Шихта для производтсва ферроникеля
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве ферроникеля методом электроплавки окисленных никелевых руд. Целью изобретения является увеличение извлечения в сплав никеля и кобальта, уменьшение его загрязненное™ вредными примесями - серой и фосфором, снижение удельных затрат основных материалов. Шихта для производства ферроникеля содержит , мас.%: известняк 25-30; антрацитовый штыб 3-12, комплексный карбидоугольный материал 0,1-10 и никельсодержащее сырье остальное Применение шихты позволит повысить извлечение в сплав никеля и кобальта в среднем на 1,28%, уменьшить в сплаве содержание серы и фосфора з среднем на 10-15% и снизить на 15% удельный расход никельсодержащего сырья и известняка. 1 табл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ,РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЬ!Й КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ж С: (21) 4771166/02 (22) 19,12.89 (46) 07,12.91. Бюл, М 45 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) М.И.Гасик, А,Г.Гриншпунт, B.Â.Êàøкуль, А.Е.Бурочкин, С.Г.Митцев, Д.А.Соколов, П.Е,Власов и О.В.Дегтяренко (53) 669.168,3 (088,8) (56) Грань Н.И., Онищин Б,П., Мойзель Е.И. Электроплавка окисленных никелевых руд.— M.: МГеталлургия, 1971, с. 55. Диомидовский Д.А. и др, Металлургия ферроникеля. — M,:Ìåòàëëóðãèÿ, 1983, с. 17-19. (54) ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФЕРРОНИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для производства ферроникеля методом электроплавки окисленных никелевых руд, К восстановителям для производства ферроникеля предъявляют следующие основные требования: высокое удельное электросопротивление, достаточно высокие прочность и термостойкость, чтобы не образовывалось много мелочи при нагреве топлива в верхних горизонтах печи, неспекаемость в условиях электроплавки, достаточная чистота по содержанию вредных примесей серы и фосфора. Показатель удельного электросоп ротивления восстановителя при электроплавке имеет огромное значение, так как от него зависит общее электросопротивление ван„„&U: 1696564 А1 производстве ферроникеля методом электроплавки окисленных никелевых руд. Целью изобретения является увеличение извлечения в сплав никеля и кобальта, уменьшение его загрязненности вредными примесями — серой и фосфором, снижение удельных затрат основных материалов. Шихта для производства ферроникеля содержит, мас.%: известняк 25-30; антрацитовый штыб 3 — 12; комплексный карбидоугольный материал 0,1 — 0 и никельсодержащее сырье остальное. Применение шихты позволит повысить извлечение в сплав никеля и кобальта в среднем на 1,280(, уменьшить в сплаве содержание серы и фосфора s среднем на 10-15 g, и снизить на 15 удельный расход никельсодержащего сырья и известняка. 1 табл. ны печи, а также распределение в ней выделяемой мощности. Химический состав восстановителя определяет его физико-химические свойства и технико-зкономические показатели восстановительного процесса, Вследствие этого при выборе восстановителя для этого или ионного процесса руководствуются как их химическим составом, так и металлургическими свойствами., Известна шихта для электроплавки окисленных никелевых руд на ферроникель, состоящая из никелевой руды, коксика, известняка или мрамора. К недостаткам этой шихты можно отнести низкое извлечение никеля и кобальта, сильную загрязненность примесями. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является шихта для 169656- электроплавки окисленных никелевых руд на ферроникель, применяемая на Побужском никелевом заводе следующего состава, мас,,4: Известняк 25-30 Антрацитовый штыб 3-12 Никелевая руда Остальное Недостатками данного состава ших,ы являются низкое извлечение никеля и кобальта, загрязненность серой и фосфором, большой удельный расход электроэнергии, Целью изобретения является увеличение извлечения никеля и «Обальта, уменьшение загрязненности вредными примесями — серой и фосфором, снижение удельных затрат основных материалов, Поставленная цель достигается тем, ч о шихта для электроплавки окисленных никелевых руд на ферроникель, включающая никельсодержащее сырье, известняк и антрацитовый штыб, дополнительно содержит комплексный карбидоугольный материал при следующем соотношении компонентов, мас. J,: Известняк 25-30 Антрацитовый штыб 3 — 