Способ обеднения шлаков медноникелевого производства

 

В.А.Одинцов, Л. П, Лукашев, Л. В. Родин, А. В. Коренев,— .- -....

Н,С.Четвертков, А.и.филиппов и fl.Н Черкесов (72) Ааторы изобретекия ч р

Государственный проектный и научно-исследоЬательский,,=:.м институт Гипроникель" и Ордена Ленина комбинат

"Североникель" им. В.И.Ленина 1:: * (7l) Заявители (54) СПОСОБ ОБЕДНЕНИЯ ШЛАКОВ МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО

ПРОИЗВОДСТВА

Цель изобретения - снижение затрат на обеднение шлака и повышение стойкостй футеровки электропечи..

Изобретение относится к цветной ме- жания кремния в ферросилиции до 15галлургии, в частности к процессам 209. плотносгь его возрастает до обеднения шлаков медно-никелевого 6,5 г/см . В связи с этим значительпроиэводства. ная часть кремния., содержащаяся в

Наиболее близким к предлагаемому ферросилиции (до 50 ), не успевало технической сущности является спо- er прореагировать с окислами шласоб обеднения шлаков медно-никеле" ка и опускается в штейн, где встувого производства, включающий их вос- пает в реакцию с растворенными в штейстановление, напоимер, ферросилицием не окислами железа, вызывает значке электропечи (1). тельное повышение температуры штейна

Недостатком известного способа (на 80-120 C) и ухудшает условия раявляется высокий расход ферросилиция, боты футеровки печи в.штейновой ванэначительно повышающий затраты -на не. Кроме того, металливированный обеднение шлака, и низкая стойкость сплав ферросилиция с цветными метал футеровки электропечей. Это объяс- лами практически не растворяется в няется тем, что используемый ферро" штейне. Имея более высокую плотность, 1$ силиций, содержащий около 453 крем- этот сплав опускается на подину пения, имеет более высокую плотноСть, чи, в дальнейшем не имеет контакта чем шлак (4,5-5,0 г/см против 3e5" со шлаком и постепенно образует

4,0 г/см шлака), Более того, плот- настыль на подине печи. ность ферросилиция быстро возрастает по мере снижения содержания в нем кремния и обогащения цветными

У металлами. Так, при снижении содер-

3 . 9260

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обеднения медно-никелевого шлака в качестве восстановителя используют смесь ферросилиция и твердого углеродистого топлива при их весовом отношении

1;(2-8 ), и процесс ведут при 12001300 С.

Подача в печь указанной смеси позволяет значительно снизить расход 10 ферросилиция (более чем на 503 по сравнению с известным способом без ухудшения показателей обеднения), а следовательно, снизить затраты на обеднение шлака. Снижение расхода 15 ферросилиция обеспечивается уменьшением степени его окисления кислородом воздуха в атмосфере печи.

Кроме того, реакции восстановления окислов металлов (железа, кобальта 2О ,и никеля) кремнием сопровождаются выделением большого количества тепла, в то время как аналогичные реакции с углеродом эндотермичны. Поэтому смесь ферросилиция с твердым угле- 2s родистым восстановителем позволяет улучшить условия протекания реакций восстановления окислов металлов углеродом ° Ферросилиций в этом случае является интенсификатором реакций ge восстановления металлов углерЬдом.

Одновременно это .позволяет снизить температуру образующейся металлизированной фазы и шлака, а следовательно, улучшить условия работы фу.теровки электропечи.

Соотношение ферросилиций: твердый углеродистый восстановитель определяется содержанием кремния в ферросилиции и поддерживается в пределах

1:2-1:8, что соответствует 0,080,15 кг кремния на 1 кг смеси. Верхний предел (0,15) .применяется преимущественно при использовании ферросилиция, содержащего 40-501 кремния д нижний (0,08) при использовании ферросилиция с 70-75 кремния.

Промышленные испытания показывают, что увеличение содержания кремния в окиси свыше (0,15) ведет к преобла данию реакций восстановления металлов кремнием, повышению температуры расплава и ухудшению условий работы футеровки, повышению затрат на обеднение. При уменьшении содержания

55 кремния в смеси ниже 0,08 ухудшаются .показатели обеднения.

