RU2389811C1 - Procedure for preparation of charge to melting for production of nickel matte out of oxidised nickel ore - Google Patents
Procedure for preparation of charge to melting for production of nickel matte out of oxidised nickel ore Download PDFInfo
- Publication number
- RU2389811C1 RU2389811C1 RU2008139273/02A RU2008139273A RU2389811C1 RU 2389811 C1 RU2389811 C1 RU 2389811C1 RU 2008139273/02 A RU2008139273/02 A RU 2008139273/02A RU 2008139273 A RU2008139273 A RU 2008139273A RU 2389811 C1 RU2389811 C1 RU 2389811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- ore
- charge
- coke
- shale
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к производству никелевого штейна в шахтных печах.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to the production of nickel matte in shaft furnaces.
Известен способ переработки окисленных никельсодержащих руд [1], включающий распульповывание руды в пульпу, промывку пульпы руды в течение, по крайней мере, 1 мин, сортировку промытой руды во влажной среде для отделения, по крайней мере, тонкой фракции с использованием грохота с размером ячеек между 80 мкм и 3 мм для отделения тонких частиц от зернистых частиц таким образом, чтобы в зернистой фракции оставалось не более 10 вес.% тонкой фракции, тяжелосредную сепарацию зернистой фракции при плотности разделения 1,7-2,5 с получением легкой фракции и тяжелой фракции и извлечение легкой фракции, отделенной в виде обогащенной руды.A known method of processing oxidized nickel-containing ores [1], including pulping ore into pulp, washing ore pulp for at least 1 min, sorting the washed ore in a humid environment to separate at least a fine fraction using a screen with a mesh size between 80 μm and 3 mm to separate fine particles from granular particles so that no more than 10 wt.% fine fraction remains in the granular fraction, heavy-medium separation of the granular fraction at a separation density of 1.7-2.5 to obtain a light fraction and heavy fraction and extraction of light fraction, separated in the form of enriched ore.
Недостатком способа является сложная схема обогащения с применением большого количества воды и специального оборудования для промывки руды и трудность разделения на грохоте влажных глинистых материалов.The disadvantage of this method is the complex enrichment scheme using a large amount of water and special equipment for washing the ore and the difficulty of dividing wet clay materials on a screen.
Известен способ подготовки окисленных никелевых руд к плавке [2], включающий смешивание разных сортов руды (усреднение их состава), сортировку руды по крупности (грохочение), дробление крупных кусков руды и гипса, сушку руды в сушильных барабанах, смешивание подсушенной руды с сульфидизатором (пиритом, гипсом), изготовление брикетов. При шахтной плавке брикетов из окисленных никелевых руд расход кокса составляет 32-35%. Выход штейна составляет 7-10% от массы сухих брикетов, при этом содержание никеля в штейне 13-15%.A known method of preparing oxidized nickel ores for smelting [2], including mixing different types of ore (averaging their composition), sorting ore by size (screening), crushing large pieces of ore and gypsum, drying the ore in drying drums, mixing dried ore with a sulfidizer ( pyrite, gypsum), production of briquettes. In mine smelting of briquettes from oxidized nickel ores, coke consumption is 32-35%. The matte yield is 7-10% by weight of dry briquettes, while the nickel content in the matte is 13-15%.
Недостатком способа является высокий расход кокса на тонну произведенного никеля в штейне, особенно при использовании руды с высоким содержанием оксида магния.The disadvantage of this method is the high consumption of coke per tonne of nickel produced in matte, especially when using ore with a high content of magnesium oxide.
Наиболее близким аналогом является способ подготовки шихты к плавке для производства штейна из окисленных никелевых руд, включающий сушку сырой руды до остаточной влажности менее 7%, отсев крупной фракции, разделение руды на фракции +2 мм и -2 мм, смешивание мелкой фракции руды с сульфидизатором и флюсом и брикетирование [3].The closest analogue is the method of preparing the charge for smelting for the production of matte from oxidized nickel ores, including drying the crude ore to a residual moisture content of less than 7%, screening the coarse fraction, separating the ore into fractions +2 mm and -2 mm, mixing the fine ore fraction with a sulfidizer and fluxing and briquetting [3].
