Шихта для производтсва ферроникеля

Шихта для производтсва ферроникеля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве ферроникеля методом электроплавки окисленных никелевых руд. Целью изобретения является увеличение извлечения в сплав никеля и кобальта, уменьшение его загрязненное™ вредными примесями - серой и фосфором, снижение удельных затрат основных материалов. Шихта для производства ферроникеля содержит , мас.%: известняк 25-30; антрацитовый штыб 3-12, комплексный карбидоугольный материал 0,1-10 и никельсодержащее сырье остальное Применение шихты позволит повысить извлечение в сплав никеля и кобальта в среднем на 1,28%, уменьшить в сплаве содержание серы и фосфора з среднем на 10-15% и снизить на 15% удельный расход никельсодержащего сырья и известняка. 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ,РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЬ!Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

С: (21) 4771166/02 (22) 19,12.89 (46) 07,12.91. Бюл, М 45 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) М.И.Гасик, А,Г.Гриншпунт, B.Â.Êàøкуль, А.Е.Бурочкин, С.Г.Митцев, Д.А.Соколов, П.Е,Власов и О.В.Дегтяренко (53) 669.168,3 (088,8) (56) Грань Н.И., Онищин Б,П., Мойзель Е.И.

Электроплавка окисленных никелевых руд.—

M.: МГеталлургия, 1971, с. 55.

Диомидовский Д.А. и др, Металлургия ферроникеля. — M,:Ìåòàëëóðãèÿ, 1983, с. 17-19. (54) ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФЕРРОНИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для производства ферроникеля методом электроплавки окисленных никелевых руд, К восстановителям для производства ферроникеля предъявляют следующие основные требования: высокое удельное электросопротивление, достаточно высокие прочность и термостойкость, чтобы не образовывалось много мелочи при нагреве топлива в верхних горизонтах печи, неспекаемость в условиях электроплавки, достаточная чистота по содержанию вредных примесей серы и фосфора.

Показатель удельного электросоп ротивления восстановителя при электроплавке имеет огромное значение, так как от него зависит общее электросопротивление ван„„&U: 1696564 А1 производстве ферроникеля методом электроплавки окисленных никелевых руд.

Целью изобретения является увеличение извлечения в сплав никеля и кобальта, уменьшение его загрязненности вредными примесями — серой и фосфором, снижение удельных затрат основных материалов.

Шихта для производства ферроникеля содержит, мас.%: известняк 25-30; антрацитовый штыб 3 — 12; комплексный карбидоугольный материал 0,1 — 0 и никельсодержащее сырье остальное. Применение шихты позволит повысить извлечение в сплав никеля и кобальта в среднем на 1,280(, уменьшить в сплаве содержание серы и фосфора

s среднем на 10-15 g, и снизить на 15 удельный расход никельсодержащего сырья и известняка. 1 табл. ны печи, а также распределение в ней выделяемой мощности.

Химический состав восстановителя определяет его физико-химические свойства и технико-зкономические показатели восстановительного процесса, Вследствие этого при выборе восстановителя для этого или ионного процесса руководствуются как их химическим составом, так и металлургическими свойствами., Известна шихта для электроплавки окисленных никелевых руд на ферроникель, состоящая из никелевой руды, коксика, известняка или мрамора. К недостаткам этой шихты можно отнести низкое извлечение никеля и кобальта, сильную загрязненность примесями.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является шихта для

169656- электроплавки окисленных никелевых руд на ферроникель, применяемая на Побужском никелевом заводе следующего состава, мас,,4:

Известняк 25-30

Антрацитовый штыб 3-12

Никелевая руда Остальное

Недостатками данного состава ших,ы являются низкое извлечение никеля и кобальта, загрязненность серой и фосфором, большой удельный расход электроэнергии, Целью изобретения является увеличение извлечения никеля и «Обальта, уменьшение загрязненности вредными примесями — серой и фосфором, снижение удельных затрат основных материалов, Поставленная цель достигается тем, ч о шихта для электроплавки окисленных никелевых руд на ферроникель, включающая никельсодержащее сырье, известняк и антрацитовый штыб, дополнительно содержит комплексный карбидоугольный материал при следующем соотношении компонентов, мас. J,:

Известняк 25-30

Антрацитовый штыб 3 — 12

Комплексный карбидоугольный материал 0,1-10

Никельсодержа щее сырье Остал LÄ I-I oe

При этом комплексный карбидоугольный материал имеет следующий химический состав, мас.,ь: карбид кремния ---30, Оксид кремния 5-20, оксид железа 1 — 5, оксид ал:оминия 0,5 — 5, металлический кремний 1 — 10, углерод остальное.

