Способ переработки чернового ферроникеля
Авторы патента:
Использование: в области металлургии. Сущность изобретения: способ включает окислительную продувку в конвертерах с кислой и основной футеровкой и подачу в качестве раскислителя шлака производства ферросилиция перед выпуском расплава металла из конвертера с основной футеровкой в количестве 10 - 50% от массы основного шлака. 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к области производства ферросплавов, и может быть использовано при производстве товарного ферроникеля из рудного сырья.
При производстве ферроникеля из рудного сырья извлечение никеля составляет 90%, потери железа при этом составляют 25-30%. Основная часть никеля и железа теряется со шлаками, образующимися при рафинировании чернового ферроникеля. Известен способ рафинирования ферроникеля с последующим восстановлением шлаков путем продувки газовой восстановительной смесью при соотношении СО: СО2 3:1. Газовая смесь получается при неполном сжигании нефти, угля или природного газа. Недостатками этого способа являются: - высокие энергетические затраты на получение восстановительной смеси; - возможность образования взрывоопасных смесей; - сложность аппаратурного оформления процесса. Известен также способ рафинирования чернового ферроникеля, применяемый в промышленности на Побужском никелевом заводе. Сущность способа заключается в том, что черновой ферроникель, полученный в электропечах, заливается в конвертер с кислой футеровкой и продувается кислородом для окисления таких примесей как хром, кремний, углерод. При этом расплав разогревается за счет экзотермического тепла окисления примесей. Затем расплав переливается в конвертер с основной футеровкой и продувается кислородом с одновременной загрузкой основного флюса (известняка) для десульфурации. В результате такой плавки получают ферроникель требуемого состава по примесям (ТУ-48-04-35-72) и основной конвертерный шлак следующего состава, %: никель 0,1-0,3; кобальт 0,02-0,08; железо 30-50; оксид кальция 20-30; диоксид кремния 4,8-8,0. Недостатком этого способа являются высокие потери никеля и железа. При переработке руды с содержанием железа 19-20% в основных шлаках содержание железа составляет 30-50%. Извлечение железа из чернового ферроникеля составляет 75%, никеля - на уровне 95-96%. Наиболее близким по технической сути является способ переработки чернового ферроникеля, заключающийся в окислительной продувке последовательно в конвертерах с кислой и основной футеровкой, вводе раскислителей в конвертер с основной футеровкой, сливе металла и шлака. Недостатком этого способа является низкая степень извлечения металлов из чернового ферроникеля. Целью изобретения является повышение извлечения никеля и железа. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем окислительную продувку в конвертерах с кислой и основной футеровкой и слив металла и шлака, в жидкую ванну основного конвертера перед выпуском расплава металла подают шлак производства ферросилиция в количестве 10-50% от массы основного шлака. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Шлак производства ферросилиция, загружаемый в конвертер, содержит элементарный кремний, карбид кремния и включения ферросилиция. Указанные соединения имеют большую степень сродства к кислороду, чем железо и никель, и взаимодействуют с оксидами металлов шлака по следующим реакциям: 2Fe2O3 + 3Si = 4Fe + 3SiO2 + Q (1) 2Fe2O3 + 3FeSi = 7Fe + 3SiO2 + Q (2) Fe2O3 + SiC = 2Fe + SiO2 + COFe2O3+SiC=2Fe+SiO2+CO+Q+ Q (3) 2Ni2O3 + 3Si = 4Ni + 3SiO2 + Q (4) 2Ni2O3 + 3FeSi = 4Ni + 3Fe + 3SiO2 + Q (5) Ni2O3 + SiC = 2Ni + SiO2 + CONi2O3+SiC=2Ni+SiO2+CO+Q+ Q (6)CaO + SiO2 = CaSiO3 (7)
Все реакции взаимодействия оксидов железа и никеля с кремнием и его соединениями, входящими в состав шлака производства ферросилиция, являются экзотермическими, что исключает необходимость использования дополнительного тепла, кроме того, газовая фаза, образующаяся в соответствии с уравнениями (3) и (6), барботирует расплав, улучшая условия коалисценции капель восстановленного металла. Добавка шлака производства ферросилиция менее 10% от массы основного шлака не обеспечивает достаточной степени восстановления железа и никеля, а загрузка его более 50% нецелесообразна в связи с тем, что при незначительном приросте извлечения железа модуль основности шлака резко снижается, что может привести к преждевременному износу футеровки конвертера. Существенными отличительными признаками являются:
