RU2187568C1 - Method of nickel matte production - Google Patents
Method of nickel matte production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187568C1 RU2187568C1 RU2001105593A RU2001105593A RU2187568C1 RU 2187568 C1 RU2187568 C1 RU 2187568C1 RU 2001105593 A RU2001105593 A RU 2001105593A RU 2001105593 A RU2001105593 A RU 2001105593A RU 2187568 C1 RU2187568 C1 RU 2187568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metallurgical coke
- coal
- coke
- nickel
- quality coal
- Prior art date
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 84
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 84
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 63
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 6
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 5
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 3
- 229910000863 Ferronickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 2
- -1 pyrites Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical class [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к способу переработки окисленных никелевых руд и может быть использовано для получения бедного никелевого штейна. The present invention relates to a method for processing oxidized nickel ores and can be used to produce poor nickel matte.
Распространенный в настоящее время способ переработки окисленных никелевых руд, содержащих 1,0% никеля и менее, заключается в переведении никеля в штейн, т.е. в сплав, содержащий сульфиды никеля и железа (Ni3S2 и FeS), и растворенное в них свободное железо, с последующей переработкой штейна известными способами.The currently common method for processing oxidized nickel ores containing 1.0% nickel or less is to convert nickel to matte, i.e. into an alloy containing nickel and iron sulfides (Ni 3 S 2 and FeS), and free iron dissolved in them, with subsequent processing of matte by known methods.
Способ получения никелевого штейна включает восстановительно-сульфидирующую шахтную плавку окисленных руд в присутствии сульфидирующего агента (пирит, колчедан, гипс), флюсующего агента и металлургического кокса, являющегося одновременно и топливом и восстановителем. The method for producing nickel matte includes reduction-sulfiding mine smelting of oxidized ores in the presence of a sulfiding agent (pyrite, pyrites, gypsum), a fluxing agent, and metallurgical coke, which is both a fuel and a reducing agent.
Образующийся при плавке штейн, содержащий 10-16% никеля, выводится из печи периодически, а шлак, находящийся над слоем штейна, непрерывно [В.И. Смирнов, А.А. Цейдлер, И.Ф. Худяков, А.И. Тихонов. Металлургия меди, никеля, кобальта. Ч.II Изд. "Металлургия", 1966, с. 39-69]. The matte formed during smelting, containing 10-16% nickel, is periodically removed from the furnace, and the slag located above the matte layer is continuously [V.I. Smirnov, A.A. Zeidler, I.F. Khudyakov, A.I. Tikhonov. Metallurgy of copper, nickel, cobalt. Part II Ed. "Metallurgy", 1966, p. 39-69].
Способ получения штейна плавкой в шахтной печи окисленных никелевых руд связан со значительным расходом кокса. The method of producing matte smelted in a shaft furnace of oxidized nickel ores is associated with a significant consumption of coke.
Удельный расход кокса при плавке никельсодержащих рудных брикетов составляет 28-35%, при плавке агломерата 20-25% от массы руды и агломерата. The specific consumption of coke in the smelting of nickel-containing ore briquettes is 28-35%, in the smelting of sinter 20-25% by weight of ore and sinter.
Сократить расход кокса по данному способу не представляется возможным, поскольку при плавке на штейн заданного состава максимальное извлечение в него никеля достигается, в частности, за счет соблюдения оптимального расхода кокса. Во избежание увеличения потерь никеля со шлаками нельзя снижать удельный расход кокса ниже определенного предела. It is not possible to reduce the coke consumption by this method, since when melting on a matte of a given composition, the maximum extraction of nickel into it is achieved, in particular, by observing the optimal coke consumption. In order to avoid an increase in nickel losses with slags, it is impossible to reduce the specific coke consumption below a certain limit.
Известен способ получения никелевого штейна восстановительно-сульфидирующей плавкой рудных брикетов в шахтной печи с использованием в качестве топлива - восстановителя металлургического кокса. Для уменьшения расхода металлургического кокса в рудные брикеты вводится коксовая мелочь, отсеваемая от металлургического кокса [И.Д. Резник. Совершенствование шахтной плавки окисленных никелевых руд. Изд. "Металлургия", 1983, с. 126]. A known method of producing nickel matte by reduction-sulphidating smelting of ore briquettes in a shaft furnace using metallurgical coke as a reducing agent. To reduce the consumption of metallurgical coke, coke breeze is introduced into ore briquettes, screened out from metallurgical coke [I.D. Resnick. Improving mine smelting of oxidized nickel ores. Ed. "Metallurgy", 1983, p. 126].
