Аман А.Ж.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Исследование процесса получения силикомарганца из марганцевых руд

Ресурсы марганцевых руд установлены в 56 странах мира и оцениваются в 21,3 млрд. тонн. Основными производителями марганцево-рудной продукции являются: Китай, Южная Африканская Республика, Австралия, Габон, Индия, Украина. Украина является лидером среди стран СНГ по марганцево-рудной продукции.

В Казахстане имеется 36 месторождений и 163 рудопроявления марганца с активными запасами более 426 млн. тонн, с учетом прогнозных запасов составляют около 600 млн. т. Из известных месторождений разрабатываются 10, крупнейшие из которых – Западный Каражал (разведанные запасы – 286,2 млн. т) и Ушкатын III (88,9 млн. т).

Марганцевые руды Казахстана, кроме месторождения Ушкатын III, являются сравнительно бедными, характеризуются низким содержанием марганца и высоким железа. Добыча и использование для выплавки ферросплавов марганцевых руд Казахстана по абсолютному значению запасов может обеспечить потребность развивающейся металлургии страны на десятилетия. Выплавка ферросплавов является важным направлением в металлургии.

Основной целью данной работы является использование бедных руд для выплавки ферросплавов, а именно силикомарганцаМарганец в сталь вводится в виде ферросплавов (силикомарганца, ферромарганца, комплексных сплавов с марганцем), а также металлического марганца. Наибольший объем производства из сплавов марганца у силикомарганца, используется, в основном, для легирования стали.

Главным достоинством марганцевого сырья Казахстана является низкое содержание фосфора в них, что обеспечивает получение низкофосфористых ферросплавов; силикомарганца с содержанием фосфора менее 0,15% и углеродистого ферромарганца менее 0,25%.

Данная статья посвящена исследованию процесса получения силикомарганца из марганцевых руд месторождения Есымжал. Месторождение Есымжал находится в Абралинском районе Семипалатинской области. Данное месторождение является бедным и малоразвитым, использование марганцевых руд бедных месторождений для выплавки ферросплавов является важным вопросом в современной металлургии. Нужно развивать добычу и применение марганцевой руды бедных месторождений, так как постоянное использование руды крупных основных месторождений Казахстана может привести к истощению природных ресурсов.

В данной статье рассматривается исследование процесса получения силикомарганца из марганцевых руд, которое проводилось на основе материалов ХМИ им. Ж. Абишева.

Силикомарганец с 10-26% Si (остальное Mn, Fe и примеси) , получаемый из марганцевой руды, марганцевого шлака и кварцита, используется при выплавке стали как раскислитель и легирующая присадка, а также для выплавки ферромарганца с пониженным содержанием углерода силикотермическим процессом.

Исследование процесса получения силикомарганца из марганцевых руд месторождения Есымжал состоит из следующих основных технологических этапов:

- определение химического, гранулометрического состава и физических свойств руды;

- подготовка марганцевой руды к выплавке силикомарганца;

- выплавка силикомарганца в лабораторных условиях;

- анализ химического состава готового ферросплава;

- сравнение с маркой СМн17 по ГОСТу 4756-91.

В данной работе в качестве основных оборудований были использованы Рентгенофлуоресцентный спектрометр СРВ-1В, аналитическая просеивающая машина AS200, лабораторная печь Таммана.

В ходе исследований установлено:

1) Химический состав марганцевой руды:

Mn – 19%, Fe – 10%, SiO2 – 53%, CaO – 1%, Al2O3 – 16%, MgO – 0,54%, S – 0,1%, P – 0,36%.

2) Реакции, протекающие в процессе плавки:

Восстановление марганца углеродом при производстве силикомарганца протекает ступенчато, аналогично тому, как это происходит при выплавке углеродистого ферромарганца. Параллельно протекает восстановление кремнезема по рассмотренной ранее сумарной реакции:

SiO2 + 2С = Si + 2СО

3) Химический состав шихтовых материалов:

Марганцевая руда – Mn – 26,99%, Fe – 3,71%, SiO2 – 27.62%, Al2O3 – 4,97%, CaO – 8,0%, MgO – 0,23 %, P – 0,205%, S – 0,2%;

Зола коксика - Fe – 6,72%, SiO2 – 25,4%, Al2O3 – 5,3%, MgO – 3,9%.

Результатом исследования служит получение силикомарганца, состав которого попадает в состав указанного в ГОСТ марки силикомарганца СМн17, что и является целью исследования.

Таким образом, марганцевые руды месторождения Есымжал, которое является бедным рудопроявлением, могут быть использованы для выплавки силикомарганца, соответсвующий ГОСТу.

Литература:

1. Справочник «Месторождения марганца Казахстана». – Алматы: Ғылым, - 2011. – 345 с.

2. Братковский Е.В. Расчет состава шихты, материального и теплового балансов доменного процесса. – М.: Металлургия , – 2009. – 39 с.

3. Абдиев К. С. Статистический ежегодник Казахстана: 2013г. / К. С. Абдиев. – Алматы: Агентство РК по статистике, 2014. – 502 с.

4. Шокаманов Ю. Казахстан в цифрах 2014г. : статистический сборник. / Под ред. Ю. Шокаманов. – Алматы: Агентство Республики Казахстан по статистике, 2015. – 226 с.

5. Государственный баланс запасов полезных ископаемых РК./ Марганцевые руды. – М., – 2010 – 110 с.