RU2102509C1

RU2102509C1 - Method for production of high-grade nickel matte and device for its embodiment

Info

Publication number: RU2102509C1
Authority: RU
Inventors: Пекка Теуво; Ханниала Тапио; Аксели Астельоки Юсси
Original assignee: Оутокумпу Ой
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1998-01-20
Also published as: CN1044501A; CA2008167A1; CN1027978C; AU4860690A; BR9000366A; FI890395L; FI890395A0; CA2008167C; FI84368B; ZA90500B; AU623969B2; UA27218C2

Abstract

FIELD: methods and devices for production of high-grade nickel matte. SUBSTANCE: method includes the following stages. Treated concentrate together with flux and blast furnace dust returned to cycle and oxidizing gas, is supplied to suspension melting furnace. Formed in suspension furnace is slag and high-grade nickel matte. Slag from suspension melting furnace is supplied to electric furnace where it is reduced in the presence of reducing agent so that formed in electric furnace are slag and metallized. At least one part of metallized matte from electric furnace is returned as initial material to suspension melting furnace. The device for embodiment of the method includes suspension melting furnace and electric furnace. EFFECT: higher efficiency. 8 cl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение касается способа и устройства для получения богатого никелевого штейна в комбинации суспензионной плавильной печи и электрической печи. The present invention relates to a method and apparatus for producing rich nickel matte in a combination of a suspension melting furnace and an electric furnace.

Обычно богатый никелевый штейн производится из сернистых концентратов следующим образом: сначала концентрат сушится и плавится в суспензионной плавильной печи в никелевый штейн. Полученный таким образом никелевый штейн далее преобразуется в богатый никелевый штейн, в котором объединенное содержание никеля и меди составляет 72-75% по весу, например, в конвертере типа Пирса-Смита. Дополнительно к этому шлак из суспензионной плавильной печи и конвертера очищается в электрической печи, откуда полученный штейн возвращается как загрузка для конвертора. Образующиеся в процессе газы из суспензионной плавильной печи и из конвертера собираются и используются в получении серной кислоты. Typically, rich nickel matte is produced from sulfur concentrates as follows: first, the concentrate is dried and melted in a suspension smelting furnace into nickel matte. The nickel matte thus obtained is then converted to rich nickel matte, in which the combined nickel and copper content is 72-75% by weight, for example, in a Pierce-Smith type converter. In addition, the slag from the slurry melting furnace and the converter is cleaned in an electric furnace, from where the matte obtained is returned as a load for the converter. Gases formed in the process from the suspension smelting furnace and from the converter are collected and used in the production of sulfuric acid.

Вышеописанный традиционный способ производства богатого никелевого штейна является надежным, был испытан и оправдал себя, но все же имеет ряд недостатков. Такими недостатками являются, например, его высокие инвестиционные затраты. Кроме того, процесс образует два потока разных газов, из которых второй поток газа конвертера при способе продувки, является высоко переменным по количеству, что делает обработку газа и производство серной кислоты дорогими. Использование конвертера также вызывает проблемы, связанные с дымом в рабочем районе, потому что камин конвертера должен смещаться в разных стадиях конвертерного процесса. Далее, процесс требует перемещения расплавленного материала из суспензионной плавильной печи в конвертер, и из конвертера в электрическую печь, а также из электрической печи в конвертер. В силу вышеописанных причин процесс образует большое количество промежуточных продуктов, которые снова вызывают расходы для их обработки, плавки и очистки. The above-described traditional method of producing rich nickel matte is reliable, has been tried and tested, but still has a number of drawbacks. Such disadvantages are, for example, its high investment costs. In addition, the process forms two streams of different gases, of which the second stream of the converter gas in the purging method is highly variable in quantity, which makes gas processing and production of sulfuric acid expensive. Using the converter also causes smoke problems in the work area, because the fireplace of the converter must be displaced in different stages of the converter process. Further, the process requires the transfer of molten material from the slurry melting furnace to the converter, and from the converter to the electric furnace, and also from the electric furnace to the converter. For the reasons described above, the process forms a large number of intermediate products, which again cause costs for their processing, smelting and cleaning.