Использование для плавки рудно-коксовых брикетов, содержащих 5% коксовой мелочи, позволяет снизить расход металлургического кокса на 3,3%, однако общий расход топлива увеличивается, т.к. часть введенной коксовой мелочи - 1,7% или 30% от введенной в брикеты коксовой мелочи теряется. Потери обусловлены частичным уносом коксовой мелочи с продуктами плавки, главным образом со шлаком. Это приводит к повышению вязкости шлаков и потерям никеля со шлаком. Данный способ не позволяет значительно сократить расход металлургического кокса. The use of smelting ore-coke briquettes containing 5% coke breeze for smelting reduces the consumption of metallurgical coke by 3.3%, but the total fuel consumption increases, because part of the introduced coke breeze - 1.7% or 30% of the coke breeze introduced into briquettes is lost. Losses are caused by partial ablation of coke breeze with smelting products, mainly with slag. This leads to an increase in slag viscosity and nickel loss with slag. This method does not significantly reduce the consumption of metallurgical coke.
Известен способ получения никелевого штейна восстановительно-сульфидирующей плавкой рудных брикетов с введением в брикеты высокосернистого нефтяного кокса замедленного коксования, содержащего в %: Сd-85-88; Vd-7-10; Sd 1-3,8-4,5; Аd-0,4-0,9, где Сd - содержание углерода, Vd - выход летучих веществ, Sd 1 - содержание серы, Аd - зольность.A known method of producing nickel matte by reducing sulphiding smelting ore briquettes with the introduction of briquettes high-sulfur petroleum coke delayed coking, containing in%: C d -85-88; V d -7-10; S d 1 -3.8-4.5; And d -0.4-0.9, where C d is the carbon content, V d is the yield of volatile substances, S d 1 is the sulfur content, And d is the ash content.
В качестве топлива и восстановителя использовался металлургический кокс с содержанием, %: Sd t-1,6; Аd-12,0; Vd-0,6.Metallurgical coke with the content,%: S d t -1.6; was used as fuel and reducing agent; A d is 12.0; V d -0.6.
Согласно этому способу, в брикеты вводилось 1,6-2,2 и 5,2% нефтяного кокса. При введении в рудные брикеты 5,2% нефтяного кокса расход крупного металлургического кокса сократился на 4,0%, однако, общий расход топлива увеличился на 1,2%. При расходе нефтяного кокса 1,6-2,2% отмечена некоторая экономия крупного металлургического кокса [И.Д. Резник. Совершенствование шахтной плавки окисленных никелевых руд. Изд. "Металлургия", 1983, с. 127]. Данное решение взято в качестве прототипа. According to this method, 1.6-2.2 and 5.2% petroleum coke was introduced into briquettes. When 5.2% petroleum coke was introduced into ore briquettes, the consumption of large metallurgical coke decreased by 4.0%, however, the total fuel consumption increased by 1.2%. With the consumption of petroleum coke of 1.6-2.2%, a certain saving of large metallurgical coke was noted [I.D. Resnick. Improving mine smelting of oxidized nickel ores. Ed. "Metallurgy", 1983, p. 127]. This decision is taken as a prototype.
Таким образом, введение мелкого кокса, в том числе нефтяного, в рудные брикеты приводит к тому, что часть мелкого кокса из брикетов переходит в расплав и теряется вместе со шлаками, увеличивая их вязкость. Thus, the introduction of fine coke, including petroleum, into ore briquettes leads to the fact that part of the fine coke from the briquettes passes into the melt and is lost together with slag, increasing their viscosity.
Увеличение содержания мелкого нефтяного кокса или коксовой мелочи, отсеваемой от металлургического кокса, в рудных брикетах будет сопровождаться снижением их прочности и поэтому нецелесообразно. An increase in the content of fine petroleum coke or coke breeze screened out from metallurgical coke in ore briquettes will be accompanied by a decrease in their strength and therefore impractical.
Перечисленные способы не дают возможности значительно понизить расход металлургического кокса и в настоящее время не применяются. The above methods do not provide the opportunity to significantly reduce the consumption of metallurgical coke and are not currently used.
