3.5. Элементопоток галлия в металлургическом цикле интегрированного предприятия (на примере оао «нтмк»).
О повышенном содержании галлия в железных рудах известно давно /282/, в СССР в 60-80-е годы XX века проводили специальные геолого-оценочные работы по установлению содержания галлия в железных рудах. Повышенная концентрация галлия характерна для титаномагнетитовых руд Качканарского ГОК, который является главным источником железорудного сырья для ОАО «НТМК» и ОАО «Чусовской металлургический завод». Исследования титаномагнетитовых руд Качканарского месторождения проводились в 1990-х годах специалистами ГИРЕДМЕТ /283/.
В работе /283/ отмечается, что анализы руд, концентратов и других металлургических материалов на содержание галлия выполнены по специально разработанной методике количественного спектрального анализа с предварительной селективной возгонкой из камерных электродов. «Метод отличается очень высокой чувствительностью и точностью — нижний предел определения галлия 0,0001 % (1 г/т или 1 ррm). Точность определения для содержаний 0,0001-0,001 % —10 % (отн.), для содержаний от 0,001 % и выше — 7 % (отн.)». Результаты анализов приведены в Приложении «Содержание галлия в металлургических материалах Качканарского ГОК и ОАО «НТМК» по данным ГИРЕДМЕТ».
Наиболее высокое содержание галлия (45…52 г/т) характерно для титаномагнетитовых сырьевых материалов Качканарского ГОКа. В чугуне содержание галлия повышается почти в 1,5 раза и достигает 65…80 г/г. «Высокогаллиеносными» продуктами передела железорудного сырья в условиях ОАО «НТМК» являются пыли сталеплавильного производства и возгоны вакуумной обработки чугуна и стали, содержащие до 200 г/т галлия. Теоретические исследования по термодинамике и кинетике процесса возгонки галлия, выполненные в ГИРЕДМЕТ, свидетельствуют о том, что при вакуумной обработке чугуна галлий переходит в газовую фазу в виде GaS.
Для количественной оценки движения галлия в качестве микропримесного элемента была построена схема его элементопотока в металлургическом цикле ОАО «НТМК» (рисунок 19, таблиц 43).
Рисунок 19. Схема элементопотока галлия при производстве ванадиевого чугуна в ОАО «НТМК», г/т чугуна
Таблица 43. Содержание галлия в металлургических материалах, г/т
Материал |
По данным ГНЦ «Гиредмет» |
По данным МИСиС |
||
материала |
чугуна |
материала |
чугуна |
|
Железная руда |
17,2 |
105,5 |
23,9 |
146,5 |
Пыль (ж.р.) |
17,6 |
0,9 |
23,5 |
1,2 |
Концентрат |
81,7 |
85,0 |
121,1 |
126,0 |
Пыль (концентрат) |
3,8 |
19,1 |
3,8 |
19,3 |
Хвосты |
80,8 |
2,1 |
119,2 |
3,1 |
Агломерат |
51,1 |
35,8 |
78,3 |
54,8 |
Окатыши |
45,7 |
47,1 |
66,1 |
68,1 |
Кокс |
5,8 |
2,6 |
5,8 |
2,6 |
Пыль колошниковая |
100,0 |
2,2 |
200,0 |
4,4 |
Шлак |
1,1 |
0,4 |
1,1 |
0,4 |
Пыль н.у(ДП). |
102,4 |
5,6 |
199,3 |
10,9 |
Чугун |
- |
77,3 |
- |
112,0 |
Ванадийсодержащие титаномагнетиты Качканарского месторождения, являющегося железорудной базой комбината, содержат 45…52 г галлия /т руды. С ними в производственный цикл предприятия поступает 105,5…146,5 г галлия / т чугуна. В чугун переходит 77,3…112,0 г галлия. Таким образом, сквозной коэффициент извлечения галлия составляет порядка 75 %.
Большая часть потерь галлия (около 15 % от его прихода с рудой) происходит в процессе обогащения руды. Прочие потери (с пылью и доменным шлаком) незначительны. Баланс галлия для условий НТМК представлен в таблице 44.
Таблица 44. Баланс галлия, г/т чугуна
Поступает в производство |
Получается в процессе производства |
||||
|
По данным «Гиредмет» |
По данным МИСиС |
|
По данным «Гиредмет» |
По данным МИСиС |
Железная руда |
105,5 |
146,5 |
Пыль |
25,7 |
31,4 |
Кокс |
2,6 |
2,6 |
Хвосты |
2,1 |
3,1 |
|
|
|
Шлак |
1,1 |
1,1 |
|
|
|
Чугун |
77,3 |
112,0 |
Итого |
108,1 |
149,1 |
Итого |
108,1 |
149,1 |
С колошниковой пылью циркулирует: 2,2 г/т чуг. (ГИРЕДМЕТ), 4,4 г/т чуг. (МИСиС