[go: up one dir, main page]

RU2682197C1 - Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды - Google Patents

Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды Download PDF

Info

Publication number
RU2682197C1
RU2682197C1 RU2018120269A RU2018120269A RU2682197C1 RU 2682197 C1 RU2682197 C1 RU 2682197C1 RU 2018120269 A RU2018120269 A RU 2018120269A RU 2018120269 A RU2018120269 A RU 2018120269A RU 2682197 C1 RU2682197 C1 RU 2682197C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ferronickel
nickel
oxidizing agent
natural gas
furnace
Prior art date
Application number
RU2018120269A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Семенович Вусихис
Леопольд Игоревич Леонтьев
Евгений Николаевич Селиванов
Геннадий Станиславович Подгородецкий
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН)
Priority to RU2018120269A priority Critical patent/RU2682197C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2682197C1 publication Critical patent/RU2682197C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/04Making ferrous alloys by melting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессу пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды, содержащей цветные металлы и железо, с получением ферроникеля и чугуна. Способ включает предварительный подогрев исходной шихты совместно с флюсующими добавками без получения жидких расплавов, последующую плавку в электродуговой печи с получением ферроникеля и шлака, при этом в качестве восстановителя используют восстановительный газ, получаемый путем совместной подачи в приэлектродную зону печи природного газа и окислителя, в качестве которого используют водяной пар, кислород или углекислый газ, в соотношении 1:(0,5-1,7) на 1 нмСH. Изобретение позволяет повысить содержание никеля в ферроникеле за счет снижения остаточного содержания обедняемых цветных металлов в отвальных шлаках. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессу пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды, содержащей цветные металлы и железо, с получением ферроникеля и чугуна.
Существует большое количество способов переработки окисленной никелевой руды, в основе которых лежит восстановление оксидов никеля и железа из оксидного расплава твердым углеродом.
Известен способ пирометаллургической переработки окисленных никелевых руд методом плавки на ферроникель в электродуговой сталеплавильной печи с использованием предварительного подогрева руды в трубчатых вращающихся печах (Никель, Т.2 Окисленные никелевые руды. Характеристика руд. Пирометаллургия и гидрометаллургия окисленных никелевых руд. Резник Д.И. др. - М.: ООО «Наука и технологии», 2001, с. 161-168).
Недостатком указанного способа является трудоемкость осуществления способа (подогрев перерабатываемого сырья в трубчатой печи) и большой расход электроэнергии при последующем плавлении огарка с получением низкого по содержанию никеля расплава.
Известен способ переработки окисленного никелевого сырья, согласно которому окисленная никелевая руда предварительно брикетированная, подвергается восстановлению в шахтной печи восстановительным газом, полученным при сжигании природного газа в специальной камере сгорания. Восстановленная руда при температуре 900°С поступает в электропечь, где плавится с получением ферроникеля и шлака, которые направляются на дальнейшую переработку (Серия: «Производство тяжелых цветных металлов. Производство никеля за рубежом», ч. 2, выпуск 2, 1979, с. 26-21, М, ЦИИНцветмет).
Основным недостатком способа является его низкая экономичность, обусловленная высоким расходом условного топлива и энергии, невысокое извлечение никеля и кобальта из перерабатываемого сырья.
Общим недостатком таких способов является низкое содержание никеля в ферроникеле при высоком его извлечение в сплав.
Известен способ обеднения шлаков, содержащих тяжелые цветные и благородные металлы, включающий продувку оксидного расплава в электропечи восстановительными газами, подаваемыми в приэлектродную зону (патент РФ №2176276, С22В 7/04, опубл. 27.11.2001 Бюл. №33). Указанным способом можно перерабатывать также окисленную никелевую руду.
К достоинствам способа относится: большая интенсивность процесса по сравнению с восстановлением расплава твердым углеродом, загружаемым на поверхность расплава, высокое извлечение никеля. К недостаткам - низкое содержание никеля в ферроникеле. Это происходит потому, что в качестве восстановительных газов используются углеводороды, которые при попадании в приэлектродную зону с высокой температурой разлагаются на водород и углерод. Последний интенсивно взаимодействует, как с никелем, так и железом, что при высоком извлечении никеля приводит к низкому его содержанию в ферросплаве.
Известен способ пирометаллургической переработки окисленных никелевых руд с получением ферроникеля, включающий предварительный подогрев никелевой руды совместно или без флюсующих добавок при температуре ниже 700°С без получения жидких расплавов в трубчатой вращающейся печи и восстановительную плавку в электродуговой печи, а перед восстановительной плавкой проводят плавление никелевой руды с флюсующими добавками в плавильной печи с получением рудо-флюсового расплава, который направляют на восстановительную плавку в электродуговую печь постоянного или переменного тока, при этом газы плавильной и электродуговой печей используются для подогрева никелевой руды (патент РФ №2453617, МПК С22В 23/02, опубл. 20.06.2012).