Недостатком известного способа, как и всех ранее отмеченных, помимо увеличения общего расхода топлива, является также использование в качестве топлива и восстановителя значительных количеств дорогостоящего металлургического кокса. The disadvantage of this method, as well as all previously noted, in addition to increasing the total fuel consumption, is also the use of significant quantities of expensive metallurgical coke as fuel and a reducing agent.
Задачей предполагаемого изобретения является устранение указанных недостатков. The objective of the proposed invention is to remedy these disadvantages.
Задача решается за счет того, что в способе получения никелевого штейна, включающем загрузку в шахтную печь шихты, содержащей окускованную окисленную никельсодержащую руду и топливо-восстановитель, восстановительно-сульфидирующую плавку, в качестве топлива-восстановителя используют металлургический кокс и сортовой каменный уголь с выходом летучих веществ не более 14 мас.%, преимущественно не более 7 мас.%, зольностью не более 20 мас.%, преимущественно не более 10 мас.%, и термостойкостью не менее 70%, преимущественно не менее 80%, взятые в соотношении (40-95): (60-5) мас.% соответственно. The problem is solved due to the fact that in the method for producing nickel matte, which includes loading a charge into a shaft furnace containing agglomerated oxidized nickel-containing ore and a reducing fuel, reducing sulfiding smelting, metallurgical coke and high-quality coal with the release of volatile are used as reducing fuel substances not more than 14 wt.%, mainly not more than 7 wt.%, ash content not more than 20 wt.%, mainly not more than 10 wt.%, and heat resistance not less than 70%, mainly not less than 80%, taken in proportion enii (40-95): (60-5) wt%, respectively..
Задача решается так же за счет того, что используют сортовой каменный уголь крупностью не менее 25 мм, преимущественно 25-150 мм. При этом содержание фракции 25-150 мм в сортовом каменном угле составляет не менее 80% маc. The problem is also solved due to the fact that high-quality coal with a particle size of at least 25 mm, mainly 25-150 mm, is used. At the same time, the content of the fraction of 25-150 mm in high-quality coal is at least 80% by weight.
Загрузку сортового каменного угля (далее по тексту - угля) и металлургического кокса в шахтную печь можно осуществлять одновременно в виде их смеси или послойно, при этом металлургический кокс загружают на слой угля. The loading of high-quality coal (hereinafter referred to as coal) and metallurgical coke in a shaft furnace can be carried out simultaneously in the form of a mixture thereof or in layers, while metallurgical coke is loaded onto a layer of coal.
Кроме того возможна раздельная загрузка металлургического кокса и угля путем чередования загрузок с металлургическим коксом и углем с сохранением заданного соотношения и суммарного расхода топлива и равномерности их распределения по объему печи. In addition, separate loading of metallurgical coke and coal is possible by alternating downloads with metallurgical coke and coal while maintaining a given ratio and total fuel consumption and the uniformity of their distribution throughout the furnace volume.
Уголь имеет ряд преимуществ по сравнению с металлургическим коксом - он менее дефицитен, недорог, имеет повышенный восстановительный потенциал за счет более высокого выхода летучих веществ, главным образом водорода. Coal has several advantages over metallurgical coke - it is less scarce, inexpensive, and has a higher reduction potential due to a higher yield of volatile substances, mainly hydrogen.
Считается, что уголь не пригоден для использования в качестве топлива и восстановителя в шахтных печах [И. Д. Резник. Совершенствование шахтной плавки окисленных никелевых руд. Изд. "Металлургия", М., 1983, с. 37.; В.И. Смирнов. Шахтная плавка в металлургии цветных металлов. Металлургиздат, Свердловск 1955 г.]. It is believed that coal is not suitable for use as fuel and a reducing agent in shaft furnaces [I. D. Reznik. Improving mine smelting of oxidized nickel ores. Ed. "Metallurgy", M., 1983, p. 37 .; IN AND. Smirnov. Mine smelting in the metallurgy of non-ferrous metals. Metallurgical Publishing House, Sverdlovsk 1955].
Проведенные авторами предполагаемого изобретения опытно-промышленные восстановительно-сульфидирующие плавки окисленных никелевых руд с заменой части металлургического кокса углем опровергли это утверждение. The authors of the alleged invention experimental pilot-reduction-sulphidating smelting of oxidized nickel ores with the replacement of part of metallurgical coke with coal refuted this statement.