Другое отличие состоит в том, что в ка честве комплексного карбидоу -ольного материала применяют кусковые или окускованные известными методами отходы электродных заводов, которые получа отся в результате взаимодействия при 18002800 С высокозольного углеродного материала и кварцевого песка (засыпки) при графитации электродной продукции, В комплексном карбидоугольном материале углерод распределен в элементарных объемах равномерно и окружает пленкой каждую карбидную, оксидную и оксик lpбидную частицу, Это обеспечивает при е-о использовании в составе предлагаемой шихгы для производства ферроникеля значительное увеличение с,îðîñòè восстановительных реакций, повышает активное сопротивление ванны печи и улучшает g,I;yгие технико-экономические показатели, Антрацитовый штыб содержит в своем составе до 2% серы, это является существенным недостатком. так как происходAT загрязнение вред; ой примесью. Извес I-о, 1

) I

О

30 я<

4Г

5что основное количество серы (70 — 80%) вводится в процесс антрацитовым штыбом.

Процесс. получения комплексного карбидоугольного материала происходит при

1800-2800".:, что обусловливает весьма низкое содержание в нем серы и фосфора.

Это играет положительную роль в процессе получения фсрроникеля, уменьшает загрязненность вредными примесями.

Выбор OMI1JleKGHOI о карбидоугольного материала в качестве восстановителя в предлагаемом составе шихты для производства ферроникеля обьясняется тем, что присущая этому материалу природа строения и существующие химические связи обеспечивают более высокое электросопротивление, хорошие термодинамические и кинетические условия физико-химических взаимодействий между составными компонентами в процессе злектроплавки, низкое содержание серы и фосфора.

Использование комплексного материала в качестве комплексного восстановителя обеспечивает повышение технико-экономических показателей процесса электроплавки. Все компоненты, входящие в его состав, являются полезными при плавке на ферроникель, поэтому введение комплексного карбидоугольного материала в состав шихты для электроплавки окисленных никелевых руд повышает э ектрссопротивление ваннь. печи и улучшает термсдинамические и K!AHBTIpiческие условия восстановления никеля и кобальта.

Кремний и углерод, карбида кремния принимаю1 участие в восстановлении окислов металлов.

Фосфор обладает высоким химическим сродством к карбиду кремния. Выход фосфора в газовую фазу при =î.ññòàíîâëåíèè его карбидом кремния намного больше, чем при восстановлении антрацитовым LIITbl" бом.

Наряду с увеличением интенсивности о восстановления при использовании SIC уменьшается выход СО из зоны реакции что позволяет повысить сОдержание фосфора в отходящих газах и снизить его содержание в металле.

Выбор граничных зна ений предлагаемых компонентов оаусловлен следующим, Г1ри использовании предлагаемого состава шихты улучшаются технико-экономические и термодинамические условия восстановления окислов увеличивается степень восстановления окислов металлов, растет выход сплава и уменьшается выход ш ака, Температура плавления сплава понижается. В шлаке убывает содержание цветных мегаллов и железа, возрастает содержание крем1646564 незема и окислов других трудновосстанг вимых элементов — магния, алюминия,:<альция. Температура плавления и вязкость шлака увеличлваются, а электропроводность падает. Извлечение никеля, кобальта и железа в сплав по мере увеличения рас ода восстановителя растет.

Состав продуктов плавки и извлечение металлов в сплав зависит не только от расхода восстановителя, но и от содержания в нем углерода. Антрацитовый штыб содержит в своем составе на сухую массу до 75% углерода и 4,6 — 6,5% летучих, что является весьма нежелательным, а комплексный карбидоугольный материал содержит в своем составе 65-85% углерода, а также карбид кремния 5 — 30%, Приведенные данные свидетельствуют о преимуществах комплексного карбидоугольного материала по сравнению с антрацитовым штыбом.

