Переработка никелевого файнштейна на огневой никель

Переработка никелевого файнштейна на огневой никель.

Технология получения огневого никеля из файнштейна включает две стадии окислительного обжига с промежуточным обезмеживанием огарка и восстановительную плавку оксида никеля на металл. Цель окислительного обжига файнштейна - удаление из него серы до содержания менее 0,02 и перевод никеля в NiO. Глубокое удаление серы требует высоких температур, а сульфид никеля Ni3S2 легкоплавок tпл 788 С . Это и вынуждает проводить окисление файнштейна в две стадии.

Вначале обжиг проводят в печах КС с целью удаления серы до 1 1,5 . Для повышения тугоплавкости шихты измельченный файнштейн смешивают с оборотной оксидной пылью. Это вместе с разобщенностью частиц, витающих в КС, позволяет вести первую стадию при 950 1000 С. Окисление файнштейна протекает по реакции 2Ni3S2 7О2 6NiO 4SO2. 13 Печи КС с площадью пода 7 8 м2 для первой стадии обжига никелевого файнштейна имеют ряд конструктивных особенностей рис. 6 . Они, во-первых, имеют увеличенный диаметр вверху, что снижает скорость газов на выходе из печи и уменьшает пылевынос богатого никелем огарка.

Кроме того, разгрузка огарка проводится не через сливной порог, а с уровня пода и регулируется стопорным или дисковым затвором. К горячему огарку 700 800 С по выходе из печи подмешивают 10 15 природного сильвинита NaCl, KC1 и смесь подвергают сульфатхлорирующему обжигу в трубчатом реакторе-холодильнике. Процесс идет за счет физической теплоты огарка. При обжиге хлористый натрий разлагается по реакции 2NaCl SO2 O2 Na2SO4 Cl2. 4 Продукты этой реакции способствуют переводу меди в форму водорастворимых хлоридов и сульфатов.

Никель и кобальт при этом остаются в оксидном состоянии. Рис.6. Печь КС для обжига никелевого файнштейна 1 - под 2 - загрузочная течка 3 - кожух 4 - футеровка 5 сопло 6 донное разгрузочное устройство 7 - воздухораспределительная коробка. Из реактора огарок направляют на обезмеживание, заключающееся в выщелачивании меди горячей подкисленной водой методом просачивания.

После выщелачивания огарок с остаточным содержанием 0,3 0,4 Си направляют на окончательный обжиг в трубчатую вращающуюся печь рис. 7 . Печь отапливается природным газом или мазутом, которые с целью создания в печи окислительной атмосферы сжигают с большим избытком воздуха. Огарок из бункера питателем подается в хвостовую часть печи с температурой 800 С. Далее он движется навстречу топочным газам, содержащим 8 10 кислорода и нагретым до 1200 1300 С. Высокая температура и присутствие в газах кислорода приводят к почти полному окислению серы до 0,02 и менее. Расход топлива . на второй обжиг достигает 40 от массы огарка. Полученный в трубчатых печах оксид никеля огарок в среднем содержит, Ni 78 Си 0,4 Со 0,4 0,5 Fe 0,3 0,4. Из обжиговой печи оксид никеля с температурой 900 1000 С по течке ссыпается в трубчатый реактор, куда вводят также 4 8 нефтяного кокса.

За счет физической теплоты огарка в холодильнике по реакции NiO С Ni CO оксид никеля частично до 40 50 восстанавливается и из реактора выходит металлизированный огарок с содержанием 82 86 Ni, что ускоряет и удешевляет его дальнейшую переработку в электропечах.

Рис.7. Схеме установки для второй стадии обжига никелевого файнштейна 1 бункер с питателем 2 - печь 3 - топочная камера 4 - трубчатый холодильник 5 -пылевая камера Процесс восстановительной электроплавки осуществляют в дуговых электрических печах за счет теплоты, выделяющейся при горении дуги между угольными графитовыми электродами и металлом. Для получения никеля из окисленных руд применяют трехэлектродные круглые печи вместимостью 4,5 10т рис.8 . Рис.8. Дуговая электрическая печь 1 - контроллер 2 - щит управления 3 - трубы водяного охлаждения кессона рабочего окна 6 - свод печи 7 - графитовый электрод 8 - каретка 9 - стальной трос 10 зубчатый сектор 11 зубчатая пластина.

Они работают периодически с продолжительностью цикла от 6 до 8 ч. Технологический процесс электроплавки оксида никеля состоит из ряда операций 1 шихтовки оксида никеля с восстановителем 2 загрузки шихты и ее расплавления 3 доводки металла 4 выпуска и грануляции никеля.

Во время приготовления шихты оксид никеля смешивают в заданной пропорции с твердым восстановителем, чаще всего нефтяным коксом, содержащим 0,2 0,5 S. При расплавлении шихты происходит восстановление оксида никеля до металла и одновременно его науглероживание за счет растворения углерода и образующегося карбида Ni3C. При содержании 2,2 С температура плавления металла снижается до 1315 С. Это сокращает время расплавления шихты и снижает расход электроэнергии.

В конце плавки избыток углерода удаляют путем доводки металла забрасыванием в печь оксида никеля. При этом происходит взаимодействие карбида никеля с NiO по реакции Ni3C 2NiO 5Ni CO2. При доводке с целью предотвращения вторичного окисления никеля кислородом печной атмосферы в печи наводят известковый шлак. Этот шлак позволяет также очистить металл от серы за счет взаимодействия по реакции Ni3S2 2СаО 2С 3Ni 2CaS 2CO. Образующийся сульфид кальция не растворяется в никеле и переходит в шлак. После снятия шлака металл разливают, наклоняя печь в сторону разливочного желоба.

Готовый металл льют в грануляционные бассейны с проточной холодной водой, на дне которых установлена дырчатая металлическая корзина. Полученные гранулы никеля извлекают из бассейна, сушат, упаковывают в фанерные бочки и отправляют потребителю. Огневой никель до ГОСТ 849- 70 должен содержать суммарно никеля и кобальта не менее 98,6 Н-3 и кобальта не более 0,7 . Рассмотренная технологическая схема хорошо освоена на практике.

Это, пожалуй, ее единственное достоинство. Главные ее недостатки заключаются в сложности многостадийности технологии, высоком расходе дорогостоящего и дефицитного кокса, низком извлечении никеля и особенно кобальта и, наконец, к полной потере всего железа руды. 3.3