12 Комплексный карбидоугольный материал 0,1-10 Никельсодержа щее сырье Остал LÄ I-I oe При этом комплексный карбидоугольный материал имеет следующий химический состав, мас.,ь: карбид кремния ---30, Оксид кремния 5-20, оксид железа 1 — 5, оксид ал:оминия 0,5 — 5, металлический кремний 1 — 10, углерод остальное. Другое отличие состоит в том, что в ка честве комплексного карбидоу -ольного материала применяют кусковые или окускованные известными методами отходы электродных заводов, которые получа отся в результате взаимодействия при 18002800 С высокозольного углеродного материала и кварцевого песка (засыпки) при графитации электродной продукции, В комплексном карбидоугольном материале углерод распределен в элементарных объемах равномерно и окружает пленкой каждую карбидную, оксидную и оксик lpбидную частицу, Это обеспечивает при е-о использовании в составе предлагаемой шихгы для производства ферроникеля значительное увеличение с,îðîñòè восстановительных реакций, повышает активное сопротивление ванны печи и улучшает g,I;yгие технико-экономические показатели, Антрацитовый штыб содержит в своем составе до 2% серы, это является существенным недостатком. так как происходAT загрязнение вред; ой примесью. Извес I-о, 1 ) I О 30 я< 4Г 5что основное количество серы (70 — 80%) вводится в процесс антрацитовым штыбом. Процесс. получения комплексного карбидоугольного материала происходит при 1800-2800".:, что обусловливает весьма низкое содержание в нем серы и фосфора. Это играет положительную роль в процессе получения фсрроникеля, уменьшает загрязненность вредными примесями. Выбор OMI1JleKGHOI о карбидоугольного материала в качестве восстановителя в предлагаемом составе шихты для производства ферроникеля обьясняется тем, что присущая этому материалу природа строения и существующие химические связи обеспечивают более высокое электросопротивление, хорошие термодинамические и кинетические условия физико-химических взаимодействий между составными компонентами в процессе злектроплавки, низкое содержание серы и фосфора. Использование комплексного материала в качестве комплексного восстановителя обеспечивает повышение технико-экономических показателей процесса электроплавки. Все компоненты, входящие в его состав, являются полезными при плавке на ферроникель, поэтому введение комплексного карбидоугольного материала в состав шихты для электроплавки окисленных никелевых руд повышает э ектрссопротивление ваннь. печи и улучшает термсдинамические и K!AHBTIpiческие условия восстановления никеля и кобальта. Кремний и углерод, карбида кремния принимаю1 участие в восстановлении окислов металлов. Фосфор обладает высоким химическим сродством к карбиду кремния. Выход фосфора в газовую фазу при =î.ññòàíîâëåíèè его карбидом кремния намного больше, чем при восстановлении антрацитовым LIITbl" бом. Наряду с увеличением интенсивности о восстановления при использовании SIC уменьшается выход СО из зоны реакции что позволяет повысить сОдержание фосфора в отходящих газах и снизить его содержание в металле. Выбор граничных зна ений предлагаемых компонентов оаусловлен следующим, Г1ри использовании предлагаемого состава шихты улучшаются технико-экономические и термодинамические условия восстановления окислов увеличивается степень восстановления окислов металлов, растет выход сплава и уменьшается выход ш ака, Температура плавления сплава понижается. В шлаке убывает содержание цветных мегаллов и железа, возрастает содержание крем1646564 незема и окислов других трудновосстанг вимых элементов — магния, алюминия,:<альция. Температура плавления и вязкость шлака увеличлваются, а электропроводность падает. Извлечение никеля, кобальта и железа в сплав по мере увеличения рас ода восстановителя растет. Состав продуктов плавки и извлечение металлов в сплав зависит не только от расхода восстановителя, но и от содержания в нем углерода. Антрацитовый штыб содержит в своем составе на сухую массу до 75% углерода и 4,6 — 6,5% летучих, что является весьма нежелательным, а комплексный карбидоугольный материал содержит в своем составе 65-85% углерода, а также карбид кремния 5 — 30%, Приведенные данные свидетельствуют о преимуществах комплексного карбидоугольного материала по сравнению с антрацитовым штыбом. Увеличение содержания известняка более 35% повышает содержание окиси кальция в шлаках, что приводит к снижению температуры металла и шлака на выпуске, Соответственно уменьшается и температура расплава в самой электропечи, поэтому при производстве ферроникеля количество известняка в предлагаемом составе шихты нецелесообразно увеличивать выше 35% В качестве углеродного восстановителя в предлагаемом составе шихты используется антрацитовый штыб. Антрацитовь.