Испытания с использованием в качестве топлива-восстановителя металлургического кокса и угля показали, что при восстановительно-сульфидирующей плавке окисленных никелевых руд в шахтной печи 5-60 мас.% металлургического кокса может быть заменено соответствующим количеством угля с показателями качества, указанными выше. При замене углем более 60% металлургического кокса увеличивается доля летучих веществ, выделяющихся в процессе нагревания угля в шахтной печи, что может сдвинуть процесс восстановительно-сульфидирующей плавки окисленных никелевых руд в направлении образования нежелательного продукта - ферроникеля, кроме того, ухудшается равномерность газопроницаемости шихты. Замена менее 5% металлургического кокса углем нецелесообразна вследствие снижения эффективности и повышения доли удельных затрат на организацию производства. Количество угля, используемое взамен части металлургического кокса, выбирается в каждом конкретном случае исходя из качества кокса, угля и руды, подаваемых на плавку, конструкции шахтной печи, характеристики склада кокса, транспортных средств, дозирующих устройств и ряда других обстоятельств. Tests using metallurgical coke and coal as a reducing fuel showed that during the reduction-sulphiding smelting of oxidized nickel ores in a shaft furnace, 5-60 wt.% Metallurgical coke can be replaced with an appropriate amount of coal with the quality indicators indicated above. When coal is replaced with more than 60% of metallurgical coke, the fraction of volatile substances released during the heating of coal in a shaft furnace increases, which can shift the process of reduction-sulphiding smelting of oxidized nickel ores in the direction of the formation of an undesirable product - ferronickel, in addition, the uniformity of gas permeability of the charge is worsened. Replacing less than 5% of metallurgical coke with coal is impractical due to reduced efficiency and increased share of unit costs for the organization of production. The amount of coal used to replace part of metallurgical coke is selected in each case based on the quality of coke, coal and ore supplied for smelting, the design of the shaft furnace, the characteristics of the coke warehouse, vehicles, metering devices, and a number of other circumstances.
Для обеспечения однородного гранулометрического состава топлива, подаваемого в шахтную печь, гранулометрический состав угля должен приближаться к гранулометрическому составу металлургического кокса, поэтому крупность угля должна быть не менее 25 мм, преимущественно 25-150 мм. Содержание фракции 25-150 мм в угле должно составлять не менее 80 мас.%. To ensure a uniform particle size distribution of the fuel supplied to the shaft furnace, the particle size distribution of coal should be close to the particle size distribution of metallurgical coke, therefore, the grain size should be at least 25 mm, mainly 25-150 mm. The content of the fraction of 25-150 mm in coal should be at least 80 wt.%.
Ограничение содержания выхода летучих веществ угля (Vd) не более 14 мас. % обусловлено необходимостью предотвращения сдвига процесса восстановления никеля в область, способствующую образованию нежелательного продукта плавки - ферроникеля. При использовании углей с выходом летучих выше 14% возможно увеличение содержания смолистых веществ в отходящих газах, что приведет к осаждению их из газа в газоходах, дымососах и другом оборудовании. Это может усложнить эксплуатацию оборудования. Поэтому предпочтительнее использовать уголь с меньшим выходом летучих веществ, 7% и менее, т.к. последний может использоваться при замене до 40-60% металлургического кокса, в то время как углем с выходом летучих 10-14% предпочтительнее заменять меньшее количество кокса (10-30%).The restriction of the content of the yield of volatile substances of coal (V d ) not more than 14 wt. % due to the need to prevent a shift in the process of nickel reduction in the region that contributes to the formation of an undesirable melting product - ferronickel. When using coal with a volatile yield of more than 14%, it is possible to increase the content of tarry substances in the exhaust gases, which will lead to their deposition from gas in gas ducts, smoke exhausters and other equipment. This may complicate the operation of the equipment. Therefore, it is preferable to use coal with a lower yield of volatiles, 7% or less, because the latter can be used when replacing up to 40-60% of metallurgical coke, while coal with a volatile 10-14% yield is preferable to replace a smaller amount of coke (10-30%).
Ограничение зольности угля (Аd) не более 20 мас.% обусловлено снижением производительности шахтной печи за счет увеличения в шихте балластной части - золы угля. Поэтому предпочтительнее использовать уголь с меньшей зольностью - 10% и менее, что позволит дополнительно снизить удельный расход топлива-восстановителя в шихте без увеличения потерь никеля со шлаками.The limitation of coal ash (A d ) to no more than 20 wt.% Is due to a decrease in the productivity of the shaft furnace due to an increase in the charge of the ballast part - coal ash. Therefore, it is preferable to use coal with a lower ash content of 10% or less, which will further reduce the specific consumption of reducing fuel in the charge without increasing the losses of nickel with slags.
