Способ переработки никелевых штейнов

 

Использование: цветная металлургия, получение никеля. Сущность: никелевый штейн конвертируют до шпурштейна с отношением в нем железа к никелю (0,5-6,5):1, охлаждают, измельчают, подвергают окислительному обжигу и восстановительной плавке огарка. 3 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии переработки никелевых штейнов.

Известен способ переработки медно-никелевых штейнов, включающий конвертирование штейна, разделительную флотацию файнштейна, двухстадийный окислительный обжиг никелевого концентрата, восстановительную плавку огарка, электролиз никелевых анодов, отличающийся тем, что конвертирование штейна ведут до соотношения железа к никелю 0,05-0,15:1. При этом содержание железа в полученном файнштейне составляет 2-4%, извлечение железа из штейна в файнштейн составляет 1%, никеля - равно 92-94% [1].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ переработки никелевого штейна, включающий его конвертирование, охлаждение, измельчение, окислительный обжиг и восстановительную плавку огарка [2]. Конвертирование штейна ведут до соотношения железа к никелю 0,002-0,005:1. При этом содержание железа в файнштейне не превышает 0,3%, извлечение железа в файнштейне менее 0,1%, никеля - на уровне 91-92%.

Недостатками известного способа является низкое извлечение никеля в файнштейн и перевод всего железа штейна в отвальный шлак.

Целью изобретения является повышение извлечения никеля и перевода части железа в товарную продукцию.

Цель достигается тем, что в известном способе переработки никелевого штейна, включающем его конвертирование, охлаждение, измельчение, окислительный обжиг и восстановительную плавку огарка, по предлагаемому способу конвертирование ведут до шпурштейна с соотношением железа к никелю (0,5-6,5):1.

Сущность изобретения заключается в том, что процесс конвертирования прерывают, оставляя в шпурштейне часть железа исходного штейна, что приводит к снижению выхода конвертерного шлака и, соответственно, уменьшению перехода никеля, железа и шлака, оставшиеся при этом в шпурштейне никель и железо переходят в ферроникель, повышая извлечение никеля и переводя часть железа в товарный продукт.

Способ осуществляют следующим образом.

В конвертер заливают никелевый штейн и ведут продувку расплава окислительным газом, загружая флюсы и холодные присадки. По мере образования конверторного шлака его сливают. Ход изменения соотношения железа к никелю в шпурштейне контролируют известными методами по внешнему виду или экспресс-анализу пробы. По достижению заявленного соотношения Fe:Ni шпурштейн сливают из конвертера, охлаждают, измельчают и подвергают окислительному обжигу для удаления серы, огарок восстанавливают плавкой в электропечи с восстановлением с получением ферроникеля.

П р и м е р 1. По предложенному способу никелевый штейн с 14% никеля заливают в конвертер, продувают до достижения в расплаве 45% никеля. Распределение металлов и серы при конвертировании приведено в табл.1.

В табл.1 приведено также распределение металлов и серы по способу-прототипу, при котором никелевый штейн продувают в конвертере до файнштейна с остаточным содержанием 0,2% Fe (соотношение Fe:Ni = =0,003 :1).

Полученный конечный штейн по предложенному способу с 45% никеля и 29% железа (с соотношением Fe:Ni=0,64:1) и файнштейн, полученный по способу-прототипу, с 77,2% никеля, 0,22% Fe (с соотношением Fe:Ni=0,003:1), перерабатывают одинаково по известной технологии на аналогичных металлургических агрегатах: охлаждают, измельчают, подвергают двухступенчатому окислительному обжигу, закись восстанавливают в электропечи. При этом по предложенному способу получают ферроникель, по известному - металлический никель.

Из табл. 1 видны преимущества предложенного способа: прямое извлечение никеля в ферроникеле равно 95%, дополнительно извлечено 14,5% железа, по способу-прототипу прямое извлечение никеля в файнштейн 87,2%, железо не извлекается.

Для определения пределов целесообразного ведения процесса было изучено изменение содержания компонентов по ходу продувки штейна на промышленном конвертере.

При продувке до 45% никеля в шпурштейне (отношение Fe:Ni=0,67:1) усредненный конвертерный шлак содержал 0,76% никеля, при дальнейшей продувке содержание никеля в конвертерном шлаке резко возрастает, достигая 7% над шпурштейном с 75% никеля (отношение Fe:Ni=0,024:1); усредненный шлак от начала конвертирования до получения файнштейна содержал 1,6% никеля (табл.2).

Резкое повышение содержания никеля в шлаке при продувке шпурштейна свыше 50% никеля и ниже 25% железа, показанное в табл.2, объясняет причину существенного снижения извлечения никеля по способу-прототипу, показанному в табл.1.

Таким образом приведенный пример обосновывает нижний предел рационального соотношения Fe:Ni=0,5:1 (50% никеля, 25% железа).

П р и м е р 2. Никелевый штейн с 10% никеля заливают в конвертер, продувают до достижения в расплаве 20% никеля, сливают, охлаждают и перерабатывают, как указано выше.

Распределение металлов и серы при конвертировании штейна по предложенному и, для сравнения, по известному способу приведено в табл.3.

По предложенному способу получили штейн с соотношением Fe:Ni=3,2:1, в него извлекли 97,0% никеля, 49,3% железа. При переработке этого штейна по полной технологической схеме будет получен ферроникель с тем же соотношением Fe:Ni и примерным содержанием 20-25% никеля.

По способу-прототипу в файнштейн извлекли 82% никеля и не использовали железо штейна.

Из примера 2 видно, что верхний предел соотношения Fe:Ni в шпурштейне технологически не ограничен и может определяться спросом на бедный ферроникель. Однако получение ферроникеля с соотношением Fe:Ni более 6,5:1 (10% Fe, 65% Ni) ограничено резким возрастанием расхода сульфидизатора и других затрат при шахтной плавке руды на штейн с содержанием менее 10% никеля.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НИКЕЛЕВЫХ ШТЕЙНОВ, включающий его конвертирование, охлаждение, измельчение, окислительный обжиг и восстановительную плавку огарка, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения никеля и перевода части железа в товарную продукцию, конвертирование ведут до шпурштейна с отношением в нем железа к никелю (0,5 - 6,5):1.