Изучение кинетики процесса цементации меди активным никелевым порошком : научное издание | Научно-инновационный портал СФУ

Изучение кинетики процесса цементации меди активным никелевым порошком : научное издание

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2018

Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2018.06.11

Ключевые слова: активный никелевый порошок, твердофазное восстановление, газофазное восстановление, никелевый анолит, цементация, кинетика, скорость реакции, энергия активации, Active Ni powder, Cementation, Gas-phase reduction, Kinetics, Ni anolyte, Solid phase reduction

Аннотация: В ходе многолетних исследований в Заполярном филиале ПАО «ГМК «Норильский никель» была показана принципиальная возможность получения реагентного никелевого порошка для цементационной очистки на комплексе «печь кипящего слоя - трубчатая вращающаяся печь» с применением каменного угля в качестве восстановителя. Однако в результате проведенных опытно-промышленных испытаний с применением этого порошка на переделе обезмеживания в цементаторах активационно-агитационного типа установлено, что требуемой глубины очистки от меди можно достичь только при значительном (на 40-60 %) увеличении удельного расхода опытного порошка, что, в свою очередь, не позволяет получить цементную медь требуемого качества. Используемый на тот момент активный никелевый порошок газофазного восстановления при низком расходе обеспечивал необходимую глубину очистки анолита и высокое качество цементной меди. Для разработки рекомендаций по использованию опытного порошка проведены исследования. В настоящей работе рассмотрены механизмы двухфазного взаимодействия при протекании процесса цементации с использованием активных никелевых порошков разных типов. Показано, что в зависимости от развитости поверхности порошков реализуются разные кинетические режимы. В результате изучения частиц полученной цементной меди установлено, что на активном порошке газофазного восстановления идет процесс роста дендритов меди на отдельных участках частицы, тогда как на опытном порошке медь растет слоями по всей поверхности порошка. При сравнении гранулометрического состава цементной меди отмечено, что в образцах, полученных с использованием порошка газофазного восстановления, размер частиц меньше, чем в образцах, полученных с применением опытного порошка, а также меньше частиц исходного активного никелевого порошка. Установлено, что при применении порошка твердофазного восстановления реакция цементации протекает медленнее, в связи с чем нецелесообразно использовать такие порошки в цементаторах активационно-агитационного типа, время пребывания порошка в которых составляет ~30 мин. Multi-year studies at the Polar Division of Norilsk Nickel demonstrated the possibility to produce Ni powder reagent for purification by cementation in fluidized-bed (FBF) - rotary tube furnace (RTF) system with coal as reducing agent. However, the pilot tests of the powder application for Cu-removal by cementation in agitating reactors showed that only the considerable increase (40-60%) in powder specific consumption would provide the appropriate Cu removal, which in turn would inhibit the production of cemented copper of proper quality. Meanwhile the active gas-phase reduction Ni powder used at that moment provided the required anolyte purification and proper quality of cemented copper with low powder consumption. The article reviews the mechanisms for two-phase interaction during cementation with Ni-powders of different types in order to draw up recommendations on the pilot powder application. The powder surface maturity is found to impose diffusion limitation either in solution or in powder. The examination of cemented copper particles showed that using of the active gas-phase reduction Ni-powder resulted in the Cu dendrite growth only on one site of the particle whereas the pilot powder promotes growth of Cu in layers over the whole surface of the particle. Analysis of particle size distribution revealed lower particle size of cemented copper samples produced with the gas-phase reduction powder compared to those produced with the pilot powder or the particle size of initial active Ni powder. The solid-phase reduction powder appeared to inhibit the cementation reaction making no reasons to employ it in agitating cementation reactors with =30 min. powder retention time. © 2018 Ore and Metals Publishing house. All rights reserved.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Цветные металлы

Выпуск журнала: 6

Номера страниц: 77-83

ISSN журнала: 03722929

Место издания: Москва

Издатель: Закрытое акционерное общество "Издательский дом "Руда и металлы"

Авторы

  • Большакова О.В. (Заполярный филиал ПАО «ГМК «Норильский никель», Норильск, Россия)
  • Большаков С.В. (Заполярный филиал ПАО «ГМК «Норильский никель», Норильск, Россия)
  • Белоусова Н.В. (Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия)
  • Синько А.В. (Норильский индустриальный институт, Норильск, Россия)

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.