Способ переработки оборотных конвертерных шлаков никель-кобальтового производства при совместной плавке их с агломератом в шахтной печи
Владельцы патента RU 2315816:
Открытое акционерное общество "Южно-Уральский никелевый комбинат" (RU)
Изобретение относится к металлургии никеля и кобальта, в частности к способу переработки оборотных конвертерных шлаков никель-кобальтового производства. Способ включает совместную загрузку в шахтную печь шихты, состоящей из агломерата, кокса, смеси известняка с серным колчеданом, оборотного конвертерного шлака, и плавку с получением никелевого штейна и отвального шлака. При этом оборотный конвертерный шлак вводят в шихту в виде смеси с серным колчеданом в соотношении (9-14):1. Техническим результатом является увеличение извлечения никеля и кобальта в штейн.
Изобретение относится к металлургии никеля и кобальта.
Известен способ (прототип) переработки оборотных конвертерных шлаков, образующихся в процессе конвертирования никелевого штейна, заключающийся в плавке в шахтной печи совместно с агломератом путем чередования загрузки отдельных шлаковых и агломерационных калош или отдельно шлаковых калош без агломерата [1].
«Небольшое количество оборотного конвертерного шлака при совместной плавке с агломератом загружали в шахтную печь, чередуя калоши агломерационной шихты и оборотного шлака» [2].
Недостатком известного способа является низкое извлечение никеля и кобальта в штейн из конвертерного оборотного шлака и увеличение потерь никеля и кобальта со шлаками шахтных печей, а также ограниченная возможность плавки его совместно с агломератом при повышенном содержании железа в агломерате.
Техническим результатом изобретения является увеличение извлечения никеля и кобальта в штейн из оборотного конвертерного шлака и снижение потерь никеля и кобальта с отвальными шлаками шахтных печей при совместной плавке оборотного конвертерного шлака с агломератом.
Технический результат достигается за счет плавки агломерационной шихты, включающей агломерат, кокс в количестве 21-23% к агломерату, смесь известняка с серным колчеданом соотношением (2-6):1 или в весовом соотношении 170:(25-75) в количестве 24-25% к агломерату.
Способ отличается тем, что в калошу агломерационной шихты дополнительно вводится смесь, состоящая из оборотного конвертерного шлака и серного колчедана в соотношении (9-14):1. Расход кокса увеличивается на 8,5-9,5% от массы оборотного конвертерного шлака.
Введение в шихту оксида железа в виде оборотного конвертерного шлака позволяет сократить расход основного флюса (известняка) на плавку агломерата и, в сочетании с серным колчеданом и коксом, восстановить и просульфидировать часть оксидов железа оборотного шлака и за счет обменных реакций обеднить отвальный шлак шахтных печей по никелю и кобальту, таким образом повысить извлечение цветных металлов в штейн.
Пример 1 (прототип). В шахтную печь в течение месяца загрузили 122187 т агломерата, содержащего 1,12% никеля (1368,5 т); 22,05% железа, 43% двуокиси кремния; 10,5% оксида магния, 4780 т оборотного конвертерного шлака, содержащего 0,81% никеля (38,72 т), 0,21% кобальта. Загрузку шлака вели отдельными калошами, чередуя с агломерационными калошами.
На 1 т агломерата загрузили 218,6 кг кокса (26710 т), 180 кг известняка (21994 т), 90 кг серного колчедана (10997 т).
На 1 т оборотного шлака загрузили 180 кг известняка (860,4 т), 90 кг (430,2 т) серного колчедана и 93 кг кокса (444,54 т).
Таким образом, загрузка оборотного шлака составила 3,91% от массы агломерата (2,83% по никелю). Загружено кокса 27154,6 т; известняка 22854,4 т, серного колчедана 11427,2 т.
Получили никелевый штейн 9704 т, содержащий 11% никеля (1067,4 т), 0,59% кобальта; отвальный шлак 129028 т, содержащий 0,19% никеля (245,3 т), 0,05% кобальта, 25,2% железа, 42,7% двуокиси кремния, 8,8% оксида кальция, 10,4% оксида магния, 5,5% оксида алюминия.
Извлечение никеля в штейн составило 75,85%.
Удельный расход материалов на 1 т никеля в штейне составил, т:
кокса - 25,44; известняка - 21,4; серного колчедана - 10,7.
Пример 2 (предлагаемый способ). В шахтную печь в течение месяца загрузили шихту, состоящую из 125181 т агломерата, содержащего 1,12 никеля (1402,0 т); 22,98% железа, 45,2% двуокиси кремния; 9,2% оксида магния, известняка из расчета 170 кг на 1 т агломерата (21281 т) и серного колчедана из расчета 80 кг на 1 т агломерата (10014,4 т). В шихту ввели особую смесь из 11139 т оборотного конвертерного шлака, содержащего 0,81% никеля (90,23 т), 0,3% кобальта; и серного колчедана из расчета 100 кг на 1 т оборотного шлака (1114 т). В шихту ввели кокс из расчета 218,6 кг на тонну агломерата и 93 кг на 1 т оборотного шлака.
Таким образом, загрузка оборотного шлака составила 8,9% от массы агломерата (6,1% по никелю). Загрузка кокса составила 28400,5 т, известняка - 21281 т, серного колчедана - 11128,4 т.
Получили никелевый штейн 11735 т, содержащий 10,3% никеля (1208,7 т), 0,65% кобальта; отвальный шлак 139000 т, содержащий 0,16% никеля (222,4 т), 0,041% кобальта, 25,89% железа, 44,7% двуокиси кремния, 10,5% оксида кальция, 8,56% оксида магния, 4,94% оксида алюминия.
Извлечение никеля в штейн из проплавленного сырья составило 81,0%.
Удельный расход материалов на 1 т никеля в штейне составил, т:
кокса - 23,5; известняка - 17,6; серного колчедана - 9,2.
Таким образом, в предлагаемом способе по сравнению со способом-прототипом за счет повышения извлечения никеля из оборотного шлака и сокращения массы и содержания никеля в отвальном печном шлаке общее извлечение никеля в штейн увеличилось на 5,15 (абс.)%.
Значительно сокращается удельный расход кокса и известняка на получение 1 т никеля в штейне.
Предлагаемый способ позволяет увеличить переработку оборотных конвертерных шлаков независимо от увеличения содержания железа в агломерате.
Источники информации
1. Б.Н. Захаров, В.А. Воробьев. Шахтная плавка окисленных никелевых руд и конвертирование штейнов. М.: Металлургия, 1974, стр.25, 61, 82.
2. Д.В. Пришлецов. Шахтная плавка окисленных никелевых руд. М.: Металлургиздат, 1955, стр.141.
Способ переработки оборотных конвертерных шлаков никель-кобальтового производства, включающий совместную загрузку в шахтную печь шихты, состоящей из агломерата, кокса, смеси известняка с серным колчеданом, оборотного конвертерного шлака, и плавку с получением никелевого штейна и отвального шлака, отличающийся тем, что оборотный конвертерный шлак вводят в шихту в виде смеси с серным колчеданом в соотношении (9-14):1.
