RU2154681C1

RU2154681C1 - Method of reworking secondary chemical current sources containing nickel

Info

Publication number: RU2154681C1
Application number: RU99121490A
Authority: RU
Inventors: А.А. Баков; И.А. Бердников; Н.Н. Ждан; В.И. Ломовцев; С.А. Печелиев; Ю.Е. Самарин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Серовский металлургический завод"; Закрытое акционерное общество "Вторник"
Priority date: 1999-10-11
Filing date: 1999-10-11
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: recovery of non-ferrous metals from used secondary current sources containing nickel. SUBSTANCE: metal charge is reduced in open-hearth furnace before melting to its melting point. Proposed method makes it possible to change main mass of ferric and nickel oxides to metallic phase and to reduce and change remaining part of nickel and ferric oxides to alloy during melting cycle. Introduction of ferrosilicon after melting makes it possible to finally reduce remaining ferric oxide and to tap off slag in burned lime. EFFECT: increased amount of total extraction of nickel and iron to ferronickel. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области получения цветных металлов из вторичного сырья металлургическим способом, в частности из отработанных вторичных химических источников тока, содержащих никель. The invention relates to the field of production of non-ferrous metals from secondary raw materials in a metallurgical manner, in particular from spent secondary chemical current sources containing nickel.

Известен способ переработки отработанных положительных пластин никелево-железных и никелево-кадмиевых аккумуляторов (А.С. N 272558, МПК C 22 B 7/00, C 22 B 23/02. Способ переработки отработанных положительных пластин никелево-железных и никелево-кадмиевых аккумуляторов. Е.И. Майзель и др. Опубл. БИ N 19.04.08.67). Недостатками этого способа являются значительные потери никеля и железа за счет ведения процесса при высокой температуре в окислительной среде. There is a method of processing spent positive plates of nickel-iron and nickel-cadmium batteries (AS N 272558, IPC C 22 B 7/00, C 22 B 23/02. Method of processing spent positive plates of nickel-iron and nickel-cadmium batteries EI Mayzel et al. Publ. BI N 19.04.08.67). The disadvantages of this method are significant losses of Nickel and iron due to the process at high temperature in an oxidizing environment.

Известен также способ переработки пластин никелево-железных (кадмиевых) аккумуляторов (А. С. N 539087, МПК C 22 B 23/02. Способ переработки пластин никелево-железных (кадмиевых) аккумуляторов. В.Я. Кошкаров и др. Опубл. БИ N46, 15.12.76). Недостатками этого способа являются недостаточное общее извлечение железа и никеля в товарный продукт за счет ведения процесса при высокой температуре и в окислительной среде, подогретого до температуры 500-800^oC воздуха.There is also a method of processing plates of nickel-iron (cadmium) batteries (A. S. N 539087, IPC C 22 B 23/02. Method for processing plates of nickel-iron (cadmium) batteries. V. Ya. Koshkarov and other publ. BI N46, 12.15.76). The disadvantages of this method are the insufficient total extraction of iron and nickel in the marketable product due to the process at high temperature and in an oxidizing environment, heated to a temperature of 500-800 ^o C air.

Наиболее близким к описываемому способу по технической сущности является способ переработки отработанных железо-никелевых аккумуляторов на товарный ферроникель (А.С. N 711137, МПК C 22 B 7/00. Способ переработки отработанных железо-никелевых аккумуляторов на товарный ферроникель. М.Р. Русаков и др. Опубл. БИ N 3, 12.12.77), заключающийся в том, что в дуговой электропечи предварительно проплавляют часть металлической садки и флюсы. В образованный плав добавляют остальную массу шихты, плавят при 1660-1700^oC, связывают металлические примеси в соединения, переходящие в шлак, выжигают углерод, после чего выдерживают расплав в печи для полного расслоения расплава ферроникеля и шлака. Одновременно в печь могут быть загружены никель-железистые отходы, содержащие легко окисляемые примеси, которыми регулируют химический состав ферроникеля.Closest to the described method in technical essence is a method for processing spent iron-nickel batteries into commodity ferronickel (AS N 711137, IPC C 22 B 7/00. Method for processing spent iron-nickel batteries into commodity ferronickel. Rusakov et al. Publ. BI N 3, 12.12.77), which consists in the fact that part of the metal cage and fluxes are preliminarily smelted in an electric arc furnace. The remaining mass of the charge is added to the formed melt, melted at 1660-1700 ^° C, metallic impurities are bound into compounds that are converted to slag, carbon is burned, and then the melt is held in an oven to completely separate the melt of ferronickel and slag. At the same time, nickel-iron waste containing easily oxidizable impurities, which regulate the chemical composition of ferronickel, can be loaded into the furnace.

Недостатком этого способа является то, что предварительное плавление части металлической садки и большого количества флюсов уменьшает рабочее пространство дуговой электропечи, в результате загрузку ведут периодически, а это приводит к постоянному контакту шихты с кислородом воздуха и созданию окислительной атмосферы в рабочем пространстве печи. Окислительная атмосфера и высокая рабочая температура 1600-1700^oC ведут к окислению и ошлаковыванию части никеля и железа.The disadvantage of this method is that the preliminary melting of a part of the metal cage and a large number of fluxes reduces the working space of the electric arc furnace, as a result of loading periodically, and this leads to constant contact of the charge with atmospheric oxygen and the creation of an oxidizing atmosphere in the working space of the furnace. The oxidizing atmosphere and high working temperature of 1600-1700 ^o C lead to the oxidation and slagging of part of Nickel and iron.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение общего извлечения никеля и железа в ферроникель. The aim of the invention is to increase the total extraction of Nickel and iron in ferronickel.

