Способ извлечения никеля и кобальта из отвальных конверторных шлаков комбинатов, производящих никель


 


Владельцы патента RU 2499064:

Веселовский Александр Александрович (RU)

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу извлечения никеля и кобальта из отвальных конверторных шлаков комбинатов. Способ включает химико-термическую обработку шлаков, содержащих 0,4-1% никеля и 0,2-0,9% кобальта в виде окислов и 2-10% серы. Обработку ведут в смеси со стальной низкоуглеродистой стружкой, полученной после токарной обработки, и хлористым аммонием или хлоридами щелочных металлов или их смесью при температуре 1050-1100°C для образования газообразных хлоридов никеля и кобальта и проведения обменной реакции. В результате реакции никель и кобальт из газовой фазы осаждаются, диффундируют вглубь и легируют низкоуглеродистую стальную стружку, которую затем переплавляют в индукционных печах с получением сплава, содержащего 0,9-1,7% никеля и 0,3-0,8% кобальта, остальное - железо. В результате получают сплав, содержание серы в котором не превышает ее содержание в исходном металле низкоуглеродистой стальной стружки. Техническим результатом является упрощение процесса извлечения никеля и кобальта из бедных отвальных шлаков. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам извлечения никеля и кобальта из отвальных конверторных шлаков комбинатов, производящих никель, содержащих 0,4-1% никеля и 0,2-0,9% кобальта в виде окислов и 2-10% серы.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ химико-термической обработки никельсодержащих конверторных шлаков комбинатов, производящих никель, заключающийся в дроблении конверторного шлака, смешивании его с алюминиевым шлаком, полученным при производстве вторичного алюминия, и добавкой извести.

После чего полученную шихту, состоящую из конверторного шлака, алюминиевого шлака и извести расплавляют в электродуговой печи с целью получения ферроникеля, содержащего 5-20% Ni; 0,5-1,5% Co, остальное - железо (см. патент на изобретение №2230806, C22B 7/04).

Такой способ переработки применим для конверторных шлаков, содержащих более 1% никеля и более 0,9% кобальта. Эти шлаки подвергаются химико-термической обработке с целью извлечения никеля и кобальта до содержаний, соответствующих их содержаниям в отвальных шлаках (0,4-1% никеля и 0,2-0,9% кобальта). Дальнейшее извлечение этих компонентов данным способом является не возможным.

Заявленный способ извлечения никеля и кобальта из отвальных конверторных шлаков комбинатов, производящих никель, проводят химико-термической обработкой при температуре 1050-1100°C для образования газообразных хлоридов никеля и кобальта с целью проведения обменной реакции с осаждением никеля и кобальта из газовой фазы и последующему их диффундированию вглубь и легированием низкоуглеродистой стальной стружки, которую затем переплавляют в индукционных печах с получением сплава, содержащего 0,9-1,7% никеля и 0,3-0,8% кобальта, остальное - железо.

Содержание серы в сплаве не превышает ее содержание в исходном составе низкоуглеродистой стальной стружки.

Технический результат обеспечивается химико-термической обработкой отвального конверторного шлака, который совместно со стальной низкоуглеродистой стружкой, хлористым аммонием или хлоридами щелочных металлов, или их смесью после перемешивания прокаливается в реакционном контейнере с плавким затвором при температуре 1050-1100°C в течение 4-6 часов.

Поставленная задача решается тем, что шихта, состоящая из стальной низкоуглеродистой стружки, конверторного отвального шлака и хлористого аммония или хлоридов щелочных металлов, или их смеси прокаливается в герметичной емкости- контейнере из жаропрочной стали с плавким затвором при температуре 1050-1100°C.

Хлориды щелочных металлов или хлороводород, образующийся при разложении хлористого аммония, реагирует с оксидами никеля и кобальта с образованием хлоридов. При температурах 1050-1100°C хлорид никеля возгоняется, и при соприкосновении его с поверхностью стружки происходит обменная реакция - металлический никель оседает на поверхности, а железо переходит в хлорид.

Хлорид кобальта при температуре 1050-1100°C кипит. Его пары также, соприкасаясь с железной поверхностью, выделяют металлический кобальт и хлорид железа. Осажденный на поверхности стружки никель и кобальт диффундируют вглубь, производя легирование металла стружки.

После магнитной сепарации и очистки стружки от остатков шихты стружку переплавляют, получая металл, содержащий 0,9-1,7% никеля; 0,3-0,8% кобальта, остальное - железо. Содержание серы в полученном после переплава стружки сплаве не превышает ее содержание в исходном материале стружки.

Способ извлечения никеля и кобальта из отвальных конверторных шлаков осуществляют следующим образом. Металлическую стружку низкоуглеродистой стали, полученную при токарной обработке, окунают в ванну, содержащую разбавленную соляную кислоту, на 1-2 минуты для удаления остатков смазочно-охлаждающей жидкости и слоя окалины, полученных при резании. Затем стружку промывают в воде и сушат теплым воздухом до полного удаления влаги.

Подготовленную стружку в количестве 10-20% по массе смешивают с отвальным шлаком в количестве 80-90% по массе, добавляя 5% сверх 100% хлористого аммония или хлоридов щелочных металлов, или их смеси. Полученную шихту упаковывают в контейнер из жаростойкой стали, применяя для герметизации плавкий затвор.

