Шихта для выплавки чернового ферроникеля

Шихта для выплавки чернового ферроникеля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в цветной металлургии при производстве ферроникеля из окисленных железоникелевых руд. Сущность изобретения: шихта имеет следующий состав, мас.%: железоникелевая руда 60,0-84,5, кальцийсодержащий флюс 10,0-25,0, восстановитель 5,0-10,0 шлак производства ферросилиция 0,5-5,0, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я>5 С 22 С 38/08, 33/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4946756/02 (22) 17.06.91 (46) 23.08,93. Бюл. N 31 (71) Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности (72) И.Л.Абрамич, Б.В.Лебедь, В.Д.Белан, С.Г.Митцев, Д.А.Соколов. А,Н,Антипанов, А.Е.Бурочкин, В.Н,Степаниченко, В,Ф.Лихачев и В,M.Öåëèê (73) И.Л.Абрамич (56) Грань Н.И. и др. Электроплавка окисленных никелевых руд. M.: Металлургия, 1971, с. 55 — 96.

Технологическая инструкция Побужского никелевого завода ТИ-5-86 ЭПУ, 1986.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве ферроникеля из окисленным железоникелевых руд.

Производство ферроникеля из окисленных железоникелевых руд характеризуется низкой степенью извлечения никеля и особенно железа. Выход шлаков от состава шихты составляет 80-90%, в которых содержится 8 — 10% железа. 0,05 — 0,06% никеля.

Особенностью плавки таких руд в электропечах является необходимость насыщения чернового металла кремнием для предотвращения растворения.углеграфитовый футеровки и обеспечения нормального теплового режима рафинирования чернового ферроникеля.

Обеспечения достаточного содержания кремния в черновом ферроникеле 3 — 3,5% достигается эа счет увеличения удельного расхода электроэнергии, „„Я.) „„1836482 АЗ (54) ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧЕРНОВОГО

ФЕРРОНИКЕЛЯ (57) Использование: в цветной металлургии при производстве ферроникеля из окисленных железоникелевых руд. Сущность изобретения: шихта имеет следующий состав, мас.%: железоникелевая руда 60,0 — 84,5, кальцийсодержащий флюс 10,0-25,0, восстановитель 5,0 — 10,0 шлак производства ферросилиция 0,5 — 5,0. 2 табл.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и сокращение потерь железа и никеля.

Поставленная цель достигается тем, что известная шихта, включающая окисленную . железоникелевую руду, кальцийсодержащий флюс и восстановитель, дополнительно содержит шлак производства ферросилиция при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: железоникелевая руда

60,0-84,5; кальцийсодержащий флюс 1025,0; восстановитель 5,0 — 10.0; шлак производства ферросилиция 0,5-5,0.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем; шлак производства ферросилиция содержит элементарный кремний в виде корольков ферросилиция, карбиды кремния и кальция, являющиеся высокоактивными для оксидов никеля и железа.

1836482

Взаимодействие укаэанных элементов происходит как в твердой фазе в откосах шихты в печи, так и при контакте жидкого расплава с откосом шихты.

Твердофазное и жидкофазное взаимодействие составляющих шлак производства ферросилиция с оксидной частью шихты происходит с, эюеотермическим эффектом по уравнениям:, ; ЗРеЯГ+2РегОз=. 7Fe+ 3SiOz+ 0 (1)

ЗРеЯ! + 2Й!20з = 3Fe + 4NI +

+ 3SiO2+ Q . (2)

3Si+ 2Fez0a = 4Fe+ 35 02+ Q (3)

Я!С+2Ре20з=2Ре+ Я!02+ СО + О (4)

SlC+ NI2Oa=2Ni+ Si02+ СО + 0 (5)

Образующаяся в результате взаимодействия по уравнениям 4 и 5 газовая фаза барботирует шлаковый расплав восстанавливая оксиды железа и никеля:

FeO+ СО = Fe+ СО2 (6)

Ni0+ СО = Ni+ COz (7)

Экзотермическое тепло образующееся йо уравнениям 1 — 5 способствует снижению расхода электроэнергии на плавку.

Кроме того, непрореагировавшие ко. рольки ферросилиция и элементарного кремния растворяются в черновом ферро никеле вызывая побочный эффект — тормозят взаимодействие чернового ферроникеля с углеграфитовой футеровкой печи, Известно, что растворимость углерода в ферроникеле ограничивается содержанием в нем кремния. Чем выше содержание кремния в черновом ферроникеле тем меньше содержание углерода, Это остается справедливым при содержании кремния в черновом ферроникеле от 0 до 6%. Добавка шлака производства ферросилиция в шихту менее

1% не обеспечивает значительного снижения расхода электроэнергии и существенного снижения содержания железа и никеля в шлаке. Повышение расхода шлака производства ферросилиция более 8% нецелесообразно, так как беэ существенного увеличения извлечения никеля приводит к увеличению непроизводительных затрат, кроме того не исключается возможность вспенивания расплава, что приведет к технологическим осложнениям, В исследованной научно-технической и патентной литературе аналогов шихты со сходными признаками не обнаружено, В связи с этим предлагаемое техническое решение обладает новизной и существенными отличительными признаками.

