МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЕРЕРАБОТКИ ОКЕАНСКИХ КОНКРЕЦИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДЬ-, НИКЕЛЬ-, КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩИХ СПЛАВОВ И МАРГАНЦЕВОГО ШЛАКА

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведена загальна характеристика роботи, обґрунтовано її актуальність, сформульовано мету і задачі досліджень, приведений зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами; розкрита наукова новизна і практичне значення отриманих результатів із зазначенням особистого внеску автора.

У першому розділі «Фізико-хімічні властивості та методи переробки поліметалевих конкрецій» приведені результати аналізу патентної та науково-технічної літератури про фізико-хімічні і металургійні властивості нового виду поліметалічної сировини - океанських конкрецій і методи їх переробки. Виконано комплексне дослідження дослідної партії тихоокеанських поліметалевих конкрецій.

За змістом кольорових, благородних і рідкісних металів, обсягами запасів, фізико-хімічними та технологічними властивостями ПМК є новим, перспективним видом поліметалічної сировини, придатним для комплексної металургійної переробки. Детальний аналіз існуючих методів комплексної переробки ПМК показав, що з розроблених до теперішнього часу методів переробки конкрецій (гідрохімічних, способів випалу і методів плавлення) найбільш перспективним для промислового використання є метод плавлення. В умовах України найбільш переважним є метод електроплавкі попередньо підготовлених конкрецій з переводом марганцю в шлак, а міді, нікелю та кобальту - в проміжний сплав на основі заліза з наступним селективнимним вилученням з продуктів плавки Cu, Ni, Co і Mn у вигляді металів, що мають максимальну ринкову вартість. На основі проведеного аналізу визначено мету і завдання дисертаційної роботи.

Результати комплексного дослідження дослідної партії тихоокеанських поліметалевих конкрецій показали, що ПМК характеризуються високим вмістом кольорових металів (Σ_Cu+Ni+Co до 3%), марганцю, лугів, адсорбованої і кристалізаційної вологи. Поряд з основними складовими рентгено-флуорісцентним методом в ПМК виявлені рідкісні та розсіяні елементи. Хімічний склад усередненої проби конкрецій,%: 25,60 Mn; 4,50 Fe; 1,30 Cu; 1,54 Ni; 0,21 Co; 0,17 Pb; 0,12 Zn; 7,39 CaO; 2, 43 MgO; 10,65 SiO₂; 4,66 Al₂O₃; 0,50 TiO₂; 2,57 Na₂O; 1,14 K₂O; 0,24 C; 0,14 P; 0,003 S; 4,60 H₂O; 20,10 В.П.П.

На рентгенограмі вихідних ПМК чітко фіксуються лінії 10Å-манганіту (d₁₀₀ 9.94; d₈₀ 4,84; d₅₀ 2.45; d₄₀ 1.43Å), складеного, по сучасним уявленням, тодорокітом, бузерітом (Na, Mn-оксигідрати), асболаном (тверді розчини кольорових металів в Mn-оксигідратах m(Ni,Co)OMnO₂·nH₂O) і змішано-шаровим мінералом асболан-бузерітом. Крім цього, дифрактограма ПМК містить лінії манганіту MnOOH·nH₂O (d₁₀₀ 3.40; 2,59 Å), вернадіту δ-MnO₂ (d₁₀₀ 2.39Å), псиломелану MnO·MnO₂·nH₂O (d₁₀₀2.43Å), кріптомелану (K,Mn)O· MnO₂·nH₂O (d₁₀₀ 2.41Å), гідрогетіту FeOOH·nH₂O (d₁₀₀ 4.15Å), залізистих глин, які представлені в основному монтморилонітом (складний алюмосилікат, d₁₀₀ 10,51 Å), і кварцу SiO₂ (d₁₀₀ 3,34 Å). Низька інтенсивність і розмита форма ліній вернадіту, псиломелану і криптомелану свідчать про незначну міру окристалізованості зазначених мінералів.

При дослідженні ПМК під мікроскопом також було встановлено, що мінеральний склад конкрецій представлений марганцевими оксигідратамі (тодорокітом, бузерітом, асболаном, асболан-бузерітом і манганітом) у вигляді короткостолбчатих кристалів і прожилок натічної форми з високою відбивною здатністю (рис.1а); вернадітом, псіломеланом і криптомеланом у формі слабораскристалізованих тонкозернистих сірих мас, залізистими глинами, гідрогетітом у вигляді аморфних мас і оолітів, гелем SiO₂ і кристалічним кварцом.

Досліджено природу міді, нікелю і кобальту в океанських поліметалевих конкреціях.