А.X.Технико-экономические расчеты в цветной металлургии.-М.: Металлургия,1964-272 с.

106. Мальцев М.В.Металлография промышленных цветных металлов и сплавов.-М.:Металлургия,1970-364 с.

107. Современные методы анализа цветных металлов и сплавов/Сб.трудов под ред. A.A.Немодрука.

108. М.:Металлургия,197 9-80 с.

109. Дульнев Г.Н.,Новиков В.В.Процессы переноса в неоднородных средах.-Л.:Энергоатомиздат,1991-248 с.

110. Авербух Н.И.Типизация в сталеплавильном произвол ствею-М.:Металлургия,1987-240 с.

111. Аксенов П.Н.Машины литейного производства.Атлас конструкций.-М.:Машиностроение,1972-180 с.

112. Адлер Ю.П.,Маркова Е.В.,Грановский Ю.В.Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М.:Наука,1976-239 с.

113. Волков Д.П.,Заричняк Ю.П.Моделирование структуры и расчет теплопроводности зернистых систем//ИЖФ. 1981.Т.41 №3.421-427 с.

114. Шкловский Б.И.,Эфрос А.Л.Теория протекания и про водимости сильно неоднородных сред//УФН.1975.Т.117. Вып.3.401 с.

115. Морохов И.Д.,Трусов Л.И.,Чижик С.П.Ультрадисперсные металлические среды.М.:Атомиздат,1977-340 с.

116. Лахтин Ю.М.Основы металловедения.-М.:Металлург-издат,1957-364 с.

117. Пфанн В.Зонная плавка.-М.:Мир,1970-366 с.

118. Вилсон К.Структура жидких металлов и сплавов.-М.:Металлургия,1972-247с.

119. Бухгольц Г.Расчет электрических и магнитных полей. -М. :ИЛ, 1961-712 с.8