Цель настоящего изобретения состоит в устранении ряда недостатков предшествующего уровня техники и в достижении лучшего и более простого способа получения богатого никелевого штейна, а также устройства, соответствующего для этого способа, в котором недостатки, вызываемые конвертерным процессом, устраняются путем использования комбинации суспензионной плавильной печи и электрической печи в изготовлении богатого никельного штейна. Существенные новые отличия изобретения изложены в пункте 1 приложенной формулы изобретения. The purpose of the present invention is to eliminate a number of disadvantages of the prior art and to achieve a better and simpler method for producing rich nickel matte, as well as a device suitable for this method, in which the disadvantages caused by the converter process are eliminated by using a combination of a suspension melting furnace and electric furnaces in the manufacture of rich nickel matte. Significant new differences of the invention are set forth in paragraph 1 of the attached claims.

В способе изготовления богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению богатый никельный штейн производится в суспензионной плавильной печи, такой как печь для плавки во взвешенном состоянии. Как результат высокого никельного содержания богатого штейна и высокого кислородного потенциала печи, никельное содержание шлака суспензионной плавильной печи также высокое. Шлак из суспензионной плавильной печи восстанавливается в электрической печи, которая либо отдельная, либо соединена со суспензионной плавильной печью с помощью специального сепарационного элемента. При необходимости, по крайней мере, часть богатого никельного штейна может также подаваться в электрическую печь. Штейн, образованный в электрической печи, по крайней мере, частично возвращается обратно в суспензионную плавильную печь. Возвращенный штейн, который загружается в суспензионную плавильную печь либо как гранулированный, либо как расплавленный, далее восстанавливает шлак из суспензионной плавильной печи и одновременно снижает количество возвращаемого в цикл материала. Таким образом, способ и устройство согласно настоящему изобретению создают возможность устранения использования конвертера, как одной стадии процесса. In the method for manufacturing rich nickel matte according to the present invention, rich nickel matte is produced in a suspension smelting furnace, such as a suspension smelting furnace. As a result of the high nickel content of rich matte and the high oxygen potential of the furnace, the nickel content of slag from the slurry smelting furnace is also high. Slag from a suspension smelting furnace is recovered in an electric furnace, which is either separate or connected to the suspension smelting furnace using a special separation element. If necessary, at least a portion of the rich nickel matte can also be fed to an electric furnace. The matte formed in the electric furnace is at least partially returned to the suspension smelting furnace. The returned matte, which is loaded into the suspension smelting furnace either as granular or as molten, then restores the slag from the suspension smelting furnace and at the same time reduces the amount of material returned to the cycle. Thus, the method and device according to the present invention make it possible to eliminate the use of the converter as one stage of the process.

Как следствие, способ для получения богатого никельного штейна согласно настоящему изобретению ведет к значительным преимуществам по сравнению с традиционным способом. При использовании гранулированного штейна из электрической печи для загрузки в суспензионную плавильную печь не требуется перемещать расплавленные материалы в способе производства согласно настоящему изобретению, и как результат, дымовые проблемы в рабочей зоне существенно снижаются. Соответственно по существу нет промежуточных продуктов, образующихся в связи с производством богатого никелевого штейна. Далее согласно изобретению образуется только один по существу равномерный газовый поток, что снижает затраты, связанные с производством серной кислоты и обработкой газа. As a consequence, the method for producing rich nickel matte according to the present invention leads to significant advantages over the traditional method. When using granular matte from an electric furnace for loading into a slurry melting furnace, it is not necessary to transfer molten materials in the production method according to the present invention, and as a result, smoke problems in the working area are significantly reduced. Accordingly, there are essentially no intermediates formed in connection with the production of rich nickel matte. Further, according to the invention, only one substantially uniform gas stream is formed, which reduces the costs associated with the production of sulfuric acid and gas treatment.

При применении способа и устройства для получения богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению в новой промышленной установке, пространства и другие средства, необходимые для конвертера, могут быть исключены с самого начала. Это делает промышленную установку более компактной и значительно более дешевой в отношении капитальных затрат по сравнению с предшествующим уровнем техники. Соответственно потребность в рабочей силе снижается благодаря способу производства богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению. When applying the method and device for producing rich nickel matte according to the present invention in a new industrial installation, the spaces and other means necessary for the converter can be excluded from the very beginning. This makes the industrial plant more compact and significantly cheaper in terms of capital costs compared with the prior art. Accordingly, the need for labor is reduced due to the method for producing rich nickel matte according to the present invention.