Процесс ведут при температуре шлака 1200-1300ОС, Повышение температу47 ф ры свыше 1300ОС нецелесообразно из-за ухудшения условий работы Футеровки печей; при снижении температуры ниже

1200оC значительно повышается вяз кость шлака и связанные с ней потери металлов s виде механической взвеси корольков сплава. Предлагаемый способ обеспечивает устойчивое протекание процесса обеднения при температуре расплава на 50 С ниже, чем в известном способе.

Целесообразно вводить Ферросилиций с содержанием кремния 50-7531 например ФС-75 или некондиционный ферросилиций, содержащий 50-704 кремния, Последний имеет более низкую стоимость, чем марок ФС-45 и

ФС-75, и менее дефицитен. В связи с тем, что плотность ферросилиция снижается при увеличении содержания в нем кремния (ФС-45-4,5-5 0 г/см

ФС-75-3,3 г/см ), то при введении более легкого ферросилиция сближаются зоны восстановления окислов металлов кремнием и углеродом, При этом создаются благоприятные условия для использования избыточного тепла, выделяющегося при протекании реакции восстановления окислов кремнием, на эндотермические реакции с участием углерода.

Сближение этих зон позволяет создать более интенсивное движение горячего шлака относительно неподвижного слоя восстановителя и ускорить протекание реакций восстановления углерода, Кроме того, введение более богатого кремнием ферросилиция позволяет значительно повысить коэффициент использования кремния для восстановления окислов металлов в шлаке.

Так, при подаче в печь ферросилиция марки ФС-45 коэффициент использования кремния на восстановление окислов металлов в шлаке не превышает 503, при подаче ФС-75 - более

754, что позволяет значительно снизить расход последней без ущерба для показателей извлечения металлов. Расход ферросилиция поддерживают в пределах 0,3-0,9;; от веса обедняемого шлака, что составляет соответственно

0,01"0,05 кг кремния на 1 кг кислорода, связанного с железом шлака.

Увеличение расхода ферросилиция свыше 0,9i ведет к черезмерной металлизации штейна, повышению его температуры и образованию настылей на формула изобретения

Составитель К.Дьяконов

Редактор В.Бобков Техред Ж.Кастелевич Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 2893/11 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 э

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9260 подине печи. Уменьшение расхода ниже

0,33 от шлака ухудшает показатели извлечения металлов из шлака. . Целесообразно также ферросилиций перед нагреванием смеси дробить. Оп s тимальная крупность ферросилиция

5,0-0,1 мм. Более крупный ферросилиций при расплавлении дает более крупные капли расплава, которые быстро опускаются в штейн, увлекая с собой значительную часть непрореагировавшего в шлаке кремния; более мелкий дает мелкие капли, требующие значительного времени для отстаивания шлака, и может вызвать снижение извлечения металлов.

Основными преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известным являются снижение расхода дорогостоящего ферросилиция примерно на 503 2о без снижения показателей извлечения цветных металлов; возможность улуч" шения условий работы футеровки электропечи за счет снижения температуры штейновой ванны на 50-100 С; возмож- 25 ность использования более дешевого некондиционного ферросилиция.

Пример . В печь заливают

120. т конвертерного шлака, содержащего, Ж: Ni 0,87; Со 0,55; 810 24; зо

Рер, 50; Fe>0 < 16, загружают смесь антрацитового штыба и ферросилиция, содержащего 754 кремния, в весовом соотношении 8:1 в количестве 3-4 т.

47 Ь

Расход кремния 0,014-0,020 кг на 1 кг кислорода, связанного с железом шлака, Дополнительно в печь заливают штейн в количестве 20-303 от веса шлака, ипи загружают супьфидные материалы (высокосернистую сульфидную руду) s количестве 25-353 от веса шлака. Кроме того, в печь загружают

4-5 т кварцевого флюса. После 1 5о

2 ч выдержки при 1200-1250 С шлак направляют в отвал, обогащенный штейн на конвертирование. Извлечение кобальта достигает 80-853, никеля

95-983.

Способ обеднения шлаков медно-никелевого производства, включающий их восстановление, например, ферросилицием в электропечи, о т л и ч аю щ и " с я тем, что, с целью снижения затрат на обеднение шлака и повышения стойкости футеровки электропечи,. в качестве восстановителя используют смесь ферросилиция и твер" дого углеродистого топлива при их весовом отношении 1:(2-8), и процесс ведут при 1200-1300 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельство СССР

У 717145, кл, С 22 8 7/04, 1978.