Восстановительную плавку осуществляют в печи постоянного тока твердым восстановителем - углем путем подачи его в рудо-флюсовый расплав с получением сплава ферроникеля с содержанием никеля 8,0% и шлака, который направляют в отвалы. Полученный сплав выпускают в ковш, а затем заливают в один из двух конверторов емкостью 30 т и продувают кислородом до повышения содержания никеля в сплаве - 20%.
Недостатком способа является большой расход электроэнергии и газа восстановителя для снижения остаточного содержания обедняемых цветных металлов в отвальных шлаках.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение содержания никеля в ферроникеле, полученном в результате переработки окисленных никелевых руд при высоком извлечении никеля.
Указанный технический результат достигается следующим образом.
В способе пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды, включающем предварительный подогрев исходной шихты совместно с флюсующими добавками без получения жидких расплавов, последующую восстановительную плавку в электродуговой печи с получением ферроникеля и шлака, согласно изобретению в качестве восстановителя используют восстановительный газ, получаемый путем совместной подачи в приэлектродную зону печи природного газа и окислителя, в качестве которого используют водяной пар, кислород или углекислый газ в соотношении 1:0,5-1,7 на 1 нм3 CH4.
При использовании в качестве окислителя кислорода его подают при соотношении природный газ: кислород 1:0,5-0,7, в случае использования водяного пара соотношение природный газ: водяной пар составляет 1:1,0-1,7, а при подаче в качестве окислителя углекислого газа соответственно - 1:1,0-1,5 CO2 на1 нм3 СН4.
Если количество окислителя будет меньше указанного, образующийся в результате конверсии восстановительный газ, кроме водорода и монооксида углерода, будет содержать некоторое количество сажистого углерода, который при взаимодействии с оксидным расплавом увеличит извлечение в ферроникель дополнительного количества железа, что увеличит его содержание в ферроникеле. Если количество окислителя подают больше указанного, то в восстановительном газе присутствует дополнительное количество H2O и СО2, что приводит к снижению степени извлечения никеля в расплав ферроникеля.
Процесс ведут следующим образом.
В качестве исходного сырья рассматривается окисленная никелевая руда Серовского месторождения. Состав руды, % масс: Ni - 1,33; Со - 0,076; Fe - 12,8; SiO2 - 47,2; MgO - 13,73; Al2O3 - 4,12; CaO - 0,9; Cr2O3 - 1,2, п.п.п - 10,35.
Исходную шихту, содержащую никелевую руду вместе с флюсующими добавками (известняк) предварительно нагревают до температуры ниже 700°С в нагревательном агрегате, в качестве которого могут быть использованы вращающаяся, многоподовая и другие печи. В качестве газа-теплоносителя для нагрева шихты используют отходящие газы плавильного агрегата. Подготовленную нагретую шихту подают в плавильный агрегат, в качестве которого используют электродуговую печь переменного или постоянного тока, на поверхность расплавленного ферроникеля, оставленного от предыдущей плавки, который выступает в роли коллекторной фазы. В качестве восстановителя используют конвертированный природный газ. Совместную подачу природного газа и окислителя в образующийся в результате плавления шихты оксидный расплав осуществляют через фурму, погружаемую в приэлектродную зону расплава, или через отверстие в полом электроде, заглубляемом на заданную глубину. В приэлектродной зоне природный газ с высокой скоростью взаимодействует с окислителем (водяной пар, кислород или углекислый газ), образуя конвертированный восстановительный газ, который, барботируя через слой оксидного расплава, восстанавливает никель и железо с образованием капель ферроникеля, конденсирующихся в коллекторной фазе. Обедненный на 90% по никелю конечный шлак удаляют из печи. Его в жидком виде рекомендуется подавать в другой агрегат для получения чугуна. После нескольких плавок часть расплава ферроникеля сливают, а остаток используют для следующей серии плавок.
В таблице приведены данные о содержании никеля в конечном шлаке (NiO) и сплаве ферроникеля [Ni], полученных при восстановлении из оксидного расплава состава, %: NiO - 1,8, FeO - 17,4, SiO2 - 58,0, CaO - 13,52, Al2O3 - 7,39 MgO - 1,93, при температуре 1550°C продувкой восстановительным газом (ВГ), полученным в результате взаимодействия природного газа (CH4) с окислителем (Ок) при заданном соотношении CH4/Oк. (СН4 - общее количество природного газа, расходуемое на восстановление 1 кг расплава, ВГ - общее количество восстановительного газа, расходуемое на восстановление 1 кг расплава). Анализ приведенных данных показывает, что для получения богатого ферроникеля при извлечении никеля более 90%, при соотношении в исходной руде железа и никеля (Fe/Ni) равном 10-15, объемное соотношение природный газюкислитель составляет: для водяного пара 1:1,0-1,7, для кислорода - 1:0,5-0,7, для углекислого газа - 1:1,0-1,5.
Figure 00000001