й штыб в количества 3-12% используют для полного восстановления окислов, При содерх<ании антрацитового штыба менее 3% окислы восстанавливаются не полностью, а при увеличении его содержания более 12% резко ухудшаю "ся технико-экономическле показателии. Содержание комплексного карбидоугольного материала в предлагаемом составе шихты для производства ферроникеля должно находиться в пределах 0,1 — 10%. Нижний предел содержания комплексного карбидоугольного материала в предлагаемом составе шихты обусловлен тем, что введение его в количестве, меньшем 0,1,, недостаточно для более полного процесса восстановления окислов, а также создания ванны с высоким удельным электросопротивлением. Введение комплексного карбидоугольного материала в количестве, большем 10%, приводит к тому, что не все компоненты комплексного карбидоугольного материала полностью участвуют в процессе восстановления окислов, Оставшаяся часть компонентов переходит в шлак, что приводит к говышенному шлакообраэованию, В идентичных лабораторных условиях на печи мощностью 160 <ВА проведен сопо5 ставительный анализ по выплавке ферроникеля на шихте предлагаемого состава и известного, Опробовано 10 составов шихты, отличающихся друг от друга содержанием компонентов. 10 Составы шихт и результаты лабораторных испытаний приведены в таблице, Как свидетельствуют результаты испы,таний, при использовании 2-го, 3-го и 4-го составов шихт наблюдается наилучшее иэ15 влечение Ni и Со в ферроникель и заметное уменьшение содержания вредных примесей серы и фосфора, При испытаниях 1-го состава шихты (известного) и запредельных значений предлагаемой шихты (соста20 вы 5 — 10) наблюдается некоторое расстройство технологического процесса электроплавки ферроникеля, Технико-экономические показатели процесса не улучшаются, а в некоторых случаях даже 25 ухудшаются. Установлено, что извлечение никеля и кобальта при использовании предлагаемого состава шихты для производства ферроникеля в среднем на 1,28% выше по сравне30 нию с приMåíåнием шихты известного состава. Таким образом, использование комплексного карбидоугольного материала в качестве восстановителя в предлагаемом ; 5 составе шихты дгя производства ферроникеля позволяет увеличить извлечение никеля и кобальта в ферроникель и уменьшить содержание вредных примесей серы и фос-. фора. 40 о Формула изобретения йихта для производства ферроникеля, содержащая никельсодержащее сырье, известняк и антрацитовый штыб, о т л и ч à ю45 щ а я с я тем, что, с целью повышения извлечения в сплав никеля и кобальта, уменьшения загрязненности его вредными примесями — серой и фосфором, снижения удельных затрат основных материалов, она 50 дополнительно содержит комплексный карбидоугольный материал при следующем соотношении компонентов, мас.%: Известняк 25-30 Антрацитовый штыб 3 — 12 55 Комплексный карбидоугольный материал 0,1 — 10 Никельсодержащее сырье Остальное 1696564 в, мас., и значения Компоненты и показатели Содержание компоненто Окисленная никелевая руда 62 62,9 57 25 25 30 12 3 12 7 Комплексный карбидо. угольный материал 0,1 0,1,Извлечение в ферроницель 93,5 95,.3 94,1 95,4 94,2 94,8 92,6 94,5 92,9 92 „7 93,0 93,9 Содержание в ферроникеле 0,35 0,15 0,33 0,15 0,33 0,21 0,15 0,07 0,1 4 0,07 0,14 0,10 Продолжение таблицы Компоненты и показатели показателей шихт cocTBBd .) Р Окисленная никелевая 56 руда 12 3 Комплексный карбидо-; угольный материал 10 0,05 12 l0 Извлечение в ферроницель 93,5 93,2 94,о 93,9 93,5 93,3 92,6 92,3 93,1 93,0 92,6 92,4 Содержание в ферроникеле 0,35 0 3l 0 25 033 0 25 032 0,15 0„12 0,10 0,14 0,15 0,14 Соста в и тель Т. Морозова Техред M,Mîpãåíòàë Корректор Н.Король Редактор И,Горная Заказ 4281 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,?I<-35. Раушская наб.. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", r. ужгород. ул.Гагарина, 101 Известняк Антрацитовый штыб Известняк Антрацитовый штыб 9,95 8 ь 57 28 е 14 57;9 60 30 23
