Андрей Борисович Лебедев, к.т.н., сотрудник научного центра «Проблем переработки минеральных и техногенных ресурсов»
Россия, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия, 2
Andrei B. Lebedev, Cand. Sci. (Eng.), Research Associate of the Scientific Center “Problems of Processing of Mineral and Technogenic Resources”
2 21st Line, Vasilievsky Island, St. Petersburg 199106, Russian Federation
Вера Сергеевна Шуйская, лаборант-исследователь научного центра «Проблем переработки минеральных и техногенных ресурсов»
Россия, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия, 2
Vera S. Shuiskaya, Research Laboratory Assistant of the Scientific Center “Problems of Processing of Mineral and Technogenic Resources”
2 21st Line, Vasilievsky Island, St. Petersburg 199106, Russian Federation
Основным компонентом металлургических шлаков являются соединения железа, которые извлекаются проведением восстановительной плавки. Известно несколько типов данного процесса с получением различных продуктов на основе железа и шлаков разного состава (алюмокальциевого саморассыпающегося и др.). Режим плавки и охлаждения образованного в процессе плавки в печи алюмокальциевого шлака должен обеспечивать наиболее полное самопроизвольное его рассыпание, а также высокие показатели извлечения из него редкоземельных металлов. Для опытов в работе выбраны синтетические шлаки, схожие по фазовому составу с промышленными образцами после выплавки железосодержащих руд. Смоделированные образцы соответствуют области первичной кристаллизации двухкальциевого силиката на тройной диаграмме состояния системы CaO – SiO2 – Al2O3 . Шлак после рассыпания подвергали ситовому анализу с помощью механического сита. В опытах использовались шлаки с кремниевым модулем k = 2,0, которые активно рассыпалась в момент их охлаждения. При увеличении кремниевого модуля рассыпаемость ухудшается. Установлено, что точно ограничить области составов рассыпающихся шлаков при определенных скоростях охлаждения невозможно. Проведенные исследования показали, что рассыпаемость шлаков улучшается по мере приближения к центру области двухкальциевого силиката. Состав шлаков близок к составу точек, расположенных в области, ограниченной с одной стороны линиями 2CaO·SiO2 – 2CaO·Al2O3 и 2CaO·SiO2 – 12CaO·7Al2O3 , и с другой стороны линиями кремниевого модуля не выше 2,85 – 3,00. При этом гранулометрический состав почти не зависит от скорости охлаждения. На рассыпаемость шлаков влияет температурный режим от выплавки до охлаждения. Наиболее перспективными являются шлаки с кремниевым модулем в пределах 2,85 – 3,00, близкие к фазовому треугольнику 12CaO·7Al2O3 – 2CaO·SiO2 – 2CaO·Al2O3 .
The main components of metallurgical slags are iron compounds, which are extracted by reduction smelting. The process of obtaining various products based on iron and slags of different compositions (alumocalcium self-crumbling, etc.) can be implemented in several ways. It is important to use a mode of smelting and cooling of the alumocalcium slag formed during melting in the furnace that ensures its most complete spontaneous crumbling and high rates of extraction of REM from it. Synthetic slags having a phase composition similar to industrial samples after the smelting of iron ores were selected for the experiments. The simulated samples correspond to the dicalcium silicate primary crystallisation region on the ternary phase diagram of the CaO – SiO2 – Al2O3 system. After crumbling, the slag was subjected to sieve analysis using a mechanical sieve. Slags with a silicon modulus k = 2.0 that actively crumbled during cooling were used in the experiments. A higher silicon modulus results in a lower crumblability. It was established that it is impossible to precisely limit the composition areas of the crumbling slags at specific cooling rates. The studies showed that the crumblability of slags improves when moving towards the centre of the dicalcium silicate region. The composition of the slags is close to the composition of the points located in the area bounded by the lines 2CaO·SiO2 – 2CaO·Al2O3 and 2CaO·SiO2 – 12CaO·7Al2O3 on one side and by the lines of the silicon modulus no higher than 2.85 – 3.00 on the other side. The granulometric composition is almost independent of the cooling rate. The temperature mode from smelting to cooling affects the crumblability of the slags. The most promising are slags with a silicon modulus in the range of 2.85 – 3.00 close to the phase triangle 12CaO·7Al2O3 – 2CaO·SiO2 – 2CaO·Al2O3 .
The authors declare that there are no conflicts of interest present.