Изготовление богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению может также применяться на существующих промышленных установках, потому, что используемая в способе технология как таковая известна. Но в способе производства богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению соединение оборудования вместе и способ проведения для получения богатого никелевого штейна существенно отличаются от предшествующего уровня техники. The manufacture of the rich nickel matte according to the present invention can also be applied to existing industrial plants because the technology used in the method is known per se. But in the method for producing the rich nickel matte according to the present invention, combining the equipment together and the method for producing the rich nickel matte are significantly different from the prior art.

Изобретение поясняется подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, среди которых: фиг. 1 иллюстрация предпочитаемого варианта реализации изобретения при виде сбоку в поперечном сечении, и фиг. 2 иллюстрация другого предпочитаемого варианта реализации изобретения при виде сбоку в поперечном сечении. The invention is explained in detail below with reference to the accompanying drawings, among which: FIG. 1 is an illustration of a preferred embodiment of the invention in cross-sectional side view, and FIG. 2 is an illustration of another preferred embodiment of the invention in cross-sectional side view.

Как показано на фиг. 1, в реакционную шахту 2 суспензионной плавильной печи 1 подается окисляющий газ 3, флюс 4, концентрат 5 и штейн 6, образованный в электрической печи, а также колошниковая пыль 7, полученная из системы охлаждения 21 отходящих газов. Газы, образуемые в суспензионной плавильной печи 1, удаляются через вертикальную шахту 8 для обработки газа в системе 21 охлаждения газа. Но шлак 9 из суспензионной плавильной печи 1 и образованный богатый никелевый штейн 10 удаляются из отстойника 11 через разгрузочные люки 19 и 20 соответственно. As shown in FIG. 1, oxidizing gas 3, flux 4, concentrate 5 and matte 6 formed in an electric furnace, as well as blast furnace dust 7 obtained from the exhaust gas cooling system 21 are supplied to the reaction shaft 2 of the suspension melting furnace 1. The gases generated in the slurry melting furnace 1 are removed through a vertical shaft 8 for processing gas in the gas cooling system 21. But the slag 9 from the suspension smelting furnace 1 and the formed rich nickel matte 10 are removed from the sump 11 through the discharge hatches 19 and 20, respectively.

Шлак 9 из суспензионной плавильной печи далее транспортируется в электрическую печь 12, где шлак 9 восстанавливается с помощью кокса 13, используемого в качестве восстанавливающего агента. В результате процесса восстановления образуется шлак 14 и металлизированный штейн 15, которые удаляются из электрической печи 12 через разгрузочные люки 16 и 17 соответственно. Металлизированный штейн 15 подвергается гранулированию 18 после удаления из печи. Гранулированный штейн 6 возвращается как исходный материал в суспензионную плавильную печь обратно для производства богатого никелевого штейна. Slag 9 from the slurry smelting furnace is then transported to an electric furnace 12, where slag 9 is reduced using coke 13, which is used as a reducing agent. As a result of the recovery process, slag 14 and metallized matte 15 are formed, which are removed from the electric furnace 12 through the discharge hatches 16 and 17, respectively. The metallized matte 15 is granulated 18 after being removed from the furnace. Granular matte 6 is returned as a source material to the slurry smelter back to produce rich nickel matte.

Как показано на фиг.2, суспензионная плавильная печь 1 и электрическая печь 22 соединены друг с другом таким образом, что установленная между суспензионной плавильной печью 1 и электрической печью 22 перегораживающая стенка 23 препятствует расплавленному богатому никелевому штейну 10, образованному в суспензионной плавильной печи 1, течь в электрическую печь 22, не дает возможность шлаку 9 из суспензионной плавильной печи течь как перелив в электрическую печь. Перегораживающая стенка 23 может быть образована лишь как одна секция, и в этом случае стенка 23 является общей для суспензионной плавильной печи 1 и электрической печи 22, или, например, из двух секций, и в этом случае секции стенки 23, смежные с суспензионной плавильной печью 1 и электрической печью 22, являются отдельными, и между стенками образован соединительный канал 24. As shown in FIG. 2, the suspension melting furnace 1 and the electric furnace 22 are connected to each other so that a partition wall 23 installed between the suspension melting furnace 1 and the electric furnace 22 prevents the molten rich nickel matte 10 formed in the suspension melting furnace 1, flow into the electric furnace 22, does not allow slag 9 from the suspension smelting furnace to flow like overflow into the electric furnace. The partition wall 23 can only be formed as one section, in which case the wall 23 is common to the suspension melting furnace 1 and the electric furnace 22, or, for example, from two sections, and in this case the sections of the wall 23 adjacent to the suspension melting furnace 1 and the electric furnace 22 are separate, and a connecting channel 24 is formed between the walls.

