- •А.Л. Николаев
- •Новокузнецк 2003
- •Содержание
- •5 3.3.1 Общая характеристика 58
- •Введение
- •Структура народного хозяйства и элементы технологического процесса
- •2 Природные ресурсы. Сырье и энергия в народном хозяйстве
- •2.1 Общая характеристика
- •2.2 Перерабатываемое сырье
- •2.3 Топливо
- •2.3.1 Общие сведения
- •2.3.2 Общая характеристика состава твердого топлива
- •2.3.3 Нефть
- •2.3.4 Природный газ
- •2.3.5 Сжигание топлива
- •2.4 Вода
- •2.5 Воздух
- •2.6 Энергия
- •3 Шихтовые и футеровочные материалы и их характеристики
- •4 Обогащение и окускование полезных ископаемых
- •4.1 Общие сведения
- •4.2 Подготовка к обогащению
- •4.2.1 Дробление и измельчение
- •4 2.2 Грохочение и классификация
- •4.3 Обогащение
- •4.4 Окускование концентратов и мелочи полезных ископаемых
- •4.4.1 Агломерация
- •4.4.2 Производство окатышей
- •4.5 Загрязнение окружающей среды
- •5 Металлургия
- •5.1 Общие сведения
- •5.2 Гидрометаллургия
- •5.3 Пирометаллургия черных металлов
- •5.3.1 Сырьевая база
- •5.3.2 Производство чугуна
- •5.3.2.1 Устройство доменной печи и схема производства чугуна
- •5.3.2.2 Основные процессы и продукты доменной плавки
- •5.3.2.3 Интенсификация и технико-экономические показатели доменной плавки
- •5.3.3 Сталеплавильный передел
- •5 3.3.1 Общая характеристика
- •5.3.3.2 Кислородно-конвертерный процесс
- •5.3.3.3 Электросталеплавильное производство
- •5.3.3.4 Мартеновский процесс
- •5.3.3.5 Внепечная обработка и разливка металла
- •5.3.4 Прямое получение железа
- •5.3.5 Производство ферросплавов
- •5.4 Металлургия меди
- •5.5 Металлургия алюминия
- •5.6 Утилизация вторичных ресурсов
- •6 Литейное и прокатное производство
- •6.1 Литейное производство
- •6.1.1 Литейные материалы и их плавка
- •6.1.2 Литейные формы, охлаждение и выбивка отливок
- •6.2 Обработка металла давлением
- •6.3 Утилизация отходов
- •7 Технология неорганических вяжущих веществ
- •7.1 Портландцемент
- •7.2 Строительная известь
- •7.3 Гипсовые вяжущие
- •8 Промышленность строительных материалов и изделий
- •8.1 Определение, классификация и свойства строительных материалов
- •8.2 Искусственные неорганические строительные материалы
- •8.2.1 Безавтоклавный бетон
- •8.2.2 Железобетон
- •8.2.3 Керамика
- •8.2.4 Стекло и изделия из минеральных расплавов
- •8.2.5 Волокнистые материалы
- •8.3 Естественные неорганические материалы
- •8.4 Искусственные строительные материалы на основе органических вяжущих
- •8.5 Комбинированные строительные материалы
- •8.5.1 Полимербетоны и бетонополимеры
- •8.5.2 Древесно-цементные материалы и изделия
- •8.6 Утилизация отходов в промышленности строительных материалов
- •9 Производства основной химии
- •9.1 Кислоты
- •9.2 Минеральные удобрения
- •9.3 Комплексные удобрения и микроудобрения
- •9.4 Получение газов
- •9.4.1 Разделение воздуха на азот и кислород
- •9.4.2 Получение водорода и синтез аммиака
- •9.5 Утилизация отходов
- •10 Химическое производство органических веществ
- •10.1 Коксохимическое производство
- •10.2 Переработка нефти
- •10.3 Переработка природного газа
- •10.4 Производство полимерных материалов
- •10.4.1 Химическая переработка древесины с получением целлюлозы
- •10.4.2 Пластмассы
- •10.4.3 Каучук и резина
- •10.4.4 Утилизация отходов
- •11 Промышленная инфраструктура
- •11.1 Электроэнергетика
- •11.1.1 Значение электроэнергетики и виды электростанций
- •11.1.2 Паротурбинные энергетические установки электростанций
- •11.1.3 Газогенераторы тепловых энергетических установок
- •11.1.4 Гидроэлектростанции
- •11.1.5 Передача и распределение электроэнергии
- •10.1.6 Нетрадиционная энергетика
- •11.1.7 Воздействие на окружающую среду и утилизация отходов
- •11.2 Транспорт
- •11 2 1 Железнодорожный транспорт
- •11.2.2 Автомобильный транспорт
- •11.2.3 Водный транспорт
- •11.2.4 Воздушный транспорт
- •11.2.5 Промышленный и трубопроводный транспорт
- •Заключение
- •Список ЛитературЫ
- •Николаев Анатолий Лукич
- •Тираж 500 экз. Заказ
- •654041, Г. Новокузнецк, ул. Кутузова, 56, тел. 74-09-48
4 2.2 Грохочение и классификация
Разделение или сортировку материалов на классы крупности при помощи решеток или механических сит называют грохочением, а разделение в воде или в воздухе на основе разности скоростей падения зерен различной крупности – классификацией. Грохочением разделяют материалы крупностью 1–3 мм, а более мелкие – классификацией.
