Способ переработки сульфидных медно-никелевых материалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)950785 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено, 29. 12. 80 (21) 3228582/22-02

Р М g> з с присоединением заявки М

С 22 В 5/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 66 9.243 (088. 8) Опубликовано 15.0882. Бюллетень Hо 30

Дата опубликования описания 15. 08. 82

С. A. Артемьев, И. Н. Белоглазов, И. Н. Пискунов

Г. Т. Рябко, В. С. Ивлев, A. В. Коренев, Н. И. Соловов: -. и М. С. Четверков

{72) Авторы изобретения

Октябрьской Революции горный;институт комбинат "Североникель"

Ленинградский ордена Ленина, ордена и ордена Трудового Красного Знамени им. Г. В. Плеханова и Ордена Ленина им. В. И. Ленина (71) Заявители (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ

МЕДНО-НИКЕЛЕВЬИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к металлургии тяжелых цветных металлов, в частности к переработке сульфидных медно-никелевых материалов, и может быть использовано на металлургических заводах с целью выделения меди и никеля в отдельные продукты.

Известен способ переработки сульфидных медно-никелевых материалов, основанный на расслаивании медноникелевого файнштейна при сплавлении .с сульфидами натрия и разделении расплава на два слоя: более легкий, обогащенный сульфидами меди и натрия, и на более тяжелый, состоящий из 15 сульфида никеля с некоторым количеством сульфидов меди и натрия. В верхнем слое концентрируется около 90% меди, а в нижнем остается около 95% никеля (1).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому является способ переработки медно-никелевых материалов, включающий сплавление медно-никелевого файнштейна с ферросилицием или силикоалюминием и последующее отстаивание расплава. При добавлении к файнштейну более 2,5% кремния образующийся расплав расслаивается на два слоя. Процесс расслоения не зависит от метода введения кремниевого сплава, от температуры расплава и от продолжительности выдержки его, а зависит от количества введенного кремния. При увеличении количества кремния, добавляемого к файнштейну, снижается. выход верхнего слоя и увеличивается выход нижнего слоя. Верхний слой представляет собой смесь сульфидов меди и никеля, а нижний слой — в основном сплав никеля с кремнием. Металлы платиновой группы практически полностью концентрируются в силицидном слое 2).

Недостатком известного способа являются большие потери кремния (до

20% от введенного количества) в виде легколетучих сульфидов.

Белью изобретения является повышение коэффициента использования кремния при разделении меди и никеля.

С этой целью, согласно способу переработки сульфидных медно-никелевых материалов, включающем плавление материала, обработку его кремнийсодержащим материалом и отстаивание расплава, сульфидный медно-никелевый материал доводят по сере до содержа9 0785 ния 8-21В, оптимальное содержание которой определяется по Формуле

В8 = %Cu +%Fe. У-, А А " Со А е

5 где Ъ S, В Си, В Fe - содержание серы, меди и железа в сульфнцном материале

А А<,, AF+ - атомный вес серы, I0 меди и железа, и кремнийсодержащий материал задают в количестве 1,5-10Ъ в пересчете на кремний металлический.

Обработку сульфидного медно-нике- 15 левого материала кремнийсодержащим материалом проводят при 1200-1500ОС в неокислительной атмосфере.

Диапазон содержания серы (8-21В), до которого доводят сульфидные медно- 0 никелевые материалы, определяется разнообразием составов различных металлургических продуктов. До 8Ъ по сере доводят материал с содержанием более 25Ъ меди и ЗВ железа. До 21Ъ по сере доводят материал, содержащий до 70Ъ меди и до 6Ъ железа.

Расход кремнийсодержащего материала 1,5-10В в пересчете на металлический кремний позволяет полностью извлекать никель в соЧетании с доводкой по сере из материалов, содержащих от 4 до 40В никеля. Расход 1,5В крения соответствует меньшему содержанию никеля, расход 10Ъ соответствует большему содержанию никеля в раз" 5 деляемом материале.

Температура 1200-1500©С отвечает промыаленным температураМ сульфидных расплавов. При этих температурах достигается четкое расслоение на два 40 слоя при обработке сульфидных расплавов кремнийсодержащими материалами.

Ниже температуры 1200ОС сульфидные расплавы близки к застыванию. Выше температуры 1500 С повышается износ

Футеровки, необходим большой расход энергии.

Применение неокислительной атмосферы — восстановительной или нейтральной, позволяет снизить потери кремния, связанные с его окислением.

Пример 1. 200 г сульфидного материала состава, В: никель 40,9I медь 48,2 железо 1,07 сера 8,0 расплавляют совместно с 13,3 г ферросилиция (5В кремния) при 1500ОС, выдерживают в течение 10 мин. В результате плавки получают сульфидный продукт .состава, В:.никель 7,25;

-"гадь 64,58; сера 20,39, и силицидный продукт состава, В: никель 51,53; 60 медь 30,0; кремний 7,0. Летучие сульфиды кремния отсутствуют.

ВНИИПИ Заказ 5901/29

Филиал ППП "Патент", r. У

IT р и м е р 2. 200 r сульфидного материала. состава, Ъ| никель 38,4> медь 45,4i железо 1,60; сера 12,0 расплавляют совместно с 4 г ферросилиция (1,5Ъ кремния) при 1400ОС, выдерживают в течение 10 мин. В результате. плавки получают сульфидный продукт состава, В: никель 30,15; медь

45;63 сера 16,90, и силицидный продукт состава, В| никель 58,24; медь

33,97 кремний 6,20. Летучйе сульфиря кремния отсутствуют.

Пример 3. 200 r сульфидного материала состава, Ъ: никель 32,5; медь 39,0 железо 2,8; сера 21,0, расплавляют совместно с 26,7 г ферросилиция (10Ъ кремния) при 1200 С, выдерживают в течение 10 мин. В результате плавки получают сульфидный продукт состава, Ъ| никель 2,5; медь 64,2; сера 23, и силицидный продукт состава, В: никель 70,6; медь 8,02 кремний 18,2. Летучие сульфиды кремния отсутствуют.

Использование предложенного спо\ соба позволяет проводить процесс раз" деления меди и никеля с полным использованием кремния, так как за ,счет снижения содержания серы в обрабатываемом материале ликвидируются условия для образования легколетучих соединений сульфидов кремния и тем

/ самым ликвидируются потери кремния..

Формула изобретения

Способ переработки сульфидных медно-никелевых материалов, включающий плавление материала, обработку его кремнийсодержащим материалом и отстаивание расплава, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования кремния при разделении меди и никеля, сульфидный медно-никелевый материал доводят по сере до содержания 8-21Ъ, оптимальное содержание которой определяется по формуле

Ъ Б = В Сц. +%Ее. -7;—

А5 А8 %о "Й где Ъ S, Ъ Си, В Fe — содержание серы, меци и железа в сульфидном материале

А8, А А е — атомный вес серы, меди и железа, и кремнийсодержащий материал задают в количестве 1,5-10Ъ в пересчете на металлический кремний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Уразов Г. Г. "Металлургия никеля", ОНТИ, 1935.

2. Таращук Н. Т. "Цветная металлургия", 1964, Р 19, с. 16.

Тираж 660 Подписное жгород, ул. Проектная,4