Конвертирование медно-никелевых штейнов

Конвертирование медно-никелевых штейнов.

Для конвертирования медно-никелевых штейнов используют горизонтальные конвертеры вместимостью 75 100 т. В связи с тем что никель, получаемый из сульфидных руд, обязательно подвергается электролитическому рафинированию, при котором можно наиболее рационально извлечь кобальт, при конвертировании медно-никелевых штейнов стремятся кобальт полнее оставить в файнштейне. Присутствующие в медно-никелевых штейнах основные металлы по убыли сродства к кислороду располагаются в ряд Fe Со ? Ni ? Си. Следовательно, для того чтобы кобальт сохранить в файнштейне, процесс конвертирования нужно вести с неполным окислением железа.

В противном случае кобальт преимущественно будет переходить в конвертерный шлак. Продувку медно-никелевых штейнов в конвертерах обычно заканчивают получением файнштейна, содержащего, Ni 35 42 Си 25 30 Со 0,7 1,3 Fe 3 4 S 23 24. При этом получают конвертерные шлаки с суммарным содержанием никеля, меди и кобальта 2 2,5 . С целью обеднения конвертерные шлаки подвергают дополнительной переработке в электрических печах в присутствии восстановителя и бедной извлекающей фазы рудного штейна. Продуктами обеднительной плавки являются штейн, направляемый на конвертирование, и отвальный шлак. 4.2Разделение меди и никеля.

Медно-никелевый файнштейн представляет собой в основном сплав сульфидов Ni3S2 и Cu2S, содержащий кобальт, платиноиды и небольшое количество железа.

Если такой файнштейн по аналогии с никелевым файнштейном сразу подвергнуть окислительному обжигу с последующей восстановительной плавкой огарка на металл, то это приведет к получению очень сложного по составу металлического сплава, разделение которого на самостоятельные металлы технически невозможно.

Поэтому медно-нике-левые файнштейны вначале направляют на разделение меди и никеля. Разделение меди и никеля можно осуществить несколькими методами.

Наибольшее распространение получил флотационный метод, при котором никель концентрируют в богатом никелевом концентрате, а медь - в медном. Перед флотационным разделением файнштейн необходимо медленно охладить в течение 40 80 ч с тем, чтобы обеспечить получение достаточно крупных кристаллов и хорошее механическое вскрытие кристаллических фаз при последующем его дроблении и измельчении. Медленно охлажденный файнштейн состоит из обособленных кристаллов трех видов сульфидов меди и никеля и металлического сплава.

Последний представляет собой твердый раствор никеля и меди переменного состава. В нем концентрируется до 80 платиновых металлов, содержащихся в файнштейне. Металлический сплав можно перед флотацией выделить магнитной сепарацией и направить на самостоятельную переработку. На отечественных предприятиях магнитную фракцию не выделяют и она полностью переходит в никелевый концентрат.

Флотацию ведут в сильнощелочной среде. Пенный продукт - богатый медный концентрат - после перечисток направляют в медное производство, где его расплавляют в отражательных или электрических печах, а расплав конвертируют до получения черновой меди. В медном концентрате содержится 68 73 Си и до 5 Ni. Вторым продуктом флотационного разделения является богатый никелевый концентрат хвосты флотации, который содержит, Ni 68 72 Си 3 4 Со до 1 Fe2 3 S 22 23,5, а также большую часть платиновых металлов.

Другим применяемым в современной практике способом разделения меди и никеля является карбонильный процесс. Его используют для переработки медно-никелевых файнштейнов, восстановленного оксида никеля и рафинирования чернового никеля. Карбонильное разделение меди и никеля основано на способности никеля образовывать при взаимодействии с СО карбонил - соединение металла с СО. Вместе с никелем образуют кар-бонилы железо и кобальт медь карбонилов не образует. Карбонил никеля Ni C0 4 плавится при температуре - 25 С и кипит при 43 С. Температура кипения карбонила железа 105 С. Карбонил кобальта плавится при 51 0С с разложением.

При нагревании до температуры 180 С пары карбонила никеля разлагаются. Тогда сущность карбонильного процесса можно описать уравнением При атмосферном давлении образование карбонилов идет очень медленно. Равновесие этой реакции можно сдвинуть вправо, т.е. ускорить процесс, проводя его под давлением 17 23 МПа и при температуре 190 220 С. По этому способу в стальной реактор бомбу загружают перерабатываемый материал, включая дробленый передутый ме-таллизованный файнштейн с пониженным содержанием серы. Карбонил никеля, загрязненный карбонилом железа, возгоняется, а вся медь, платиноиды и кобальт остаются в остатке.

Технический карбонил никеля для очистки от железа подвергают фракционной перегонке ректификации. Очищенный карбонил направляют в башню разложения, обогреваемую до 200 220 С. Продуктом разложения могут быть карбонильный порошок или дробь диаметром до 10 15 мм. Карбонильный никель содержит менее 0,001 Си, 0,005 Fe, 0,002 S и до 0,03 С. 4.3