Недостатком является высокий расход восстановителя - кокса.The disadvantage is the high consumption of reducing agent - coke.
Задачей изобретения является уменьшение удельного расхода кокса при плавке брикетов из окисленной никелевой руды в шахтных печах, повышение извлечения никеля в штейн.The objective of the invention is to reduce the specific consumption of coke when smelting briquettes from oxidized nickel ore in shaft furnaces, increasing the extraction of Nickel in matte.
Поставленная задача достигается тем, что в способе, включающем сушку сырой руды, разделение руды на фракции +2 мм и -2 мм, смешивание мелкой фракции руды с сульфидизатором, флюсом и коксовой мелочью и брикетирование, согласно изобретению в качестве флюса вводят сланец при содержании его в шихте 8,0-10,5 мас.%, а в качестве сульфидизатора - никелевый сульфидизатор, содержащий 10-25 мас.% серы, не менее 5 мас.% никеля и железо.This object is achieved in that in a method comprising drying raw ore, separating ore into fractions of +2 mm and -2 mm, mixing a small fraction of ore with a sulfidizer, flux and coke breeze and briquetting, according to the invention, shale is introduced as a flux when it is contained in the charge 8.0-10.5 wt.%, and as a sulfidizing agent - nickel sulfidizing agent containing 10-25 wt.% sulfur, not less than 5 wt.% nickel and iron.
Сушка окисленной никелевой руды до остаточной влажности менее 7% способствует эффективному последующему разделению частиц руды по крупности, а это позволяет увеличить в руде содержание никеля и уменьшить содержание оксида магния. Повышение содержания никеля в руде способствует снижению удельного расхода кокса при шахтной плавке.Drying of oxidized nickel ore to a residual moisture content of less than 7% contributes to the effective subsequent separation of ore particles by size, and this allows to increase the nickel content in the ore and reduce the content of magnesium oxide. An increase in the nickel content in the ore helps to reduce the specific consumption of coke during mine smelting.
Разделение руды на крупную (+2 мм) и мелкую (-2 мм) фракции после сушки позволяет эффективно отделять на обычном оборудовании частицы размером менее 2 мм от крупных кусков руды. В связи с тем, что никель концентрируется в мелкой фракции, ее выделение из руды позволяет увеличить общее содержание никеля в шихте для брикетирования.Separation of ore into coarse (+2 mm) and fine (-2 mm) fractions after drying makes it possible to efficiently separate particles of size less than 2 mm from large pieces of ore on conventional equipment. Due to the fact that nickel is concentrated in a fine fraction, its separation from ore allows increasing the total nickel content in the briquetting mixture.
Избирательное измельчение крупной фракции руды позволяет выделить минералы никеля в отдельную фазу, обособленную от нерудных минералов и пустой породы.Selective grinding of a large fraction of the ore allows nickel minerals to be separated into a separate phase, separated from non-metallic minerals and gangue.
Повышение содержания никеля в руде способствует снижению удельного расхода кокса при шахтной плавке.An increase in the nickel content in the ore helps to reduce the specific consumption of coke during mine smelting.
Использование сульфидизатора указанного состава позволяет снизить расход крупнокускового кокса.The use of a sulfidizer of the specified composition can reduce the consumption of lumpy coke.
Для получения используемого сульфидизатора могут быть использованы любые известные способы, в том числе способ шахтной плавки окисленных никелевых руд, плавка ОНР в пламенной печи (мартеновская или отражательная печи), плавка в жидкой ванне и др.To obtain the sulfidizer used, any known methods can be used, including the method of mine smelting of oxidized nickel ores, OHP smelting in a flame furnace (open-hearth or reflective furnace), smelting in a liquid bath, etc.