Материал, поступающий на грохочение, называют исходным, остающийся на сите – надрешетным продуктом, прошедший через сита – подрешетным продуктом.
Аппараты для грохочения называют грохотами, их основным рабочим органом является решето или сито. Наибольшее распространение получили грохоты с колебательным движением решета. Придание решету грохота колебательных движений повышает производительность и КПД грохота до 95–98%. Колебания решетки обеспечивает подбрасывание исходного материала и его перемещение вдоль решета с эффективным просеиванием мелочи.
Гидравлическая классификация (разделение) тонкоизмельченных материалов основана на том, что в воде более крупные частицы оседают быстрее, чем мелкие.
4.3 Обогащение
Руды, добываемые из недр земли, не удовлетворяют требованиям металлургического производства по содержанию основного металла и вредных примесей, поэтому нуждаются в обогащении.
Под обогащением понимают процесс обработки полезных ископаемых, целью которого является повышение содержания полезного компонента путем отделения рудного минерала от пустой породы. В результате обогащения получают готовый продукт – концентрат, более богатый по содержанию определенного металла, чем исходная руда, и остаточный продукт – хвосты, более бедный, чем исходная руда.
Способы обогащения основаны на использовании различий в физических и физико-химических свойствах слагающих руду минералов. При хорошей размываемости минерала водой применяют промывку; при различной плотности – гравитационное обогащение, при магнитной восприимчивости – магнитное обогащение, на использовании различных физико-химических поверхностных свойств основана флотация.
Конечный результат обогащения характеризуют степенью извлечения (, %) полезного элемента, которую определяют из соотношения =(·)/ α, где и – соответственно содержание извлекаемого элемента в исходной руде и в концентрате, %.
Промывка представляет собой процесс разрушения и диспергирования глинистых и песчаных пород, входящих в состав руды, которую применяют для руд с плотными разновидностями рудных минералов, не размываемых водой, и с рыхлой пустой породой.
Сравнительно простой и совершенный способ – это гравитационное обогащение в тяжелых средах. Руду погружают в жидкость, плотность которой больше плотности пустой породы. Тяжелые зерна рудного минерала осаждаются на дно, а частицы пустой породы всплывают. Тяжелая среда представляет собой суспензию–взвесь тонкого порошка тяжелого вещества, например, ферросилиция (для обогащения железных руд).
Магнитная сепарация – наиболее распространенный способ обогащения железных руд, основанный на различии магнитных свойств железосодержащих минералов и частиц пустой породы. Магнитное обогащение состоит в том, что дробленную руду вводят в магнитное поле, где намагничиваются зерна, которые притягиваются магнитом и движутся в одном направлении, в то время как немагнитные зерна (пустая порода) движутся в другом направлении (рисунок 4.3).
Рисунок 4.3 – Схема барабанного магнитного сепаратора
для сухого обогащения крупных руд
Флотация базируется на том, что одни минералы (в тонкоизмельченном состоянии в водной среде) не смачиваются водой, прилипают к пузырькам воздуха и поднимаются, всплывают и флотируют на поверхность подобно воздушному шару, образуя минерализованную пену. Это гидрофобные тела. Другие минералы смачиваются водой, не прилипают к воздушному пузырьку и остаются в пульпе. Это – гидрофильные тела.
Усреднение вызвано непостоянством химического состава железных руд и их гранулометрического состава. Это крайне отрицательно влияет на показатели работы доменных печей. Особенно вредное влияние оказывает наличие мелочи в шихте. Увеличение содержания мелочи в шихте (менее 3 мм) на 10% приводит к увеличению расхода кокса на 4–7% и снижению производительности печи на 6–8%.
Вопросы оптимизации гранулометрического состава шихты решаются путем дробления агломерата и отсева мелочи от окускованной шихты. Задача усреднения железорудных материалов по химическому составу решается, в основном, на складах, где хранят запас руды перед агломерацией или окомкованием, а также рудных дворах в доменных цехах. Здесь за счет формирования рудного штабеля горизонтальными слоями и забора материала из штабеля поперек слоев (сверху донизу) обеспечивается усреднение отгружаемой со склада руды.