Контейнер устанавливается в камерную электрическую или газовую печь и нагревается вместе с ней до температуры 1050-1100°C. После чего следует изотермическая выдержка в течение 4-6 часов. По окончании времени изотермической выдержки контейнер из печи извлекается и остывает на воздухе до температуры окружающей среды.

Затем контейнер разбирают, стружка отделяется магнитной сепарацией, очищается от остатков шихты грохочением, и в последующем переплавляется в индукционных печах, после предварительного брикетирования, и разливается в слитки или в отливки. Полученный металл слитков или отливок содержит 0,9-1,7% никеля; 0,3-0,8% кобальта, остальное - железо. Содержание серы в полученных слитках или отливках такое же как в исходном металле стружки.

Таким образом, заявленный способ по сравнению с прототипами не требует металлургического передела, достаточно прост в техническом оснащении и ориентирован на извлечение никеля и кобальта из бедных по данным компонентам отвальных шлаков.

1. Способ извлечения никеля и кобальта из отвальных конверторных шлаков комбинатов, производящих никель, включающий химико-термическую обработку, отличающийся тем, что химико-термической обработке подвергают отвальные шлаки, содержащие 0,4-1% никеля и 0,2-0,9% кобальта в виде окислов и 2-10% серы, и ведут ее в смеси со стальной низкоуглеродистой стружкой, полученной после токарной обработки, и хлористым аммонием или хлоридами щелочных металлов или их смесью при температуре 1050-1100°C для образования газообразных хлоридов никеля и кобальта и проведения обменной реакции, в результате которой никель и кобальт из газовой фазы осаждаются, диффундируют вглубь и легируют низкоуглеродистую стальную стружку, которую затем переплавляют в индукционных печах с получением сплава, содержащего 0,9-1,7% никеля и 0,3-0,8% кобальта, остальное - железо.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получают сплав, содержание серы в котором не превышает ее содержание в исходном металле низкоуглеродистой стальной стружки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области рециклинга цветных металлов (например, алюминия и его сплавов, магния, цинка). Устройство включает раму со сжимающей шлак головкой, изложницу для сбора отжатого из шлака металла, установленную на ней шлаковницу, патрубок для подключения вакуума к изложнице через сквозное отверстие, выполненное в боковой стенке изложницы, и уплотнение, размещенное в зазоре между шлаковницей и изложницей.
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу переработки алюмосодержащих шлаков и получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке вторичных алюминиевых отходов, и может быть использовано для подготовки шлаков, образующихся при производстве алюминия из ломов и отходов для дальнейшей переработки и применения.
Изобретение относится к извлечению цветных металлов, в частности меди, никеля и кобальта, из металлургических отходов, содержащих эти цветные металлы в степени окисления, большей или равной нулю.
Изобретение относится к металлургической и строительной отраслям промышленности и может быть использовано при переработке распадающегося металлургического шлака, а именно для извлечения из него металлической составляющей, препятствующей его использованию в качестве сырьевого компонента при производстве строительных материалов.

Изобретение относится к угольным энергетическим котлам с твердым шлакоудалением, в том числе при их работе на углях, содержащих благородные металлы. .

Изобретение относится к угольным энергетическим котлам с жидким шлакоудалением, особенно при их работе на углях, содержащих благородные металлы. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения ферромарганца со сверхнизким содержанием фосфора и углерода, содержащего 0,1% вес. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к переработке алюмосодержащих шлаков, а также к получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов.

Изобретение относится к металлургии, а именно к переработке металлургических отходов доменного и мартеновского шлаков. .

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии производства огневого кобальта в электродуговых печах постоянного тока. .

Изобретение относится к способу и устройству для плавки окисленного никелевого и железорудного сырья. .

Изобретение относится к способу пирометаллургической переработки окисленных никелевых руд с получением ферроникеля. .
Изобретение относится к способам переработки окисленных никелевых руд. .
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к способу получения высокочистого кобальта для распыляемых мишеней. .
Изобретение относится к способу переработки сульфидного медно-никелевого концентрата. .

Изобретение относится к способу переработки медно-никелевых штейнов. .
Изобретение относится к способу подготовки шихты к плавке для производства штейна из окисленных никелевых руд. .

Изобретение относится к способу получения высокочистого кобальта для распыляемых мишеней. .
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения никелевого порошка из закиси никеля. .

Изобретение относится к цветной металлургии. Способ переработки окисленных никелевых руд включает селективное галогенирование бромоводородом окисленной никелевой руды при температуре 1100°С с получением смеси летучих бромидов железа, никеля и кобальта, а также с получением в конденсированной фазе смеси бромида кальция, оксидов магния, алюминия и кремния. Из полученных смесей с помощью парового гидролиза и окисления получают в виде отдельных продуктов: смесь оксидов кальция, магния, алюминия и кремния, а также оксиды железа и оксиды никеля и кобальта. Бром при этом полностью возвращают в технологический процесс. Изобретение обеспечивает повышение экономичности переработки оксидных никелевых руд за счет рециклинга галогена без прямых затрат электрической энергии и расхода дополнительных реагентов. 2 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 ил.
Наверх