- дополнительная операция восстановления основного шлака в процессе рафинирования чернового ферроникеля с использованием шлака производства ферросилиция;
- пределы расхода используемого шлака производства ферросилиция. П р и м е р. В промышленном 50-тонном конвертере рафинировали черновой ферроникель. После доводки ферроникеля до товарного состояния по ТУ 48-04-72-75 отбирали пробу основного шлака и загружали шлак производства ферросилиция. После выдержки расплава в конвертере в течение 20 мин снова отбирали пробу и сливали конечный шлак. Расход шлака производства ферросилиция варьировали в интервале 5, 10, 25, 50 и 55 от массы основного шлака. По снижению содержания железа и никеля в шлаке определяли эффективность восстановления шлака, выход металла, а по содержанию оксидов кальция, кремния и магния - модуль основности шлака. Результаты промышленных испытаний представлены в таблице. Как видно из таблицы, расход шлака производства ферросилиция менее 10% (опыт 1) не обеспечивает достаточно глубокого извлечения никеля и железа в металлический сплав, поэтому не решает поставленной задачи. Опыт 5 обеспечивает практически полное извлечение никеля и 88,5% железа, однако снижение модуля основности ниже 1,0 может привести к ускоренному износу основной футеровки конвертера, следовательно, расход шлака производства ферросилиция в 55% от массы основного шлака также неприемлем. Таким образом, оптимальный расход шлака производства ферросилиция находится в интервале 10-50% от массы основного шлака. По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение имеет следующие преимущества:
- обеспечивает практически полное извлечение никеля;
- позволяет достаточно полно извлекать железо в ферроникель.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Способ подготовки металлолома // 2016082
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам подготовки металлолома к сталеплавлению
Способ выплавки стали в конвертере // 2016081
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в кислородных конвертерах, имеющих магнезитовую или доломитовую футеровку
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам подготовки легковесных лома и металлсодержащих отходов к переработке в сталеплавильных агрегатах, и может быть использовано на металлургических предприятиях
Способ выплавки стали // 2015173
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конвертерным способам выплавки стали
Способ получения стали // 2010864
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способам получения стали в конвертере, снабженном соплами, расположенными ниже уровня металла, и имеющем устройства продувки в виде охлаждаемого водой кислородного копья и/или сопел для продувки сверху
Устройство для нагрева металлолома // 1837076
Способ выплавки стали в конвертере // 2100447
Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке стали в конвертере с комбинированной продувкой
Способ получения низкоуглеродистых сталей // 2103379
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам получения низкоуглеродистых сталей
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства природно-легированной ванадием стали при переделе ванадиевого чугуна в кислородных конвертерах монопроцессом с расходом металлолома до 30%
Способ обработки ванадиевого шлака // 2105073
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке ванадиевых шлаков, в частности для снижения окисленности шлака и обогащения его по содержанию ванадия
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу переработки ванадийсодержащих и железорудных материалов с получением стали и извлечением ванадия в шлак, годный для дальнейшего использования
Способ выплавки стали в конвертере // 2107736
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к выплавке стали в конвертере, и предназначено для повышения производительности конвертера и обеспечения возможности переработки чугунов с малым содержанием марганца
Способ выплавки стали в конвертере // 2107737
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к кислородно-конвертерному производству стали
Способ выплавки стали в конвертере // 2109071
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к выплавке стали в конвертере