Изменение фазового состава сидеритов Бакальского месторождения при нагреве

Приведены результаты исследования механизма образования магнезиоферрита при нагревании сидеритов Бакальского месторождения с различным содержанием оксидов железа в инертной и окислительной атмосфере. Установлено, что при обжиге в инертной атмосфере разложение сидерита с высоким содержанием железа начинается при более низкой температуре и энтальпия такого разложения меньше. Данный эффект объясняется различным фазовым составом образцов. Основными фазами, образующимися в условиях окислительного обжига, являются гематит и магнезиоферрит. Количество образующихся гематита и магнезиоферрита у образцов с различным содержанием оксидов железа при обжиге в окислительной атмосфере различно. У сидеритов с высоким содержанием оксидов железа в продуктах обжига содержится гематита больше, чем магнезиоферита, а у сидеритов с низким содержанием оксидов железа наоборот, в продуктах обжига содержится магнезиоферита больше, чем гематита. Образовавшийся в условиях окислительного обжига магнезиофер-рит является твердым раствором и различается степенью замещения ионов железа ионами магния. У сидеритов с высоким содержанием оксидов железа степень замещения ионами железа ионов магния больше, чем у образцов с низким содержанием оксидов железа. Поскольку сидериты Бакальского месторождения относятся к бедным рудным образованиям, то образующееся в них при обжиге значительное количество магнезиоферрита затрудняет разделение силикатных и железо-оксидных продуктов обжига традиционными методами обогащения. Вюстит в продуктах окислительного обжига не обнаружен, поскольку в данных условиях он находится в метастабильном состоянии и при наличии слабо окислительной атмосферы преобразуется в магнетит. Научной новизной является объяснение механизма разложения сидеритов и описание продуктов такого разложения. Понимание механизма разложения сидеритов Бакальского месторождения позволило разработать технологию их восстановительного обжига, облегчающую разделение полученных продуктов и заключающуюся в регулировании фазового состава силикатных составляющих восстановительного обжига, обеспечивающих распад магнезиоферрита и выход оксидов железа в самостоятельную фазу. Разработанная технология может быть использована для обеспечения качественного обогащения сидеритов Бакальского месторождения.

1. Плещенко В.И. Краткий анализ конкурентных сил на рынке металлолома в Российской Федерации // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2015. № 11. С. 64 - 67.

2. Юрьев Б.П., Меламуд С.Г., Спирин Н.А., Шацилло В.В. Технологические и теплотехнические основы подготовки сидерито-вых руд к металлургическим переделам. - Екатеринбург: ООО АМК «День РА», 2016. - 428 с.

3. Михеенков М.А., Шешуков О.Ю., Вязникова Е.А., Овчинникова Л.А. Новая технология переработки Бакальских сидеритов с получением железосодержащих материалов // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2016. № 6. С. 39 - 42.

4. Жунев А.Г., Юрьев Б.П., Бланк М.Э. Интенсификация процессов обжига и агломерации сидеритовых руд // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 1988. № 3. С. 2 - 13.

5. Остапенко П.Е. Обогащение железных руд . - М.: Недра, 1977. - 272 с.

6. Тимесков В.А. Минералогия карбонатных руд и вмещающих их карбонатных пород Бакальского железорудного месторождения на Южном Урале. - Казань: Казанский университет, 1963. - 214 с.

7. Яницкий Я.Л., Сергеев О.П. Бакальские железорудные месторождения и их генезис. - М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 111 с.

8. Бигеев В.А., Колесников Ю.А., Сергеев Д.С. Состояние и перспективы использования сидеритовых руд бакальского месторождения в черной металлургии // Теория и технология металлургического производства. 2013. № 1(13). С. 6 - 8.

9. Вусихис А.С., Гуляков В.С., Кудинов Д.З. Анализ эффективности использования бакальских сидеритов в металлургических процессах // Металлургические процессы и оборудование. 2013. № 2. С. 16 - 24.

10. Крупенин М.Т. Условия формирования сидеритоносной ба-кальской свиты нижнего рифея (Южный Урал). - Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 1999. - 257 с.

11. Пирометаллургическая переработка комплексных руд // Л.И. Леонтьев, И.А. Ватолин, С.В. Шаврин, И.С. Шумаков. - М.: Металлургия, 1997. - 432 с.

12. Вусихис А.С., Леонтьев Л.И., Кудинов Д.З., Шешуков О.Ю. Анализ современных методов переработки сидеритовых руд // Вестник МГТУ им. Носова. 2011. № 3. С. 49 - 52.

13. Бессмертных А.С., Бигеев В.А., Клочковский С.П. и др. Комплексная переработка сидеритовых руд с высоким содержанием оксида магния // VIII Конгресс обогатителей стран СНГ: Сб. материалов. Т.1. - М.: МИСиС, 2011. С. 70 - 72.

14. Шешуков О.Ю., Михеенков М.А., Вязникова Е.А. и др. Изучение механизма образования магнезиоферрита при нагреве сидеритов бакальского месторождения // Тр. Конгресса с ме-ждунар. участием и конф. молодых ученых: Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований. - Екатеринбург: УрО РАН, 2017. С. 88 - 91.

15. Меламуд С.Г., Шацилло В.В., Дудчук И.А. и др. Разработка технологии обогащения металлизованной сидеритовой руды с получением концентрата для выплавки электростали // Сталь. 2011. № 6. С. 9.

16. Меламуд С.Г., Шацилло В.В., Загайнов С.А. Результаты внедрения технологии окислительно- восстановительного обжига бакальских сидеритов для получения новых видов сырья для доменного и сталеплавильного производства // Проблемы и перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаметальных исследований и НИОКР. Т. 1. - Екатеринбург: УрО РАН, 2011. С. 182 - 187.

17. Бигеев В.А., Колесников Ю.А. Прогнозирование технологических параметров выплавки стали в конвертере с использованием сидерита // Теория и технология металлургического производства. 2001. № 11. С. 30 - 36.

18. Колесников Ю.А., Буданов Б.А., Сергеев Д.С. Анализ технологических параметров выплавки стали в конвертере с использованием сидеритовой железной руды // Теория и технология металлургического производства: Межрегион. сб. науч. тр. / Под ред. В.М. Колокольцева. - Магнитогорск: МГТУ им. Носова, 2014. Вып. 12. С. 32 - 37.

19. Клочковский С.П., Смирнов А.Н., Савченко И.А. Разработка физико-химических основ комплексного использования высокомагнезиальных сидеритов // Вестник МГТУ им. Носова. 2015. № 1. С. 26 - 31.

20. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К.П. Мищенко, А.А. Равделя. - Л.: Химия, Ленинградское отделение, 1967. - 184 с.

21. Luo Y.H., Zhu D.Q., Pan J., Zhou X.L. Thermal decomposition behavior and kinetics of Xinjiang siderite ore // Mineral Processing and Extractive Metallurgy. 2016. Vol. 15. No. 1. P. 17 - 25.