Нижний предел в сульфидизаторе по никелю (5%) установлен с учетом того, что при более низком содержании никеля, например 4%, имеет место чрезвычайно высокий выход сульфидизатора, а при его использовании для последующей переработки окисленных никелевых руд на штейн расход кокса заметно повышается, а извлечение никеля равно 90,7% (против 91,6% извлечения никеля для варианта получения сульфидизатора, содержащего 5% никеля).The lower limit in the nickel sulfidizer (5%) is established taking into account the fact that with a lower nickel content, for example 4%, there is an extremely high yield of sulfidizer, and when it is used for subsequent processing of oxidized nickel ores to matte, the coke consumption increases significantly. and nickel recovery is 90.7% (versus 91.6% nickel recovery for the sulphidizing agent containing 5% nickel).
Нижний предел по сере (10%) установлен исходя из того, что сплавы с более низким содержанием серы имеют высокую температуру плавления (до 1400°С), вследствие чего заметно повышается расход кокса. Верхний предел содержания серы в сульфидизаторе (25%) установлен экспериментально и диктуется необходимостью металлизации сульфидизатора с целью снижения расхода кокса и выбросов серы в атмосферу при последующей переработке окисленных никелевых руд с предлагаемым никелевым сульфидизатором.The lower limit for sulfur (10%) is established on the basis that alloys with a lower sulfur content have a high melting point (up to 1400 ° C), as a result of which coke consumption increases markedly. The upper limit of sulfur content in the sulfidizer (25%) was established experimentally and is dictated by the need for metallization of the sulfidizer in order to reduce coke consumption and sulfur emissions into the atmosphere during subsequent processing of oxidized nickel ores with the proposed nickel sulfidizer.
Введение сланца в качестве флюса в шихту позволяет придать ей новые свойства, в результате чего повышается легкоплавкость шихты, уменьшается доля эндотермических реакций, уменьшается стоимость шихты вследствие снижения расхода дорогостоящего кокса. Новые свойства шихты обусловлены структурой сланца, представляющей собой чередование известняка, гипса, окиси кальция с мелкими вкраплениями органических составляющих - углерода и водорода, выполняющие в шихте роль восстановителя и топлива. Составляющая сланца - гипс выполняет роль сульфидизатора. При этом количество сульфидизатора в шихте уменьшается пропорционально количеству серы, содержащейся в сланце.The introduction of shale as a flux in the charge allows to give it new properties, as a result of which the fusibility of the charge increases, the proportion of endothermic reactions decreases, the cost of the charge decreases due to the reduction in the consumption of expensive coke. The new properties of the charge are due to the structure of shale, which is an alternation of limestone, gypsum, calcium oxide with small impregnations of organic components - carbon and hydrogen, which play the role of a reducing agent and fuel in the charge. Component of slate - gypsum acts as a sulfidizer. The amount of sulfidizer in the charge decreases in proportion to the amount of sulfur contained in the shale.
Вводимые со сланцем углерод и водород позволяют уменьшить количество вводимого в шихту кокса с учетом кокса, расходуемого на эндотермическую реакцию разложения известняка. Нижний предел содержания сланца в шихте 8,0 мас.% определен из условия образования настыли на стенке реактора и ухудшения работы фурмы. При снижении содержания сланца в шихте менее 8,0% на фурме отсутствует огонь и на стенке образуется настыль, постепенно происходит замораживание фурмы.Carbon and hydrogen introduced with shale can reduce the amount of coke introduced into the charge, taking into account the coke consumed in the endothermic decomposition of limestone. The lower limit of the shale content in the charge of 8.0 wt.% Is determined from the conditions of formation on the wall of the reactor and the deterioration of the lance. With a decrease in the shale content in the charge of less than 8.0%, there is no fire on the lance and lining is formed on the wall, and the lance freezes gradually.
