Метод за преработка на никел-съдържащи конверторни шлаки от никелови заводи
Изобретението се отнася до областта на цветната металургия и е предназначено за предприятия, занимаващи се с преработка на окислени никелови руди.
В процеса на преобразуване на никелов камък се образуват шлаки, съдържащи Ni 0,8-1,5%, които циркулират.
Към днешна дата огромно количество конверторна шлака се е натрупала в сметищата на никелови заводи, например милиони тонове шлака са натрупани в сметищата в Орск, които са промишлени отпадъци и заемат огромни площи.
Понастоящем рециклираните конверторни шлаки се преработват заедно с брикетирана или агломерирана руда с помощта на редукционно-сулфидизираща мина за топене в никелов щейн.
Известен е и метод за преработка на никел-съдържащи конверторни шлаки, включващ приготвяне на шихта, съдържаща шлака и редуциращ агент, подаване към топилна инсталация, стопяване на шихтата за образуване на готова сплав и отпадъчна шлака и изхвърлянето им от инсталацията (В. И. Смирнов и др. Извличане на кобалт от конверторни шлаки. Свердловск: Металургиздат, 1963, стр. 28-33). ).
В допълнение, основната част от конверторната шлака отива в сметището, което е икономически неизгодно и екологично опасно.
Техническият проблем, който трябва да бъде решен с настоящото изобретение, е обработката на шлаката с възможност за максимизиране на извличането на никел и кобалт, повишаване на ефективността на процеса на топене и подобряване на екологичната безопасност на околната среда.
Техническият резултат при използване на изобретението е по-високо извличане на никел (до 90%) и кобалт (до 70%), присъстващи в конверторната шлака. Добивът се увеличава до 10-12%.
- топенето се извършва в електродъгова пещ за топене на стомана;
- Никелсъдържаща конверторна шлакапредварително подложен на раздробяване, последвано от смесване с алуминиева шлака и вар;
- стопилката преди освобождаването се нагрява до температура 1550-1600C.
Използването на алуминиева шлака като редуциращ агент позволява извличането на никел и кобалт в сплавта до 90%, увеличаване на добива на подходяща сплав до 10-12% и намаляване на загубата на никел и кобалт с отпадъчни шлаки.
Извършването на топене в електродъгова пещ за топене на стомана позволява да се постигне необходимата температура на топене.
Повишаването на температурата на стопилката преди източване до 1550-1600C позволява да се осигури висококачествен процес на топене и възможност за източване на сплавта.
Предложеният метод се реализира с помощта на електродъгова пещ, показана на чертежа.
Електрическата пещ за топене на стомана съдържа метален корпус 1, облицован отвътре с огнеупорни тухли, покрив 2, в чиито отвори са поставени графитни електроди 3. В покрива 2 има прозорец за зареждане 4, през който се подава зарядът. Електрическата пещ е оборудвана с улей 5 за изхвърляне на отпадъчна шлака и улей 6 за изхвърляне на сплавта, както и резервоар за шлака 7 и форма 8.
Предложеният метод се изпълнява по следния начин.
Стоманен скрап или стоманени стърготини се зареждат предварително в нагрята електрическа пещ, за да се получи електропроводима стопилка в пещта, т.к. заредената никел-съдържаща конверторна шлака не е електропроводима. (След стопяването става електропроводим.) Компонентите на сместа са предварително смесени.
През прозореца за зареждане 4 към стопилката се подава подготвен заряд, състоящ се от смес от никел-съдържаща шлака, алуминиева шлака и вар. Процесът на топене протича плавно, без кипене при температура 1400-1550C. В резултат на топенето се образува отпадъчна шлака,който през улея 5 за освобождаване на шлаката се слива в резервоара за шлака 7. Образуваната сплав се натрупва на дъното на електрическата пещ и се изхвърля през улея 6 в черпака или формата 8.
Зареждането и топенето на сместа става, докато в електрическата пещ се натрупа необходимото количество сплав, съдържаща тегл.%: 8-15 тегл.% никел, 0,7-1,5 кобалт и до 80 тегл.% желязо. След това сплавта се нагрява до температура 1550-1600C и се източва от електрическата пещ.
Количеството редуциращ агент на базата на стехиометрично необходимия алуминий за пълното редуциране на никела и 15-35% за редуцирането на желязото до метал.
Процесът на топене на заряда протича гладко, без кипене и бързо.
Шлаката след електрическо топене е течна и лесно се оттича от електрическата пещ.
Извличането на никел в сплавта достига 90%. Съдържанието на никел в сплавта може да се увеличи чрез намаляване на количеството редуциращ агент или намалено чрез увеличаването му. Но с увеличаване на съдържанието на никел в сплавта загубата на никел с шлаката също ще се увеличи, поради което е по-целесъобразно процесът да се извърши със съдържание на никел в сплавта от 10-12%. Никелът в крайната шлака е главно под формата на пелети, които могат да бъдат извлечени в сплавта чрез намаляване на вискозитета на шлаката, смесване и др.
Крайната шлака след преработката на съдържаща никел конверторна шлака в електродъгова пещ за топене на стомана съдържа 0,1-0,15% никел и по-късно може да се използва в строителството.
По този начин може да се види, че алуминиевата шлака се оказа най-подходящият редуциращ агент за пироселекция на никел от никел-съдържащи конверторни шлаки.
Това изобретение дава възможност да се използва в големи количества конверторна шлака, която е промишлен отпадък, като суровина за производството на сплав, съдържаща никел и кобалт.натрупани на сметищата на никеловите заводи.
Предложеното техническо решение като изобретение позволява да се увеличи извличането на никел и кобалт в сплавта до 90%, да се увеличи добивът на добър метал до 10-12% и да се намалят загубите на никел и кобалт с отпадъчна шлака в сравнение със съществуващата технология за редукционно-сулфидиране на руднично топене.
В бъдеще сплавта е подходяща за използване при преобразуване заедно с никелови щейнове на шахтови пещи за получаване на матове.
Предложеният метод за преработка на никел-съдържаща конверторна шлака се прилага в електродъгова пещ за топене на стомана.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че топенето се извършва в дъгова стоманена пещ.
3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че сместа се приготвя чрез раздробяване на конверторна шлака и смесване с алуминиева шлака и вар.
4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че готовата сплав се нагрява до температура 1550-1600°С преди освобождаване.
QZ4A - Регистрация на промени (допълнения) на лицензионното споразумение за използване на изобретението
Лицензодател(и):Фомин Александър Викторович
Тип лиценз*:IL
Лицензиант(и):Gella Limited Liability Company
* IL - изключителен лиценз NIL - неизключителен лиценз