Цель достигается тем, что в мартеновской печи металлическую садку перед плавлением восстанавливают при температуре ниже ее температуры плавления. The goal is achieved by the fact that in the open-hearth furnace, the metal cage is restored before melting at a temperature below its melting temperature.

Сущностью предлагаемого изобретения является то, что переработку ведут в мартеновской печи, в которой металлическую садку подвергают восстановлению при температуре ниже ее температуры плавления, для чего в рабочем пространстве печи одновременно с загрузкой создают восстановительную атмосферу, при этом поддерживают отношение диоксида углерода к оксиду углерода не более 1,0, плавят при температуре 1460-1530^oC, затем вводят флюс в виде композиции обожженной извести и ферросилиция в соотношении 4 : 1 в количестве 2-4% от веса металлической садки.The essence of the invention is that the processing is carried out in an open-hearth furnace, in which the metal cage is subjected to reduction at a temperature below its melting point, for which a reducing atmosphere is created in the furnace’s working space at the same time as the load, while maintaining the ratio of carbon dioxide to carbon monoxide no more 1.0, melted at a temperature of 1460-1530 ^o C, then injected flux in the form of a composition of calcined lime and ferrosilicon in a ratio of 4: 1 in the amount of 2-4% by weight of the metal cages.

Создание в рабочем пространстве мартеновской печи одновременно с загрузкой восстановительной атмосферы приводит к восстановлению в твердой фазе оксидов никеля и железа, причем полнота восстановления оксидов зависит от отношения диоксида углерода к оксиду углерода в газовой смеси. Зависимость полноты восстановления в твердой фазе оксидов никеля и железа от состава газовой смеси приведены в таблице. Из таблицы видно, что при отношении диоксида углерода к оксиду углерода более 1,0 резко падает полнота восстановления как оксидов никеля, так и железа. The creation of an open-hearth furnace in the working space simultaneously with the loading of a reducing atmosphere leads to the reduction of nickel and iron oxides in the solid phase, and the completeness of the reduction of oxides depends on the ratio of carbon dioxide to carbon monoxide in the gas mixture. The dependence of the completeness of reduction in the solid phase of nickel and iron oxides on the composition of the gas mixture is given in the table. The table shows that when the ratio of carbon dioxide to carbon monoxide is more than 1.0, the completeness of reduction of both nickel oxides and iron decreases sharply.

После восстановления шихту плавят при температуре 1460-1530^oC, которая при полученном соотношении металлических фаз железа и никеля близка к эвтектической. При плавлении восстанавливаются оксидом углерода газовой смеси оставшиеся части оксидов железа и никеля. После плавления вводят флюс в виде композиции обожженной извести и ферросилиция в соотношении 4:1 в количестве 2-4% от веса металлической садки. Введение ферросилиция в количестве 0,4 - 0,8% от массы металлической садки позволяет довосстановить остатки оксида никеля, так как сродство к кислороду у железа и кремния выше, чем у никеля, а обожженной извести в количестве 1,6-3,2% от массы металлической садки, - ошлаковать примеси и остатки оксидов железа.After recovery, the mixture is melted at a temperature of 1460-1530 ^o C, which at the obtained ratio of the metal phases of iron and nickel is close to eutectic. During melting, the remaining parts of iron and nickel oxides are reduced by carbon monoxide in the gas mixture. After melting, flux is introduced in the form of a composition of calcined lime and ferrosilicon in a ratio of 4: 1 in an amount of 2-4% of the weight of the metal cage. The introduction of ferrosilicon in the amount of 0.4 - 0.8% by weight of the metal cage allows you to restore the remaining nickel oxide, since the affinity for oxygen in iron and silicon is higher than in nickel, and calcined lime in the amount of 1.6-3.2% by weight of the metal cage, - slag impurities and residues of iron oxides.

Таким образом, предлагаемый способ переработки вторичных химических источников тока, содержащих никель, позволяет до плавления перевести в металлическую фазу основную массу оксидов железа и никеля, а при плавлении восстановить и перевести в расплав оставшуюся часть оксидов никеля и железа. Введение после плавления ферросилиция позволяет довосстановить и перевести в сплав остатки оксида никеля, а - обожженной извести ошлаковать примеси и остатки железа. Thus, the proposed method for processing secondary chemical current sources containing nickel allows to transfer the bulk of iron and nickel oxides to the metal phase prior to melting, and during melting to restore and transfer the remaining part of nickel and iron oxides to melt. The introduction of ferrosilicon after melting allows the nickel oxide residues to be reduced and converted into the alloy, and the impurities and iron residues to slag burnt lime.

Claims

A method of processing secondary chemical current sources containing nickel, including melting a metal cage with fluxes, characterized in that the processing is carried out in an open-hearth furnace, in which the metal precipitate is subjected to reduction at a temperature below its melting point, for which, in the working space of the furnace, they are simultaneously created with the load reducing atmosphere while maintaining the carbon dioxide to carbon monoxide ratio of less than 1.0, is melted at a temperature of 1460 - 1530 ^o C, then introduced into the flux composition in the form of bozhzhennoy lime and ferrosilicon in a ratio of 4: 1 in an amount of 2 - 4% by weight of the metallic cages.