Верхний предел содержания сланца в шихте 10,5 мас.% обусловлен повышением расхода сланца.The upper limit of the content of shale in the charge of 10.5 wt.% Due to the increased consumption of shale.
Свойства сланца позволяют осуществить комплексность его использования (минеральную и органическую составляющие) и повысить технологичность шихты вследствие ее легкоплавкости, что приводит к повышению производительности процесса.The properties of oil shale make it possible to carry out the complexity of its use (mineral and organic components) and increase the processability of the charge due to its fusibility, which leads to an increase in the productivity of the process.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Окисленную никелевую руду, содержащую, мас.%: Fe2O3=15,4; Ni=1,42; CaO=1,3; MgO=19,6; SiO2=44,2; влага=27,5, сушили в сушильном барабане до остаточной влажности не более 7%, подвергали грохочению с разделением на фракции +2 мм и -2 мм, крупную фракцию избирательно измельчали и разделяли на пневмоклассификаторе на две фракции: легкую (плотностью менее 2,7 г/см3) и тяжелую (плотностью более 2,7 г/см3), которую выводили из состава шихты, а легкую фракцию и фракцию -2 мм смешивали, в шихту дополнительно вводили коксовую мелочь, сланец в количестве 9,5% и сульфидизатор в количестве 20%. Шихту брикетировали. Сланец при этом является флюсующе-восстановительной добавкой, топливом и сульфидизатором. В ходе испытаний в процессе наблюдений за плавкой из шихты постепенно выводили кокс. Расход кокса на калошу снизили на величину до 12,5 абс.% от массы всего кокса, поступающего на плавку. В ходе исследований отбирались пробы всех продуктов плавки, а по фурмам оценивалось состояние фурменного пояса. Испытания показали, что за период испытаний технологические показатели не ухудшались, несмотря на увеличение содержания SiO2 в шлаке на 2%. В целом введение сланцев в плавку улучшает показатели процесса, например металлизация штейна за период испытаний возросла на величину до 6-12%, а увеличение металлизации привело к снижению потерь цветных металлов с отвальным шлаком. Анализ шлаков подтверждает снижение потерь никеля с отвальным шлаком с 0,164 до 0,15% при одновременном увеличении производительности печи.Oxidized nickel ore containing, wt.%: Fe 2 O 3 = 15.4; Ni = 1.42; CaO = 1.3; MgO = 19.6; SiO 2 = 44.2; moisture = 27.5, dried in a drying drum to a residual moisture content of not more than 7%, was screened with a separation into fractions of +2 mm and -2 mm, a large fraction was selectively crushed and divided into two fractions on a pneumatic classifier: light (with a density of less than 2, 7 g / cm 3 ) and heavy (with a density of more than 2.7 g / cm 3 ), which was removed from the composition of the charge, and the light fraction and the -2 mm fraction were mixed, coke breeze was additionally introduced into the charge, shale in the amount of 9.5% and a sulfidizer in an amount of 20%. The mixture was briquetted. At the same time, shale is a fluxing-reducing additive, fuel and sulfidizing agent. During testing, during the observation of melting, coke was gradually removed from the charge. Coke consumption for galosh was reduced by up to 12.5 abs.% Of the mass of all coke fed to the smelting. In the course of research, samples of all smelting products were taken, and the condition of the tuyere belt was estimated using lances. Tests showed that during the test period, technological parameters did not deteriorate, despite a 2% increase in the content of SiO 2 in the slag. In general, the introduction of shale into the smelting improves the performance of the process, for example, matte metallization during the test period increased by 6-12%, and an increase in metallization led to a decrease in non-ferrous metal losses with dump slag. Slag analysis confirms the reduction of nickel losses with dump slag from 0.164 to 0.15% while increasing the productivity of the furnace.
