title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Переработка никелевого файнштейна на закись никеля

Переработка никелевого файнштейна на закись никеля

Цель обжига файнштейна — удаление из него серы до содержания не выше 0,02% и перевода никеля в закись никеля.
В связи с тем, что файнштейн при обжиге способен спекаться, а глубокое удаление серы требует высоких температур, обжиг осуществляют в две стадии.
Первая стадия обжига. Обжиг файнштейна проводят в печи КС. При окислении сульфидов никеля образуются сульфаты и окислы никеля по реакциям
Ni3S2 + 4,5O2 = 2NiSО4 + NiO; Ni3S2 + 3,5O2 = 3NiO + 2SO2.

При более высокой температуре (885° С) сульфат никеля NiSO4 разлагается с образованием закиси NiO. В процессе обжига файнштейн способен оплавляться и образовывать комки, что затрудняет удаление серы Чтобы предотвратить спекание, измельченный файнштейн (—0,5 мм) предварительно смешивают с обжиговой пылью. Обожженная пыль содержит 4—5% серы и до 75% никеля. Полностью удалить серу при первом обжиге практически невозможно. Обычно содержание ее в получаемом огарке до 2,5%. Выход огарка при обжиге файнштейна в печи КС составляет 60—70%, а выход пыли 30—40%. Процесс обжига в кипящем слое характеризуется следующими показателями:

Обезмеживание огарка. Перерабатываемая руда и пирит со держат небольшое количество меди, поэтому в файнштейне и огарке содержание меди может доходить до 2,5%, а иногда и выше. Способ обезмеживания состоит в том, что огарок из печи КС в горячем состоянии (700—800° С) смешивают с 10—15% сильвинита (NaCl + KCl) и подвергают сульфато-хлорирующему обжигу в трубчатом реакторе при температуре 700—750° С. При обжиге хлористый натрий разлагается с выделением газообразного хлора. При этом образуются хлорид CuCl2 и сульфат CuSO4 меди, которые хорошо растворяются в воде, а железо, никель, кобальт остаются в форме нерастворимых окислов. Хлорированный огарок выщелачивают. При выщелачивании подкисленной водой в раствор переходит до 75—80% меди и около 0,75% никеля от содержания их в огарке Огарок после выщелачивания (0,3—0,4% Cu) направляют на второй обжиг.
Вторая стадия обжига. Обезмеженный огарок обжигают в трубчатой печи при тeмпepатype 700—1300°С. Высокая температура и присутствие в газах 8—10% кислорода способствуют окислению серы и получению закиси никеля с содержанием серы не более 0,02%. Содержание серы в закиси никеля может быть больше указанного предела, если закись никеля перерабатывают с целью получения анодов. Тогда можно ограничиться одной стадией обжига.
В трубчатой печи получают закись никеля со средним содержанием, %: 0,02 S, 78 Ni, 0,4 Cu и 0,3 Fe. Восстановление огарка. Из обжиговой печи закись никеля при 900—1000° С поступает по течке в восстановительную трубчатую печь (реактор) диаметром 1,6 м, длиной 14—16 м Туда же вводят 4—8% нефтяного коксика от массы огарка. Трубчатую печь-реактор устанавливают непосредственно под печью, что дает возможность полнее использовать тепло для восстановления закиси никеля по реакции NiO + C = Ni + CO. Огарок из печи выходит охлажденным и металлизированным с содержанием никеля 82—86%, что облегчает его переработку в электропечи на металлический никель.
Электроплавка закиси никеля. Процесс электроплавки закиси никеля состоит из операций: шихтовки закиси никеля с восстановителем, загрузки шихты и расплавления металла, сушки и упаковки гранул.
При шихтовке обычно закись никеля смешивают с малосернистым нефтяным коксиком. Содержание углерода в нефтяном коксике равно 93—95%. Шихту загружают в дуговую электрическую печь, в которой происходят следующие процессы: закись никеля восстанавливается по реакции NiO + CO = Ni + CO2. Избыток углерода-восстановителя науглероживает жидкую ванну никеля по реакции 3Ni + С = Ni3C.
При растворении в расплавленном никеле углерода температура его плавления снижается и при содержании в металле2,2% углерода равна 1315° С. Отсюда ясно, что науглероживание металла полезно, так как снижает температуру плавления никеля. Это сокращает время расплавления металла и увеличивает производительность печи. К концу плавки избыток углерода удаляют, забрасывая в печь закись никеля, которая взаимодействует с карбидом никеля и разрушает его: Ni3C + NiO = 4Ni + CO.
Для наводки шлака и удаления серы в печь загружают небольшое количество известняка, который взаимодействует с NiS и переводит серу в шлак: NiS + CaO + С = Ni + CaS + CO.
После того как убедились, что металл готов, отключают ток, поднимают электроды и удаляют шлак. Готовый металл гранулируют в грануляционном бассейне. На дно бассейна устанавливают корзину для поднятия гранул из воды.
Товарный огневой никель получают в виде гранулированного никеля марок Н-3 и Н-4. В марке Н-3 содержание никеля допускают не менее 98,6%, а меди не более 0,6%. Содержание углерода в товарном металле не Должно превышать 0,1%. Гранулы никеля перед отправкой потребителю сушат и упаковывают в деревянную тару — бочки.
Количество шлаков при электроплавке небольшое: 2—3% от массы металла. Шлак должен быть основным с содержанием 22—30% CaO. Шлаки содержат 3—5% никеля. Шлак перерабатывают как оборотный продукт в конверторе.
Газы из электропечи следует отсасывать дымососом для обезвреживания атмосферы цеха и для улавливания пыли, уносимой газами. В пыль переходит до 1,2% никеля от загруженного в печь.
Производительность электропечи зависит от мощности трансформатора и продолжительности работы печи под нагрузкой и составляет 8—15 т никеля за плавку. Продолжительность плавки 6—8 ч. Увеличением массы плавки, предварительное восстановление в трубчатых печах закиси никеля создали благоприятные условия для снижения расхода сырья, коксика и электроэнергии на 1 т товарного никеля.
В настоящее время на 1 т никеля расходуют:

Извлечение никеля в гранулированный никель составляет 98—98,6%.

title-icon Подобные новости