Способ переработки окисленных никелькобальтсодержащих материалов

 

! к о ;. о,:с з н а л, В%те« т « мб ore

СПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

i«) 44I3I0 (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 25.10.72 (2! ) 1840019/22-1 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.08.74. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 14.10.75 (51) М. Кл. С 22b 1/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 669.046.41 (088.8) во делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Г. Я. Лейзерович, В. С. Сорокина и М. С. Зак (71) Заявитель

Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов «Гинцветмет» (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОКИСЛЕННЪ1Х

НИКЕЛЪКОБАЛЪТСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Реакция

25 Хл ОРид

IV (нсц

М1ц . Н,01

1,4:1,0 8,2:1,0

7,9:1,0

1,5:1,0

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам хлоридвозгоночного обжига окисленных руд.

Известен способ переработки окисленных никелькобальтсодержащих материалов, включающий хлоридвозгоночный обжиг с применением хлористого водорода и сжигание топлива.

Предлагаемый способ отличается тем, что сжигание топлива ведут с коэффициентом избытка воздуха, равным 1 — 2, при рециркуляции хлористого водорода с удельным расходом 0,15 — 0,35 т/т исходного материала.

Это позволяет повысить извлечение никеля, кобальта и селективно отделить их от пустой породы и железа.

Теоретические расчеты показали и экспериментальная проверка при 1100 С подтвердила, что реакции гидролиза хлоридов

NiC1,+Н,О NIO+2HCI (!) CoCI, + Н,О - СоО+2НС! (Н) при концентрации паров воды в газовой среде 5 — 20 а/О смещены справа налево, если в дутье присутствует 7,5 — 30% хлористого водорода.

Чтобы сместить равновесие реакций гидролиза хлоридов железа в сторону их существования

2/3 FeCI, + Н,О-+-1/3 Fe,Î, +2HCI (III) 1/2 FeCI, + 1/4 Fe CI, + Н,О ф 1/4 Fe,О, + 2НС! (IV) в присутствии 5 — 10% паров воды, в газовой фазе должно находиться 40 — 80% хлористого водорода. Аналогичные данные получены и для элементов пустой породы (Са, Si, Мд, АI).

При отсутствии паров будут хлорироBàòüñÿ железо и часть пустой породьь

Таким образом, возможно селектпвное отделение никеля и кобальта прп использовании хлористого водорода в количестве, необходимом для подавления гидролиза хлоридов никеля и кобальта, но недостаточном для предотвращения гидролиза хлоридов железа и пустой породы.

20 В табл. 1 приведено минимальное соотношение концентраций хлористого водорода и паТаблица 1

441310

Содержание, %

Степень отгонки

Nie o

Температура опыта, ОС

Материал

Со

0,78

0,12

0,15

0,20

0,07

<0,01

<0,01

<0,01

32,2

32,8

34,4

33,5

Исходная руда

Огарок после хлоридвозгонки

1000

81

75 Степень отгонки Со) 85%

Таблица 3

Содержание, Степень отгонки, %

Длительность опыта, мин

Материал

Со Сц

Со

0,12

0,05

0,04

0,01

< 0,01

4,35

2,9

1, 13

0,44

0,25

3,95

<0,01

<0,01

<0,01

<0,01

54,1

58,3

58,6

60,0

60,5

Исходный продукт

Огарок после хлоридвозгонки

58

67

92

33

74

99

99

99

3 ров воды в газовой среде, необходимое для подавления гидролиза хлоридов и перевода металлов в виде хлоридов в газовую фазу при

1100 С.

Интенсивное удаление образующихся хлоридов никеля и кобальта при введении процесса в фильтрующем или кипящем слое позволяет снизить - необходимую минимальную концентрацию хлористого водорода при наличии в газах 5 — 20% паров воды с 7,5 — 30% до 8 — 20%. При этом отношение концентрация HCI 0,4 — 1,0 концентрация Н,О 0,25 — 1,0

Максимально возможная концентрация хлористого водорода определяется из экономических сообра>кений.

Способ осуществляют следующим образом.

Хлоридвозгоночный обжиг производят при

1000 — 1150 С в фильтрующем или кипящем слое. В качестве хлорирующего агента используют газообразный хлористый водород, который в ходе работы регенерируют известными способами и возвращают в голову процесса. Газовая фаза представляет собой продукты сгорания топлива (жидкого или газообразного), осуществляемого с коэффициентом избытка воздуха 1,0, и содержит 5 — 20% паВ качестве никель кобальтсодержащего промпродукта был взят огарок, полученный при окислительном обжиге медноникелевого промпродукта Норильского горно-металлургического комбината, содержащий 0,2% серы.

В ходе хлоридвозгоночного обжига происходит обогащение огарка по железу.

Предмет изобретения

Способ переработки окисленных никелькобальтсодержащих материалов, включающий хлоридвозгоночный обжиг с применением хло4 ров воды, 1 — 10% кислорода и 8 — 20% хлористого водорода. Количество хлористого водорода в газовой фазе зависит от концентрации паров воды в дутье. Образующиеся хло5 риды никеля и кобальта возгоняют, очищают от механического уноса и улавливают в системе сухого или мокрого улавливания. В присутствии 5 — 20% паров воды и кислорода не происходит хлорирования и отгонки железа и nyI0 стой породы, благодаря чему осуществляется селективное отделение никеля и кобальта. Степень отгонки никеля составляет 85 — 95%, кобальта 8,5%.

В лабораторном реакторе были проведены

15 опыты по хлоридвозгоночному обжигу никелькобальтсодержащего сырья. В реактор подавалась газовая смесь, содержащая 10% паров воды, 10% кислорода, хлористый водород и азот. Образующиеся хлориды возгонялись и

20 собирались в конденсаторе.

Процесс хлоридвозгонки окисленной никелевой руды (охристой) был проведен в фильтрующем слое при отношении концентра25 ций хлористого водорода и паров воды в газовой фазе 0,8: 1,0 и длительности опытов

30 мин. Исходный состав руды и результаты опытов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Хлоридвозгоночный обжиг проводился в кипящем слое при (НС1): (Н О) =1,5: 1,0 и температуре опытов 1100 С.

Состав исходного сырья и результаты опы45 тов даны в табл. 3. ристого водорода и сжигание топлива, отл и чаю щийся тем, что, с целью повыше60 ния извлечения никеля, кобальта и селективного отделения их от пустой породы и железа, сжигание топлива ведут с коэффициентом избытка воздуха, равным 1 — 2, при рециркуляции хлористого водорода с удельным рас65 ходом 0,15 — 0,35 т/т исходного материала.