Способ переработки окисленных никелевых руд

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству никелевых сплавов в шахтных печах. С целью уменьшения энергетических затрат при переработке окисленной никелевой руды для производства железоникелевого сплава для прямого легирования стали способ переработки окисленных никелевых руд включает производство агломерата, его загрузку в доменную печь в смеси с коксом, подачу воздушного дутья и выпуск продуктов плавки, агломерат производят с основностью (СаО + MgO)/SiO₂ = 0,6-1,2 и соотношением Fe/Ni = 60 - 120, воздушное дутье подают в количестве 1,5 - 2,5 объема печи в 1 мин и давление в печи поддерживают в пределах 1,0 - 2,5 ати, снижаются энергетические затраты. 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству никелевых сплавов в шахтных печах.

Известен способ получения ферроникеля [1] , включающий загрузку в электропечь окисленной никелевой руды, подачу углеродсодержащего восстановителя, плавку руды с получением бедного ферроникеля с содержанием никеля менее 8%. Окисленную никелевую руду загружают также во вторую электропечь, в которую подают полученный в первой электропечи бедный ферроникель и осуществляют плавку руды с образованием обогащенного ферроникеля более 15%, при этом соотношение содержания металлического железа в бедном ферроникеле и содержание трехвалентного железа в окисленной руде, загружаемой во вторую электропечь, составляет 1: (1,5 - 2,5). Для получения бедного ферроникеля используют магнезиальную или смешанную руду, а для получения обогащенного ферроникеля - железистую.

Недостатком способа является высокое содержание серы в сплаве, при котором невозможно его использовать для прямого легирования стали.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки окисленных никельсодержащих материалов [2], включающий ввод в шихту агломерации топлива и шлаков металлургического производства в качестве флюса, смешивание компонентов шихты, спекание с получением агломерата и его последующею плавку. В качестве флюса в шихту агломерации вводят шлаки отвальные или оборотные конвертерные шлаки никелевого производства крупностью 30 мм, с содержанием Ni=0,11 - 2,0%, Co=0,06 - 0,35%, отношением FeO/SiO₂= 1,8 - 2,4 в количестве, обеспечивающем отношение FeO/SiO₂ в готовом агломерате 0,5 - 0,8.

Недостатком способа являются высокие энергетические затраты при производстве железоникелевого сплава для прямого легирования стали.

Задачей изобретения является уменьшение энергетических затрат при окисленной никелевой руды для производства железоникелевого сплава для прямого легирования стали.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем производство агломерата, его загрузку в доменную печь в смеси с коксом, подачу воздушного дутья и выпуск продуктов плавки, согласно изобретению агломерат производят с основностью (CaO+MgO)/SiO₂=0,6 - 1,2 и соотношением Fe/Ni=60 - 120, воздушное дутье подают в количестве 1,5 - 2,5 ати.

Основность агломерата (CaO+MgO)/SiO₂= 0,6 - 1,2 обусловлена энергетическими затратами и качеством получаемого сплава. При основности агломерата (CaO+MgO)/SiO₂ менее 0,6 содержание серы в сплаве превышает требования сталеплавильного производства к шихтовым материалам. При основности агломерата (CaO+MgO)/SiO₂ более 1,2 энергетические затраты на производство сплава, в частности расход кокса, резко возрастают.

Соотношение Fe/Ni=60 - 120 обусловлено задачей получения сплава, пригодного для прямого легирования стали и энергетическими затратами на его производство. При соотношении Fe/Ni менее 60 увеличиваются энергетические затраты, в частности расход кокса. При соотношении Fe/Ni более 120 сплав не удовлетворяет требованиям сталеплавильного производства по содержанию никеля.

Подача воздушного дутья в количестве 1,5 - 2,5 объема печи в минуту обеспечивает снижение энергетических затрат. При количестве дутья менее 1,5 объемов в минуту увеличивается расход кокса. При количестве дутья более 2,5 объемов в минуту нарушается сход шихты, что приводит к увеличению расхода кокса.

Поддержание давления в печи в пределах 1,0 - 2,5 ати обусловлено снижением энергетических затрат и качеством сплава. При давлении в печи менее 1,0 ати увеличивается содержание кремния в сплаве. При давлении в печи более 2,5 ати увеличивается содержание кремния в сплаве. При давлении в печи более 2,5 ати увеличивается расход кокса.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что способ переработки окисленных никелевых руд отличается от известного тем, что агломерат производят с основностью (CaO+MgO)/SiO₂=0,6 - 1,2 т соотношением Fe/Ni= 60 - 120, воздушное дутье подают в количестве 1,5 - 2,5 объема печи, давление в печи поддерживают в пределах 1,0 - 2,5 ати. Таким образом, заявляемая шихта соответствует критерию "новизна".

Анализ известных в технической и патентной литературе способов переработки окисленных никелевых руд не выявил применение заявленных признаков с целью уменьшения энергетических затрат при переработке окисленной никелевой руды для производства железоникелевого сплава для прямого легирования стали, что свидетельствует о неочевидности заявляемого изобретения.

Пример конкретного выполнения. Окисленную никелевую руду, содержащую, % Fe_общ= 6 - 14, Ni=0,8 - 1,6, Cr₂O₃=0,3 - 0,95, CaO=1,34 - 3,92, MgO=14,7 - 17,9, SiO₂=41,5 - 46,3, Al₂O₃=2,8 - 3,7 смешивали с известняком и коксиком в заданном соотношении, загружали на агломашину и спекали с прососом воздуха. Дозированием компонентом шихты обеспечивали основность агломерата (CaO+MgO)/SiO₂= 0,5 - 1,3. Соотношение Fe/Ni в агломерате поддерживали в пределах 50 - 130 путем дозирования в аглошихту железосодержащей добавки. Агломерат и кокс загружали в доменную печь, куда также подавали под давлением нагретое дутье. В процессе проведения испытаний фиксировали параметры работы печи и расход кокса. Металл и шлак выпускали из печи, металл анализировали на содержание Ni, S, Si и использовали для производства стали методом прямого легирования. Результаты приведены в таблице.

Анализ приведенных результатов показывает, что использование заявляемого изобретения способствует получению сплава, пригодного для прямого легирования, при этом энергетические затраты (расход кокса) снижаются на 31,2 - 38,2%.

Источники информации: 1. Патент России N 2088687.

2. Патент России N 2092587, Заявл. 17.03.95, Опубл. в Б.И. 1997, N 28.

Формула изобретения

Способ переработки окисленных никелевых руд, включающий производство агломерата, его загрузку в доменную печь в смеси с коксом, подачу воздушного дутья и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что агломерат производят с основностью (CaO + MgO) / SiO₂ = 0,6 - 1,2 и соотношением Fe/Ni 60 - 120, воздушное дутье подают в количестве 1,5 - 2,5 объема печи в 1 мин и давление в печи поддерживают в пределах 1,0 - 2,5 ати.

РИСУНКИ

Рисунок 1