В ходе испытаний состояние фурменного пояса улучшилось. Снижение расхода кокса обусловлено двумя причинами. Замена известковистого флюса (мрамора, известняка) на известковистый сланец не требует кокса на эндотермическую реакцию, разложения карбоната кальция, так как сам сланец обладает теплотворной способностью. Таким образом, введение в шихту сланца позволяет добиться двойного эффекта по снижению доли кокса в шихте. Использование тепла кокса на восстановление и плавку и исключение тепла кокса на разложение с тепловым эффектом сгорания горючего углерода сланца обеспечивают снижение эксплуатационных затрат на шихту вследствие экономии дорогостоящего кокса и позволяет повысить технологичность шихты.During the tests, the condition of the tuyere belt improved. The decrease in coke consumption is due to two reasons. Replacing calcareous flux (marble, limestone) with calcareous shale does not require coke for an endothermic reaction, decomposition of calcium carbonate, since shale itself has a calorific value. Thus, the introduction of shale in the mixture allows to achieve a double effect in reducing the proportion of coke in the mixture. The use of coke heat for reduction and smelting and the exclusion of coke heat for decomposition with the thermal effect of the combustion of combustible carbon of oil shale ensures a reduction in the operating costs of the charge due to the saving of expensive coke and improves the processability of the charge.
В результате такой подготовки содержание никеля в руде возросло на величину до 1,96%, содержание оксида магния снизилось на величину до 18%. В процессе проведения испытаний фиксировали параметры работы печи и расход кокса. Штейн и шлак выпускали из печи.As a result of this preparation, the nickel content in the ore increased by up to 1.96%, the magnesium oxide content decreased by up to 18%. During testing, the parameters of the furnace and coke consumption were recorded. Stein and slag were discharged from the furnace.
Анализ приведенных результатов показывает, что использование способа подготовки шихты к плавке для производства штейна из окисленных никелевых руд позволяет снизить удельный расход кокса в шахтной печи.An analysis of the above results shows that the use of the method of preparing the charge for smelting for the production of matte from oxidized nickel ores can reduce the specific consumption of coke in a shaft furnace.
Источники информацииInformation sources
1. Заявка на патент РФ №98115383/03 от 05.08.1998, опубл. в БИПМ 2000, №13.1. Application for patent of the Russian Federation No. 98115383/03 from 05.08.1998, publ. in BIPM 2000, No. 13.
2. Цейдлер А. А. Металлургия меди и никеля. М.: ГНТИ по черной и цветной металлургии, 1958, с.245-279.2. Zeidler A. A. Metallurgy of copper and nickel. M .: GNTI for ferrous and non-ferrous metallurgy, 1958, p.245-279.
3. Патент РФ 2234546, опубл. 20.08.2004.3. RF patent 2234546, publ. 08/20/2004.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008139273/02A RU2389811C1 (en) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Procedure for preparation of charge to melting for production of nickel matte out of oxidised nickel ore |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008139273/02A RU2389811C1 (en) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Procedure for preparation of charge to melting for production of nickel matte out of oxidised nickel ore |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008139273A RU2008139273A (en) | 2010-04-10 |
| RU2389811C1 true RU2389811C1 (en) | 2010-05-20 |
Family
ID=42670918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008139273/02A RU2389811C1 (en) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Procedure for preparation of charge to melting for production of nickel matte out of oxidised nickel ore |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2389811C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1032549A (en) * | 1963-12-30 | 1966-06-08 | Int Nickel Canada | Method and apparatus for recovering nickel from oxide ores |
| FR2585037A1 (en) * | 1985-07-22 | 1987-01-23 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | Process for refining a nickel oxide ore or the like |
| SU1723167A1 (en) * | 1990-06-25 | 1992-03-30 | Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" | Method of oxidized nickel ore processing |