Существенными являются следующие признаки:

0,3

0,5

2,5

5,0 — введение в состав шихты для выплавки чернового ферроникеля шлака производства ферросилиция; — пределы соотношения ингредиентов.

Пример 1, В лабораторных условиях в алундовых тиглях плавили восстановленную шихту, состоящую иэ окисленной железоникелевой руды, известняка и восстановителя при соотношении ингреди10 ентов, %:

Окисленная железоникелевая руда 73,0

Известняк 20,0

Восстановитель 7,0

Сравнительный опыт, по прототипу, а затем вводили дополнительно шлак производства ферросилиция.

Исследовали следующие составы шихты:

20 Шихта 2

Окисленная железоникелевая руда 72,7

Известняк 20,0

Восстановитель 7,0

Шлак производства ферросилиция

Шихта 3

Окисленная желеэоникелевая руда 72,5

30 Известняк 20,0

Восстановитель 7,0

Шлак производства ферросилиция Шихта 4

35 Окисленная желеэоникелевая руда 68,0

Известняк 20,0

Восстановитель 7,0

Шлак производства

40,ферросилиция

Шихта 5

Окисленная железоникелевая руда 68,0

Известняк 20,0

45 Восстановитель 7,0

Шлак производства ферросилиция

Шихта 6

Окисленная железоникелевая

50 руда 67,0

Известняк 20,0

Восстановитель 7,0

Шлак производства ферросилиция 6,0

Укаэанные составы шихты плавили при температуре 1723 К. После охлаждения расплава продукты плавки взвешивали и анализировали. По результатам взвешивания и анализов рассчитывали извлечение никеля и железа.

1836482

Таблица 1

Результаты лабораторных исследований представлены в таблице, Результаты лабораторных исследований по плавке шихты для производства чернового ферроникеля:

Как видно из данных табл. 1, оптималь- 5 ный расход шлака производства ферросилиция находится в интервале 0,5-5,0 от массы железоникелевой руды шихта (3 — 6), Шихта 2 расход шлака производства ферросилиция 0,37; не удовлетворяет условиям 10 поставленной задачи. Не достигается значительного повышения извлечения никеля и железа, а шихта 6 не удовлетворяет так как происходит вспенивание расплава.

На Побожском никелевом заводе были 15 проведены промышленные испытания предлагаемой шихты в течение 15 суток. В руднотермической печи плавили шихту:

Окисленная железоникелевая руда 69,0 20

Известняк 20,0

Восстановитель 7,0

Шлак производства ферросилиция 4,0

Получен черновой ферроникель со сред- 25 нем содержанием кремния 3,5 и отвальный шлак со средневзвешенным содержанием никеля 0,012 и железа—

6.07. Удельный расход электроэнергии на тонну окисленной железоникелевой руды 30 составил 900 кВтч/т при нормативном удельном расходе 980 кВт/т.

Таким образом предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества: позволяет значительно на 50-80 кВтч/т снизить удельный расход электроэнергии; повышается извлечение никеля в оварный (черновой) ферроникель на 5,1 абс.,ф; повышается извлечение железа из руды на 26,6 абс,g.

Кроме того, за счет поддержания стабильного уровня содержания кремния в черновом ферроникеле повышается стойкость углеграфитовой футеровки руднотермических печей, а также повышается стабильность процесса рафинирования чернового ферроникеля в конвертерах (см. табл. 2).

Формула изобретения

Шихта для выплавки чернового ферроникеля, содержащая окисленную железоникелевую руду, кальцийсодержащий флюс и восстановитель, отл ича ю ща яся тем, что, с целью снижения потерь никеля и железа и сокращения расхода электроэнергии, она дополнительно содержит шлак производства ферросилиция при следующем соотношении ингредиентов, мас. (,:

Железо-никелевая руда 60,0 — 84,5

Кальцийсодержащий флюс 10,0-25,0

Восстановитель 5,0 — 10,0

Шлак производства ферросилиция 0,5 — 5,0

1836482

Таблица 2

Составитель И,Абрамич

Техред M.Моргентая Корректор С,Патрушева

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3011 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5