| ArticleName |
Особенности формирования жидких фаз и вязкость шлаковой системы Cu2O – FeOx – SiO2 – CaO – Al2O3, насыщенной оксидом меди |
| ArticleAuthorData |
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия
А. Н. Федоров, профессор, эл. почта: fedorov_a_n@mail.ru
Казахский национальный исследовательский технический университет им. К. И. Сатпаева, Алматы, Казахстан:
Н. К. Досмухамедов, ассоциированный профессор
Е. Е. Жолдасбай, научный сотрудник |
| Abstract |
Установлены общие закономерности и особенности растворимости меди в системе Cu2O – FeOх – SiO2 – CaO – Al2O3 в зависимости от состава шлака. Рассмотрена зависимость растворимости меди в шлаке от содержания в нем СаО. Установлено, что повышение содержания СаО вначале снижает растворимость оксида меди в шлаке и далее, проходя через определенный минимум, ведет к его росту. Значения минимумов растворимости оксида меди характерны для всех исследованных температур и соответствуют отношению CaO/SiO2 = 0,7–0,85. Построены уравнения парной и множественной корреляции, позволяющие адекватно прогнозировать содержание растворенного в шлаке оксида меди и вязкость шлака в зависимости от состава шлака, характерного для процессов прямого получения черновой меди. Рассчитаны коэффициенты основности шлака, учитывающие взаимное влияние основных составляющих шлаковой системы на вязкость. Установлено, что вязкость системы Cu2O – FeOх – SiO2 – CaO – Al2O3 повышается с ростом содержания оксида меди, наличие которого существенно смещает акцент в сторону увеличения основности шлака. На основании полученных данных о вязкости шлаков сформулированы и рекомендованы следующие граничные области тройной системы, % (мас.): 20–25 SiO2; 35–45 FeO; 10–15 CaO. Это позволит поддерживать средние
коэффициенты отношений FeO/SiO2 = 1,8 и CaO/SiO2 = 0,7, что при рабочей температуре 1250 oC обеспечит
оптимальную вязкость шлака (μ = 0,3–0,5 Па·с) и минимальную растворимость оксида меди в шлаке. |
| References |
1. Ванюков А. В., Зайцев В. Я. Шлаки и штейны цветной металлургии. — М. : Металлургия, 1969. — 408 с.
2. Chibwe D. K., Akdogan G., Aldrich C., Taskinen P. Modelling of mixing, mass transfer and phase distribution in Peirce-Smith converter model // Canadian Metallurgical Quarterly. 2013. Vol. 52, No. 2. P. 176–189.
3. Chen M., Zhao B. Viscosity Measurements of SiO2 – “FeO” – CaO System in Equilibrium with Metallic Fe // Metallurgical and Materials Transactions: B. 2015. Vol. 46, Iss. 2. P. 577–584.
4. Chen M., Cui Zh., Contreras L., Zhao B. Development of Reliable Viscosity Model for Iron Silicate Slags // 7th International Symposium on High-Temperature Metallurgical Processing. 2016. P. 535–542
5. Min D. J., Tsukihashi F. Recent advances in understanding physical properties of metallurgical slags // Metals and Materials International. 2017. Vol. 23, Iss. 1. P. 1–19.
6. Prince S., Young J., Ma G., Young C. Characterization and Recovery of Valuables from Waste Copper Smelting Slag // Advances in Molten Slags, Fluxes, and Salts : Proceedings of the 10th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts. 2016. P. 889–898.
7. Nicolic S., Hayes P. S., Jak E. Phase Equilibria in Ferrous Calcium Silicate Slags: Part IV. Liquidus Temperatures and Solubility of Copper in “Cu2O” – FeO – Fe2O3 – CaO – SiO2 Slags at 1250 oC and 1300 oC at an Oxygen Partial Pressure of 10–6 atm // Metallurgical and Materials Transactions. 2008. Vol. 39B. P. 210–217.
8. Takeda Y. Thermodynamic Evaluation оf Copper Loss in Slag Equilibrated With Matte (Keynote) // Proceeding of Yazawa International Symposium. — San Diego, California, USA, 2003. Vol. 1. Р. 341–357.
9. Davenport W. G. L., King M., Schlesinger M., Biswas A. K. Extractive Metallurgy of Copper. — 4th edition. — Oxford : Pergamon, 2002. Р. 155–171.
10. Jak E., Zhao B., Nikolic S., Hayes P. C. Experimental measurement and prediction of complex phase equilibria in industrial non-ferrous slag systems // Proceedings of EMC 2007. — Dusseldorf, Germany, June 11–14, 2007. P. 1789–1818.
11. Федоров А. Н., Досмухамедов Н. К., Жолдасбай Е. Е., Лукавый С. Л. Температура ликвидус высокомедистых шлаков и растворимость оксида меди в системе Cu2O – FeO – CaO – SiO2 // Цветные металлы. 2018. № 9. С. 33–38.
12. Лукавый С. Л., Федоров А. Н., Хабиев Р. П. и др. Исследование динамической вязкости высокомедистых шлаковых расплавов // Цветные металлы. 2012. № 2. С. 32–35.
13. Fedorov A. N., Lukavyi S. L. Physicochemical properties of the copper oxide-wustite-silica-calcium oxide system // Proceedings of International Scientific Conference SWORLD. 2011. Vol. 7. Р. 19–22.
14. Атлас шлаков : справ. изд. / пер. с нем. — М. : Металлургия, 1985. — 208 с. |