| US5178666A (en) * | 1991-12-03 | 1993-01-12 | Inco Limited | Low temperature thermal upgrading of lateritic ores |
| RU2020172C1 (en) * | 1990-02-05 | 1994-09-30 | Российский концерн "Норильский никель" | Charge for sulfiding blast smelting |
| RU2234546C1 (en) * | 2003-01-17 | 2004-08-20 | Открытое акционерное общество "Уфалейникель" | Method of preparation of charge for production of matte from oxidized nickel ores |
-
2008
- 2008-10-03 RU RU2008139273/02A patent/RU2389811C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1032549A (en) * | 1963-12-30 | 1966-06-08 | Int Nickel Canada | Method and apparatus for recovering nickel from oxide ores |
| FR2585037A1 (en) * | 1985-07-22 | 1987-01-23 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | Process for refining a nickel oxide ore or the like |
| RU2020172C1 (en) * | 1990-02-05 | 1994-09-30 | Российский концерн "Норильский никель" | Charge for sulfiding blast smelting |
| SU1723167A1 (en) * | 1990-06-25 | 1992-03-30 | Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" | Method of oxidized nickel ore processing |
| US5178666A (en) * | 1991-12-03 | 1993-01-12 | Inco Limited | Low temperature thermal upgrading of lateritic ores |
| RU2234546C1 (en) * | 2003-01-17 | 2004-08-20 | Открытое акционерное общество "Уфалейникель" | Method of preparation of charge for production of matte from oxidized nickel ores |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008139273A (en) | 2010-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Geerdes et al. | Modern blast furnace ironmaking: an introduction (2020) | |
| Olsen et al. | Production of manganese ferroalloys | |
| Li et al. | Effects of sodium salts on reduction roasting and Fe–P separation of high-phosphorus oolitic hematite ore | |
| Jian et al. | Utilization of nickel slag using selective reduction followed by magnetic separation | |
| Sun et al. | Recovery of iron from high phosphorus oolitic iron ore using coal-based reduction followed by magnetic separation | |
| Dutta et al. | Basic concepts of iron and steel making | |
| Łabaj et al. | The use of waste, fine-grained carbonaceous material in the process of copper slag reduction | |
| Sahu et al. | Magnetization roasting of waste iron ore beneficiation plant tailings using sawdust biomass; A novel approach to produce metallurgical grade pellets | |
| Singh et al. | A sustainable reduction roasting technology to upgrade the ferruginous manganese ores | |
| Zhao et al. | Effect of reductant type on the embedding direct reduction of beach titanomagnetite concentrate | |
| CN102296137A (en) | Industrial production method of separating valuable elements from composite paragentic mineral of aluminum-vanadium-titanium-iron-silicon for cyclic utilization | |
| Tian et al. | Effective and economical treatment of low-grade nickel laterite by a duplex process of direct reduction-magnetic separation & rotary kiln-electric furnace and its industrial application | |
| Ding et al. | Innovative methodology for separating of rare earth and iron from Bayan Obo complex iron ore | |
| Zeng et al. | Volatilization behavior of lead, zinc and sulfur from flotation products of low-grade Pb-Zn oxide ore by carbothermic reduction | |
| Bölükbaşı et al. | Steelmaking slag beneficiation by magnetic separator and impacts on sinter quality | |
| CN102094093A (en) | Method for producing ferronickel alloy grain by directly reducing lateritic nickel ore by rotary kiln | |
| CN104212931B (en) | A kind of method utilizing rotary kiln drastic reduction to produce metal iron powder | |
| RU2360984C1 (en) | Extraction method of platinum metals | |
| CN105907990A (en) | Method of producing ferrocolumbium | |
| Łabaj et al. | Utilization of waste coal flotation concentrate for copper matte smelting | |
| US3920446A (en) | Methods of treating silicious materials to form silicon carbide for use in refining ferrous material | |
| CN102191348B (en) | Technological method and device for producing high-grade nickel and stainless steel by using oxidized pellet method | |
| RU2389811C1 (en) | Procedure for preparation of charge to melting for production of nickel matte out of oxidised nickel ore | |
| Baysanov et al. | Smelting options for carbon ferrochrome based on ore raw materials, middlings and their technological evaluation | |
| Mackey et al. | Modern continuous smelting and converting by bath smelting technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101004 |