Ограничение термостойкости угля не менее 70% (по ГОСТ 7714-75) обусловлено необходимостью сохранения газопроницаемости слоя шихты. При попадании в зону высоких температур угля с термостойкостью менее 70% некоторая его часть может разрушиться с образованием мелких фракций (менее 25 мм), что приведет к ухудшению газопроницаемости слоя шихты и соответственно к снижению производительности печи. Кроме того, разрушение кусков угля приведет к сужению зоны горения печи, что может нарушить технологию шахтной плавки и усложнит эксплуатацию оборудования. Поэтому предпочтительнее использовать уголь с термостойкостью 80% и более, что позволяет использовать максимальный диапазон замены кокса углем. The heat resistance of coal is not less than 70% (according to GOST 7714-75) due to the need to preserve the gas permeability of the charge layer. If coal with a heat resistance of less than 70% enters the high temperature zone, some of it may collapse with the formation of fine fractions (less than 25 mm), which will lead to a deterioration in the gas permeability of the charge layer and, accordingly, to a decrease in furnace productivity. In addition, the destruction of pieces of coal will lead to a narrowing of the combustion zone of the furnace, which may violate the technology of mine smelting and complicate the operation of the equipment. Therefore, it is preferable to use coal with heat resistance of 80% or more, which allows you to use the maximum range of coke replacement with coal.
Металлургический кокс и уголь могут загружаться в шахтную печь совместно или раздельно. При использовании в качестве топлива-восстановителя металлургического кокса и угля возможны загрузки либо их смеси, либо послойно в одной загрузке, при этом предпочтительно слой металлургического кокса загружать на слой угля с целью предохранения менее прочного угля металлургическим коксом от ударных нагрузок других компонентов шихты, например кусков известняка и руды. Metallurgical coke and coal can be loaded into the shaft furnace together or separately. When metallurgical coke and coal are used as a reducing agent, either mixtures of them can be loaded or layer by layer in one load, while it is preferable to load a layer of metallurgical coke on a coal layer in order to protect less durable coal from metallurgical coke from shock loads of other charge components, for example, pieces limestone and ore.
Кроме того, металлургический кокс и уголь могут загружаться в шахтную печь в раздельных загрузках путем различного чередования в зависимости от заданного их соотношения и расхода, при этом сохраняют общий расход и соотношение металлургического кокса и угля, а также равномерное их распределение по площади печи. In addition, metallurgical coke and coal can be loaded into a shaft furnace in separate downloads by varying alternations depending on their predetermined ratio and flow rate, while maintaining the total flow rate and ratio of metallurgical coke and coal, as well as their uniform distribution over the area of the furnace.
Применение (выбор) различных способов загрузок обусловлено совокупностью различных факторов, например условий, для хорошего смешения металлургического кокса и угля без их разрушения, условий складирования, наличия достаточного количества промежуточных расходных бункеров и дозаторов, количества угля, заменяющего металлургический кокс, и др. Например, при шахтной плавке с заменой 20-30% металлургического кокса углем при достаточном количестве расходных бункеров с дозаторами или других средств, обеспечивающих дозирование и смешение, возможно применение любого из перечисленных способов загрузки. The use (selection) of different loading methods is due to a combination of various factors, for example, conditions for good mixing of metallurgical coke and coal without their destruction, storage conditions, the presence of a sufficient number of intermediate feed hoppers and batchers, the amount of coal replacing metallurgical coke, etc. For example, during mine smelting with the replacement of 20-30% of metallurgical coke with coal with a sufficient number of feed hoppers with dispensers or other means for dosing and mixing, zhno use of any of the following methods: download.
Предлагаемый способ был проверен в восстановительно-сульфидирующей плавке окисленных никелевых руд на промышленных шахтных печах высотой 5 м, длиной 14,5 м, шириной в области фурм ~ 1,4 м, с площадью сечения в области фурм ~ 20 м2. В качестве рудной части шихты использовались брикеты размером 90 х 50 х 40 мм и кусковая руда с кусками крупнее 30 мм.The proposed method was tested in the reduction-sulphiding smelting of oxidized nickel ores in industrial shaft furnaces with a height of 5 m, a length of 14.5 m, a width in the tuyere region of ~ 1.4 m, and a cross-sectional area in the tuyere region of ~ 20 m 2 . Briquettes measuring 90 x 50 x 40 mm and lump ore with pieces larger than 30 mm were used as the ore part of the charge.
