6.3.4 Металлический марганец.
Существует три способа производства металлического марганца: алюминотермический, электротермический и электролитический. На отечественных заводах алюминотермический марганец в настоящее время не производится, так как даже при выборе особо чистого и богатого марганцем сырья сплав получается загрязненным фосфором, алюминием и другими вредными примесями [27, с. 216—226]. В СССР основную массу металлического марганца производят электротермическим способом: восстановлением кремнием безжелезистого высококремнистого силикомарганца оксидов марганца высокомарганцевого бесфосфористого шлака. Особо чистый, хотя и более дорогой, марганец получают путем электролиза. ДМетИ и ЗФЗ разработали и внедряют получение металлического марганца с повышенным (10—20%) содержанием железа. Это значительно повышает технико-экономические показатели процесса и вместе с тем не препятствует использованию сплава при выплавке хромомарганцевых и других сталей высокого качества.
Электротермическое производство металлического марганца по отечественной схеме, осуществляется в три стадии: 1) выплавка высокомарганцовистого бесфосфористого шлака; 2) получение высококремнистого передельного силикомарганца СМнП25; 3) выплавка металлического марганца. Первые две стадии были рассмотрены выше. Физико-химические основы третьей стадии аналогичны выплавке рафинированного ферромарганца. Схема производства металлического марганца приведена на рис. 35. Выплавку металлического марганца ведут периодическим процессом во вращающихся и наклоняющихся печах мощностью 5 МВА с магнезиальной футеровкой. Набор нагрузки и расплавление шихты происходят при рабочем напряжении 255—321 В, восстановительный период плавки —при 255—285 В и прогрев расплава перед выпуском — при 232— 255 В. Шлак дают в печь в жидком виде, силикомарганец— в гранулах размером —10 мм и известь — крупностью 0—50 мм. При расчете шихты принимают распределение элементов между продуктами плавки, приведенное в табл. 56. Полезное использование кремния силикомарганца принимают 70,8%. Расчетный состав колоши шихты: 100 кг марганцевого шлака, 34,3 кг силикомарганца СМнП26 и 76,4 кг извести. Основность конечного шлака 1,4—1,6.
7 Общие сведения о рудах и концентратах олова
7.1 Требования, предъявляемые к рудам и концентратам
Получение различных марок металлического олова в современной металлургии осуществляется из оловянных концентратов, содержащих примерно 40—70% Sn.
Непосредственная металлургическая переработка коренных руд и россыпей без предварительного обогащения технически и экономически нерациональна или же практически невозможна в связи с низким содержанием в них олова.
Промышленная ценность оловянной руды зависит от вещественного состава, размеров вкрапленности и содержания в ней минералов олова, наличия других ценных компонентов и ряда технико-экономических факторов, определяющих целесообразность разработки того или иного месторождения.
При разработке комплексных россыпных месторождений извлечение касситерита осуществляют при содержании олова в руде от 0,01-0,02% и выше.
Для чисто касситеритовых коренных руд содержание олова обычно составляет не ниже 0,1-0,2%. Попутное извлечение касситерита совместно с другими ценными компонентами возможно при более низком содержании олова в рудах и россыпях.
Руды, содержащие олово в виде станнина, в настоящее время в промышленном масштабе не разрабатываются. Руды, содержащие станнин совместно с касситеритом, не желательны, так как дают при обогащении касситеритовые концентраты, загрязненные серой, железом и медью.
Для успешного получения марочного олова качество концентратов должно удовлетворять определенным требованиям по содержанию в них не только олова, но и загрязняющих примесей (SiО2, Fe, Al2O3, Cu, S, Рb, Zn, As, Sb, Bi).
Качество получаемых оловянных концентратов зависит от типа перерабатываемых руд и россыпей. Наиболее богатые концентраты, содержащие до более 70% олова, получают из богатых оловянных россыпей. Из коренных руд в СССР согласно техническим условиям ЦМТУ 2009—47 получают три марки концентратов [2], которые должны содержать: первый сорт — не менее 60% олова, второй сорт — не менее - 50% и третий — не менее 40%; соответственно шлакообразующих и примесей — не более 11, 17 и 19% кварца; 6, 9 и 11% окиси железа; 3, 5 и 7% окиси алюминия; 3, 4 и 6% серы; 0,2; 0,2 и 0,5% меди.
При переработке сложных руд на первичных обогатительных фабриках обычно получают бедные концентраты, содержащие 10—30% Sn, направляемые на центральную доводочную фабрику, схема обогащения которой позволяет селективно разделять комплексные концентраты различными методами (флотогравитация, магнитная и электрическая сепарация, гравитация, флотация и др.) и гидрометаллургии. При переработке бедных концентратов, содержащих 5—15% Sn, возможно применение других химико-металлургических процессов.
Оптимальные технико-экономические показатели получения олова должны быть найдены с учетом материальных затрат на процессы обогащения руды, доводки первичных концентратов и их металлургической переработки, причем должно быть обеспечено максимальное суммарное извлечение олова в товарную продукцию при минимальных затратах.