Пример. Способ согласно изобретению был применен в отношении сульфидного концентрата, который содержал 6,9% (вес.) никеля, 1,2% (вес.) меди, 36,3% (вес. ) железа, 26,5% (вес.) серы и 11,5% (вес.) оксида кремния. Концентрат загружался в реакционную шахту печи для плавки во взвешенном состоянии, и на каждую тонну концентрата также подавалось 82 г штейна из электрической печи, 230 кг флюса и 98 кг колошниковой пыли, выделенной из отходящих газов плавильной печи во взвешенном состоянии. Дополнительно к этому загружалось 320 Нм³ окисляющего газа со степенью обогащения кислородом 80% в реакционную шахту на каждую тонну загруженного в ней концентрата.Example. The method according to the invention was applied to a sulfide concentrate, which contained 6.9% (wt.) Nickel, 1.2% (wt.) Copper, 36.3% (wt.) Iron, 26.5% (wt.) sulfur and 11.5% (wt.) silicon oxide. The concentrate was loaded into the reaction shaft of the suspension smelting furnace, and 82 g of matte from an electric furnace, 230 kg of flux and 98 kg of blast furnace dust extracted from the exhaust gases of the smelting furnace in suspension were also supplied to each ton of concentrate. In addition, 320 Nm ^{3 of} oxidizing gas was loaded with an oxygen enrichment rate of 80% into the reaction shaft for each ton of concentrate loaded into it.

Продуктом, полученным из отстойника плавильной печи во взвешенном состоянии, был богатый никелевый штейн, содержащий 65% (вес.) никеля, 10% (вес. ) меди и 22% (вес. ) серы. Кроме того, из отстойника плавильной печи во взвешенном состоянии был получен шлак, содержащий 3% (вес.) никеля, 0,6% (вес.) серы и 30% (вес.) оксида кремния. The product obtained from the sump of the smelter in suspension was rich nickel matte containing 65% (wt.) Nickel, 10% (wt.) Copper and 22% (wt.) Sulfur. In addition, slag containing 3% (wt.) Nickel, 0.6% (wt.) Sulfur and 30% (wt.) Silicon oxide was obtained from the sump of the smelter in suspension.

Шлак из плавильной печи во взвешенном состоянии далее транспортировался в электрическую печь, где шлак восстанавливался с помощью кокса. При восстановлении были получены фаза шлака и фаза металлизированного штейна, которая в связи с удалением из электрической печи была гранулирована и возвращена как исходный материал в плавильную печь во взвешенном состоянии. На основании шлака из электрической печи, который содержал 0,15% (вес.) никеля и 0,17% (вес. ) меди, было отмечено, что в случае способа согласно настоящему изобретению достигнутая скорость возврата никеля, который подавался в концентрат, была 97,9% The slag from the smelter in suspension was then transported to an electric furnace, where the slag was recovered using coke. During the recovery, the slag phase and the metallized matte phase were obtained, which, in connection with the removal from the electric furnace, was granulated and returned as a starting material to the smelter in suspension. Based on the slag from the electric furnace, which contained 0.15% (wt.) Nickel and 0.17% (wt.) Copper, it was noted that in the case of the method according to the present invention, the achieved rate of nickel return, which was supplied to the concentrate, was 97.9%

Claims

1. Method for the production of rich nickel matte, including loading the processed concentrate together with flux returned to the blast furnace dust and oxidizing gas, smelting rich nickel matte and slag, directing slag from the suspended smelting furnace to an electric furnace for reduction in the presence of a reducing agent to obtain slag and metallized matte and granulation of matte, characterized in that part of the metallized matte from the electric furnace is returned to the suspension smelting furnace as the original th material.

2. The method according to claim 1, characterized in that a part of the matte from the suspension smelting furnace is fed into an electric furnace.

3. The method according to claim 1, characterized in that the matte is granulated after an electric furnace.

4. The method according to p. 1, characterized in that part of the matte returned to the kiln is weighed melting is loaded in the molten state.

5. Device for the production of rich nickel matte, containing a suspension smelting furnace and an electric furnace, characterized in that the furnace is placed separately or located on one hearth.

6. The device according to claim 5, characterized in that the furnaces located on one hearth are separated by a partitioning element.

7. The device according to claim 6, characterized in that the partitioning element is a partitioning wall.

8. The device according to claim 6, characterized in that the barrier is a channel.