Расход металлургического кокса и угля во всех случаях сохранялся равным 32 мас. % от массы рудной загрузки. Количество угля в общей массе топлива изменялось от 5 до 60 мас.%. The consumption of metallurgical coke and coal in all cases remained equal to 32 wt. % by weight of ore load. The amount of coal in the total mass of fuel ranged from 5 to 60 wt.%.
Применялось воздушное дутье. An air blast was used.
Средний химический состав рудной части шихты, мас. %: Ni -1,20; Со-0,025; Si02-41-49; Mg-15-20; Fе2О3-16,5-22,5; Al2O3-6,0-8,0.The average chemical composition of the ore part of the charge, wt. %: Ni -1.20; Co-0.025; Si0 2 -41-49; Mg-15-20; Fe 2 O 3 -16.5-22.5; Al 2 O 3 -6.0-8.0.
В качестве сульфидизатора использовали пирит в количестве 9,0-10,0 мас.% от массы рудной части шихты, в качестве флюса - известняк в количестве 18,5 мас.%. Pyrite in the amount of 9.0-10.0 wt.% By weight of the ore part of the charge was used as a sulfidizing agent, and limestone in the amount of 18.5 wt.% Was used as a flux.
Характеристика топлива-восстановителя. Characteristic of fuel-reducing agent.
Металлургический кокс:
Аd-13 мас.%; Sd t-0,5 мас.%; Vd-0,5 мас.%; крупность более 25 мм.Metallurgical Coke:
And d -13 wt.%; S d t -0.5 wt.%; V d -0.5 wt.%; fineness of more than 25 mm.
Сортовой каменный уголь:
Аd-6,1-18,6 мас.%; Sd-0,3-1,6 мас.%; Vd-3,5-12,7 мас.%;
термостойкость - 74-82%, крупность более 25 мм.High-quality coal:
And d is 6.1-18.6 wt.%; S d -0.3-1.6 wt.%; V d -3.5-12.7 wt.%;
heat resistance - 74-82%, particle size more than 25 mm.
При участии угля в топливе-восстановителе от 5 до 60 мас.% в загрузках использовались как однородные, так и слоевые смеси металлургического кокса и угля. Кроме того, при замене 30% металлургического кокса углем применялась и чередующаяся загрузка металлургического кокса и угля. В этом случае 7 загрузок металлургического кокса чередовались с 3 загрузками угля. With the participation of coal in the reducing fuel from 5 to 60 wt.% In the loads, both homogeneous and layered mixtures of metallurgical coke and coal were used. In addition, when replacing 30% of metallurgical coke with coal, alternating loading of metallurgical coke and coal was also used. In this case, 7 downloads of metallurgical coke alternated with 3 downloads of coal.
В таблице приведены результаты плавок с использованием в качестве топлива и восстановителя смеси металлургического кокса и угля марок ТПК, АК, АО в разных соотношениях и для сравнения результаты плавки с металлургическим коксом. The table shows the results of smelting using a mixture of metallurgical coke and coal of TPK, AK, AO brands in different ratios as fuel and reducing agent, and for comparison, the results of smelting with metallurgical coke.
В примерах 1 и 2 (см. таблицу) в качестве заменителя металлургического кокса использовался уголь марки ТПК с крупностью кусков 50-150 мм, содержание кусков 50-150 мм 85,0 мас.%, зольность угля 12,2 мас.%, выход летучих веществ 12,7 мас. %, содержание серы 0,3 мас.%, термостойкость 74%. Количество заменяемого кокса 10 и 20% маc., соответственно. In examples 1 and 2 (see table), TPK brand coal with a particle size of 50-150 mm, a content of pieces of 50-150 mm, 85.0 wt.%, Ash content of coal 12.2 wt.%, Was used as a substitute for metallurgical coke. volatile substances 12.7 wt. %, sulfur content 0.3 wt.%, heat resistance 74%. The amount of coke to be replaced is 10 and 20% by weight, respectively.