Увеличение содержания известняка более 35% повышает содержание окиси кальция в шлаках, что приводит к снижению температуры металла и шлака на выпуске, Соответственно уменьшается и температура расплава в самой электропечи, поэтому при производстве ферроникеля количество известняка в предлагаемом составе шихты нецелесообразно увеличивать выше 35%

В качестве углеродного восстановителя в предлагаемом составе шихты используется антрацитовый штыб. Антрацитовь.й штыб в количества 3-12% используют для полного восстановления окислов, При содерх<ании антрацитового штыба менее 3% окислы восстанавливаются не полностью, а при увеличении его содержания более 12% резко ухудшаю "ся технико-экономическле показателии.

Содержание комплексного карбидоугольного материала в предлагаемом составе шихты для производства ферроникеля должно находиться в пределах 0,1 — 10%.

Нижний предел содержания комплексного карбидоугольного материала в предлагаемом составе шихты обусловлен тем, что введение его в количестве, меньшем 0,1,, недостаточно для более полного процесса восстановления окислов, а также создания ванны с высоким удельным электросопротивлением. Введение комплексного карбидоугольного материала в количестве, большем 10%, приводит к тому, что не все компоненты комплексного карбидоугольного материала полностью участвуют в процессе восстановления окислов, Оставшаяся часть компонентов переходит в шлак, что приводит к говышенному шлакообраэованию, В идентичных лабораторных условиях на печи мощностью 160 <ВА проведен сопо5 ставительный анализ по выплавке ферроникеля на шихте предлагаемого состава и известного, Опробовано 10 составов шихты, отличающихся друг от друга содержанием компонентов.

10 Составы шихт и результаты лабораторных испытаний приведены в таблице, Как свидетельствуют результаты испы,таний, при использовании 2-го, 3-го и 4-го составов шихт наблюдается наилучшее иэ15 влечение Ni и Со в ферроникель и заметное уменьшение содержания вредных примесей серы и фосфора, При испытаниях 1-го состава шихты (известного) и запредельных значений предлагаемой шихты (соста20 вы 5 — 10) наблюдается некоторое расстройство технологического процесса электроплавки ферроникеля, Технико-экономические показатели процесса не улучшаются, а в некоторых случаях даже

25 ухудшаются.

Установлено, что извлечение никеля и кобальта при использовании предлагаемого состава шихты для производства ферроникеля в среднем на 1,28% выше по сравне30 нию с приMåíåнием шихты известного состава.

Таким образом, использование комплексного карбидоугольного материала в качестве восстановителя в предлагаемом

; 5 составе шихты дгя производства ферроникеля позволяет увеличить извлечение никеля и кобальта в ферроникель и уменьшить содержание вредных примесей серы и фос-. фора.

40 о

Формула изобретения йихта для производства ферроникеля, содержащая никельсодержащее сырье, известняк и антрацитовый штыб, о т л и ч à ю45 щ а я с я тем, что, с целью повышения извлечения в сплав никеля и кобальта, уменьшения загрязненности его вредными примесями — серой и фосфором, снижения удельных затрат основных материалов, она

50 дополнительно содержит комплексный карбидоугольный материал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Известняк 25-30

Антрацитовый штыб 3 — 12

55 Комплексный карбидоугольный материал 0,1 — 10

Никельсодержащее сырье Остальное

1696564 в, мас., и значения

Компоненты и показатели Содержание компоненто

Окисленная никелевая руда

62 62,9 57

25 25 30

12 3

12 7

Комплексный карбидо. угольный материал

0,1

0,1,Извлечение в ферроницель

93,5 95,.3 94,1 95,4 94,2 94,8

92,6 94,5 92,9 92 „7 93,0 93,9

Содержание в ферроникеле

0,35 0,15 0,33 0,15 0,33 0,21

0,15 0,07 0,1 4 0,07 0,14 0,10

Продолжение таблицы

Компоненты и показатели показателей шихт cocTBBd .) Р

Окисленная никелевая

56 руда

12 3

Комплексный карбидо-; угольный материал

10

0,05 12

l0

Извлечение в ферроницель

93,5 93,2 94,о 93,9 93,5 93,3

92,6 92,3 93,1 93,0 92,6 92,4

Содержание в ферроникеле

0,35

0 3l 0 25 033 0 25 032

0,15 0„12 0,10 0,14 0,15 0,14

Соста в и тель Т. Морозова

Техред M,Mîpãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор И,Горная

Заказ 4281 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,?I<-35. Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r. ужгород. ул.Гагарина, 101

Известняк

Антрацитовый штыб

Известняк

Антрацитовый штыб

9,95

8 ь

57

28 е

14

57;9 60

30 23