Claims (4)

1. Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды, включающий предварительный подогрев исходной шихты совместно с флюсующими добавками без получения жидкого расплава, последующую плавку в электродуговой печи с получением ферроникеля и шлака, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют восстановительный газ, получаемый путем совместной подачи в приэлектродную зону печи природного газа и окислителя, в качестве которого используют водяной пар, кислород или углекислый газ, в соотношении 1:(0,5-1,7) на 1 нм3 CH4.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют водяной пар при соотношении природный газ: окислитель 1:(1,0-1,7).
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют кислород при соотношении природный газ: окислитель 1:(0,5-0,7).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют углекислый газ при соотношении природный газ: окислитель 1:(1,0-1,5).
RU2018120269A 2018-05-31 2018-05-31 Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды RU2682197C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120269A RU2682197C1 (ru) 2018-05-31 2018-05-31 Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120269A RU2682197C1 (ru) 2018-05-31 2018-05-31 Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682197C1 true RU2682197C1 (ru) 2019-03-15

Family

ID=65806040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120269A RU2682197C1 (ru) 2018-05-31 2018-05-31 Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682197C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808305C1 (ru) * 2023-06-21 2023-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова" Способ переработки бедной окисленной никелевой руды

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3904400A (en) * 1971-02-26 1975-09-09 Basic Inc Segregation roast process for the recovery of nickel from lateritic ore
RU2176276C2 (ru) * 1999-12-22 2001-11-27 Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" Способ обеднения шлаков, содержащих тяжелые цветные и благородные металлы
RU2185457C2 (ru) * 2000-05-26 2002-07-20 Региональное Уральское отделение Академии инженерных наук Российской Федерации Способ переработки окисленной никелевой руды
RU2453617C2 (ru) * 2009-06-04 2012-06-20 Сергей Фёдорович Павлов Способ пирометаллургической переработки окисленных никелевых руд
EP1586665B1 (en) * 2004-03-31 2016-05-11 General Electric Company Producing nickel-base cobalt-base iron-base iron-nickel-base or iron-nickel-cobalt-base alloy articles by reduction of nonmetallic precursor compounds and melting

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3904400A (en) * 1971-02-26 1975-09-09 Basic Inc Segregation roast process for the recovery of nickel from lateritic ore
RU2176276C2 (ru) * 1999-12-22 2001-11-27 Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" Способ обеднения шлаков, содержащих тяжелые цветные и благородные металлы
RU2185457C2 (ru) * 2000-05-26 2002-07-20 Региональное Уральское отделение Академии инженерных наук Российской Федерации Способ переработки окисленной никелевой руды
EP1586665B1 (en) * 2004-03-31 2016-05-11 General Electric Company Producing nickel-base cobalt-base iron-base iron-nickel-base or iron-nickel-cobalt-base alloy articles by reduction of nonmetallic precursor compounds and melting
RU2453617C2 (ru) * 2009-06-04 2012-06-20 Сергей Фёдорович Павлов Способ пирометаллургической переработки окисленных никелевых руд

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808305C1 (ru) * 2023-06-21 2023-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова" Способ переработки бедной окисленной никелевой руды

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Harvey et al. Greener reactants, renewable energies and environmental impact mitigation strategies in pyrometallurgical processes: A review
HUT59445A (en) Process for producing ferroalloys
CN104120351B (zh) 一种利用铜渣还原铁水直接冶炼含铜抗菌不锈钢的方法
JPS58177421A (ja) 溶融スラグから金属を回収する方法
JP7364899B2 (ja) スラグ還元を伴った冷鉄源の溶解方法
CA2907005C (en) Method and apparatus for recovering pgm and ferro-chrome from pgm bearing chromite ore
JP2010275568A (ja) 亜鉛と鉛の同時製錬方法および亜鉛鉛同時製錬設備
RU2352672C2 (ru) Способ извлечения металлических элементов, в частности металлического хрома, из содержащих оксиды металлов шлаков в дуговой электропечи
AU739426B2 (en) Process for reducing the electric steelworks dusts and facility for implementing it
MX2007002764A (es) Método de refinación de fuego continuo de cobre.
US3390979A (en) Direct steel making process
JP3450779B2 (ja) Mo系廃触媒からの有価金属の回収方法
RU2194781C2 (ru) Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо
RU2682197C1 (ru) Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды
JP2004143492A (ja) 極低燐ステンレス鋼の溶製方法
US6582492B1 (en) Method for producing melt iron
WO2008068810A1 (ja) 廃棄物から有価金属を回収する方法
RU2639396C1 (ru) Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды
JP2004285473A (ja) V、Mo、及びNi含有廃棄物からの有価金属の回収方法
RU2808305C1 (ru) Способ переработки бедной окисленной никелевой руды
RU2688000C1 (ru) Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды с получением ферроникеля в плавильном агрегате
KR101189183B1 (ko) 석유탈황 폐촉매 중 유가금속 회수방법
WO1985001750A1 (en) Smelting nickel ores or concentrates
RU2783094C1 (ru) Способ обеднения расплава шлака, содержащего железо и цветные металлы
RU2139938C1 (ru) Способ переработки железомарганцевого сырья