Тотыққан мыс кендерін шаймалаудың кек қоспасынан ферроқорытпаларды компьютерлік термодинамикалық модельдеу және эксперименттік өндіру

Аннотация

Мақалада Алмалы, Аяк-Қожан, Ақтоғай, Қоңыррад, Шатыркөл кен орындарының тотыққан мыс кендерін күкірт қышқылды сілтілеу кектерінің қоспасынан ферроқорытпаларды алу бойынша компьютерлік термодинамикалық модельдеу және эксперименттердің нәтижелері келтірілген (%): 65.2SiO₂; 14.2Al₂O₃; 7.4Fe₂O₃; 2.4K₂O; 2.7Na₂O; 6.6CаO; 2.8MgO; 0.2CuO. Модельдеу Гиббстің минималды энергетикалық принципіне негізделген НSC-6.0 бағдарламалық кешенінен, сондай-ақ екінші ретті айналмалы жоспарды (бокс-Хантер жоспары) қолдана отырып зерттеуді жоспарлау әдісін қолдана отырып жүргізілді. Температура мен көміртегі мөлшерінің кремнийдің, алюминийдің тепе-теңдік дәрежесіне және осы металдардың қорытпадағы концентрациясына әсері анықталды. Кекстер қоспасын балқыту бойынша тәжірибелер Тамма пешінде изотермиялық режимде жүргізілді. Алынған нәтижелерге сүйене отырып, мыс кендерін көміртегімен және темірмен үймелі шаймалау кектерінің қоспасының тепе-теңдік әрекеттесуі FeSi, FeSi₂, FeSi_2.33, Fe₅Si₃, FeSi_2.43, Fe₃Si, Si, SiO₂, Al, SiC, CaSiO₃, Al₂SiO₅, MgSiO₃, K₂SiO₃, Na₂SiO₃, Cu, CO түзілуімен жүзеге асырылады. Темірдің шаймалау кек қоспасының массасынан 30-дан 50%-ға дейін және температураның 1600-ден 2000ºС-қа дейін ұлғаюы кремний қорытпасына экстракция дәрежесін 83.2%-ға дейін арттырады және ондағы кремний концентрациясын 40-41.41%-дан (1800ºС кезінде) 30-31%-ға дейін, алюминийді 2100ºС кезінде 8.3%-дан 5.5%-ға дейін төмендетеді. FeSi₄₅ маркалы ферросиллиций оған 74-81.9% Sі алынып, 1780-1910ºС, 30% темір және 34% көміртек, ал FeSi₂₅ маркасы оған 70-76% Si алынып, 1660-1730ºС температуралық аймақта 43.5-50% темірдің қатысуымен түзіледі. Жоғары (≥80%) кремнийге жету үшін қорытпа кем дегенде 1800ºС температураны және процестің 80 минуттық ұзақтығын қажет етеді.