В примерах 3 и 4 в качестве заменителя кокса использовался уголь марки АК с крупностью кусков от 50 до 100 мм, содержание кусков 50-100 мм 85,9 мас. %, зольность угля 18,6 мас.%, выход летучих веществ 3,6 мас.%, содержание серы 0,4 мас.%, термостойкость 80%. Количество заменяемого кокса 20 и 30 мас.% соответственно. In examples 3 and 4, AK brand coal was used as a substitute for coke with a particle size of 50 to 100 mm, the content of pieces 50-100 mm 85.9 wt. %, coal ash 18.6 wt.%, volatiles yield 3.6 wt.%, sulfur content 0.4 wt.%,
В примерах 5, 6 и 7 в качестве заменителя кокса использовался уголь марки АО, с крупностью кусков 25-80 мм. Содержание кусков крупностью 25-80 мм - 86,6 мас.%. Зольность 6,1 мас.%, выход летучих веществ - 3,5 мас.%, содержание серы - 1,6 мас.%, термостойкость 82%. Количество заменяемого кокса 25, 40 и 60 мас.% соответственно. In examples 5, 6 and 7, AO brand coal with a grain size of 25-80 mm was used as a substitute for coke. The content of pieces with a particle size of 25-80 mm is 86.6 wt.%. The ash content is 6.1 wt.%, The yield of volatiles is 3.5 wt.%, The sulfur content is 1.6 wt.%, The heat resistance is 82%. The amount of replaced
Для сравнения приведены результаты плавки на металлургическом коксе с крупностью более 25 мм (пример 8). For comparison, the results of smelting on metallurgical coke with a particle size of more than 25 mm (example 8).
Из анализа данных видно, что при плавке с использованием смеси угля (10-60 мас.%) и металлургического кокса (90-40 мас.) по сравнению с плавкой на металлургическом коксе проплав рудной части увеличивается с 24 до 28 т/м2ч, расход металлургического кокса снижается на 10-60%, снижаются потери никеля со шлаком, о чем свидетельствует увеличение отношения концентрации никеля в штейне [Niшт] к концентрации никеля в шлаке (Niшл) со 100 до 226,7, а также улучшается работа фурм.An analysis of the data shows that when melting using a mixture of coal (10-60 wt.%) And metallurgical coke (90-40 wt.), Compared to melting on metallurgical coke, the melt of the ore part increases from 24 to 28 t / m 2 h , the consumption of metallurgical coke decreases by 10-60%, losses of nickel with slag are reduced, as evidenced by an increase in the ratio of the concentration of nickel in matte [Niш] to the concentration of nickel in slag (Niшл) from 100 to 226.7, and the lance operation improves.
В известном способе, взятом за прототип, не наблюдалось снижение потерь никеля со шлаком, а максимально достигнутое сокращение расхода металлургического кокса не превышало 4%, при общем увеличении расхода топлива. In the known method, taken as a prototype, there was no reduction in losses of nickel with slag, and the maximum achieved reduction in the consumption of metallurgical coke did not exceed 4%, with an overall increase in fuel consumption.
Таким образом, использование в восстановительно-сульфидирующей шахтной плавке окисленных никелевых руд совместно металлургического кокса и угля позволяет сократить расход дорогого и дефицитного металлургического кокса на 5-60% и одновременно значительно снизить потери никеля со шлаком. Thus, the use of oxidized nickel ores together with metallurgical coke and coal in the reduction-sulphiding mine smelting reduces the consumption of expensive and scarce metallurgical coke by 5-60% and at the same time significantly reduces the loss of nickel with slag.
Предлагаемый способ может быть распространен на плавку никелевых агломератов, гранул, окатышей и других окускованных материалов с получением штейна в шахтных печах. The proposed method can be extended to the smelting of nickel agglomerates, granules, pellets and other agglomerated materials to obtain matte in shaft furnaces.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001105593A RU2187568C1 (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Method of nickel matte production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001105593A RU2187568C1 (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Method of nickel matte production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2187568C1 true RU2187568C1 (en) | 2002-08-20 |
Family
ID=20246642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001105593A RU2187568C1 (en) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | Method of nickel matte production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2187568C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2441082C1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-01-27 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания "НКА-Холдинг" | Method of producing nickel matte |
| RU2441081C1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-01-27 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания "НКА-Холдинг" | Method of pyrometallurgical processing of copper-containing materials |
| RU2657267C1 (en) * | 2017-06-08 | 2018-06-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Charging material for reducing sulphiding melting of oxidized nickel ore |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU377369A1 (en) * | 1971-10-25 | 1973-04-17 | METHOD OF PREPARATION OF SULFIDIZER FOR MINE | |
| SU774999A1 (en) * | 1979-01-29 | 1980-10-30 | Днепропетровский Государственный Проектный Институт "Днепрогипрошахт" | Belt conveyer |
| US5017220A (en) * | 1989-02-21 | 1991-05-21 | Nkk Corporation | Method for smelting reduction of Ni ore |
| RU2065504C1 (en) * | 1993-07-27 | 1996-08-20 | Институт металлургии Уральского отделения РАН | Charge for blast smelting of oxidized nickel-containing materials |
| RU2126455C1 (en) * | 1993-12-10 | 1999-02-20 | Оутокумпу Энжинеринг Контракторс ОЙ | Method of producing high-grade nickel matte |
-
2001
- 2001-02-27 RU RU2001105593A patent/RU2187568C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU377369A1 (en) * | 1971-10-25 | 1973-04-17 | METHOD OF PREPARATION OF SULFIDIZER FOR MINE | |
| SU774999A1 (en) * | 1979-01-29 | 1980-10-30 | Днепропетровский Государственный Проектный Институт "Днепрогипрошахт" | Belt conveyer |
| US5017220A (en) * | 1989-02-21 | 1991-05-21 | Nkk Corporation | Method for smelting reduction of Ni ore |
| RU2065504C1 (en) * | 1993-07-27 | 1996-08-20 | Институт металлургии Уральского отделения РАН | Charge for blast smelting of oxidized nickel-containing materials |
| RU2126455C1 (en) * | 1993-12-10 | 1999-02-20 | Оутокумпу Энжинеринг Контракторс ОЙ | Method of producing high-grade nickel matte |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РЕЗНИК И.Д. Совершенствование шахтной плавки окисленных никелевых руд. - М.: Металлургия, 1983, с. 127. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2441082C1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-01-27 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания "НКА-Холдинг" | Method of producing nickel matte |
| RU2441081C1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-01-27 | Закрытое акционерное общество "Управляющая компания "НКА-Холдинг" | Method of pyrometallurgical processing of copper-containing materials |
| RU2657267C1 (en) * | 2017-06-08 | 2018-06-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Charging material for reducing sulphiding melting of oxidized nickel ore |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69809958T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING IRON AND STEEL | |
| KR101345063B1 (en) | Method for producing ferroalloy containing nickel | |
| RU2302450C2 (en) | Method of production of cleaned coal for metallurgical processes and method of production of reduced metal and slag containing oxidized non-ferrous metal with the use of this coal | |
| CN102471809B (en) | Blast-furnace operation method | |
| Fernández-González et al. | Iron ore agglomeration technologies | |
| JP7211031B2 (en) | Method for smelting oxide ore | |
| US3847601A (en) | Reduced pellets for making alloys containing nickel and chromium | |
| CN110114481B (en) | Method for preparing nickel-containing consolidated chromite pellets, method for preparing chromium-iron-nickel alloys and consolidated chromite pellets | |
| Agrawal et al. | Cold bonded ore–coal composite pellets for sponge ironmaking Part 1 Laboratory scale development | |
| UA53721C2 (en) | A method for fine coal use in melt-down gasifier | |
| US10125413B2 (en) | Method for producing manganese containing ferroalloy | |
| RU2187568C1 (en) | Method of nickel matte production | |
| RU2184162C2 (en) | Method for producing nickel matte | |
| NO159996B (en) | PROCEDURE FOR CONVERSION OF CALCIUM SULPHATE TO POTASSIUM OR SODIUM SULPHATE. | |
| JP7215092B2 (en) | Method for smelting oxide ore | |
| JP2002129247A (en) | High-grade calcined agglomerate for iron making and method for producing the same | |
| RU2281976C2 (en) | Burden for production of agglomerate | |
| JPH11286705A (en) | Blast furnace operation method | |
| WO2024170464A1 (en) | Method of producing direct reduced iron | |
| RU2308490C1 (en) | Blast furnace smelting method | |
| JP7669118B2 (en) | How to smelt oxide ores | |
| JP2008019455A (en) | Method for producing semi-reduced sintered ore | |
| Bizhanov et al. | General Information on Mini Blast Furnaces | |
| Strakhov | Utilizing Gorlovsk Basin anthracite in metallurgical production | |
| Chuprinov et al. | Technology for the Production of Raw Pellets with Solid Fuel Rolled Inside. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130205 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170228 |