Способ переработки отходов сложнолегированных сплавов и сталей

Способ переработки отходов сложнолегированных сплавов и сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1п1 546659

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.06.75 (21) 2148156/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 11.04.77 (51) М, Кл. С 22В 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 669.054.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Окунев, В. Я. Кошкаров, А. А. Сорокин, В. М. Чумарев, И. H. Танутров, А. А. Ферштатер, О. В. Сосновский, Г. П. Ширяев, В. Ф. Рубцов и В. А. Быков

Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР и Режский никелевый завод (71) Заявители (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ

СЛО)КНОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ И СТАЛЕЙ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии переработки отходов сложнолегированных сплавов и сталей на никелевой и железоникелевой основе, содержащих хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт и др.

Известен способ переработки молибденсодержащего магнитного продукта путем плавки его с известью с получением ферромолибдена.

Известен способ переработки отходов сложнолегированных сплавов и сталей, включающий плавку в окислительной атмосфере в присутствии флюсов с выделением ферроникеля и шлаков.

Недостатками известных способов являются:

1. Продувка расплава и электропечи техническим кислородом. Эта операция нетехнологична, занимает много времени, требует сложный комплекс оборудования, т. е. практически нецелесообразна.

Продувка расплавов в кислородном конвертере не только усложняет технологическую схему, но и трудно осуществима (ввиду относительно малых объемов переработки) .

2. Получение большого количества щелочного плава относительно бедных по содержанию вольфрама и молибдена.

3. Высокий расход соды для получения водорастворимых соединений вольфрама и мол ибден а в пл а ве.

Указанные недостатки способствуют значи5 тельному снижению удельной производительности печи, перерасходу электроэнергии, требуют повышенных капитальных и эксплуатационных затрат.

С целью интенсификации процесса, дости10 жения большей селективности разделения и. полноты извлечения металлов по предлагаемому способу плавку ведут при 1450 †18 С в присутствии твердого окислителя, например окислов и гидроокислов железа и никеля, с

15 использованием в качестве флюса материала, содержащего щелочной металл, например силикат натрия.

В качестве твердых окислителей могут быть использованы материалы, содержащие

20 окислы и гидроокислы железа и никеля (например, отрицательные пластины и окисленные положительные пластины щелочных железоникелевых аккумуляторов, ферриты металлов, окисленные никелевые руды, ппрптный

25 огарок, закись никеля, намертво обожженный роштейн и др.) .

Для получения селективных хромовых и вольфрам-молибденовых шлаков подачу твердого окислителя ведут в два приема. После

546659 усвоения первой порции твердого окислителя выделяют легированный вольфрамом и молибденом ферроникель и хромовый шлак, второй — товарный ферроникель и богатый вольфрамо-молибденовый плав (шлак). Легированный ферроникель, являющийся по существу Fe — Ni Мо — W лигатурой, может служить также товарной продукцией.

Шихту, состоящую из металлоотходов и твердого окислителя, плавят при 1450 — 1800 С при весовом соотношении хрома, вольфрама и молибдена в металлоотходах к кислороду в твердом окислителе, равном 1: (0,3 — 1,0), с введением в шихту натриевых (калиевых) материалов, например силикат-глыбы (соды +

+ кварцевого песка) и других флюсов для формирования щелочного водорастворимого плава.

Для повышения концентрации окислов вольфрама и молибдена в плаве и снижения расхода натриевых материалов твердый окислитель целесообразно подавать в два приема. В первом случае шихту, состоящую из металлоотходов и твердого окислителя, в весовом соотношении хром в металлоотходах, кислород в твердом окислителе, равном 1: (0,3 — 0,8), плавят с получением хромового шлака (первичного). С целью получения жпдкотекучего шлака в шихту (или на расплав) добавляют шлакообразующие флюсы (например, известняк, доломит, кварц) . Первичный хромовый шлак при наличии в нем заметных количеств окислов вольфрама и молибдена раскисляют металлическим алюминием, ферросилицием марки

Си-75, сплавами на основе А1 — Ni и др. Затем хромовый шлак (примерный состав, /О. Сг 03

10 — 25, FeO 10 — 20; А1 0а10 — 20; MgO 10 — 20;

$10 30 — 45; СаО 2 — 3) скачивают и направляют на переработку или в отвал (для накопления). С целью снижения перехода вольфрама в первичный хромовый шлак окисление хрома ведут до остаточного содержания хрома в ферроникеле, равного 0,5 — 3,0 /о, Вторую порцию твердого окислителя подают на расплав легированного ферроникеля в количестве, соответствующем весовому соотношению (вольфрам+молибден+остаточный хром): кислород в твердом окислителе, равному 1: (0,3 — 1,0). В этот период плавки в печь подают материалы, содержащие натрий (калий) и флюсы, например силикат-глыбу, смесь соды и кварцевого песка и др., что обеспечивает получение плава с водорастворимыми соединениями вольфрама и молибдена (при отсутствии необходимости в получении водорастворимого щелочного плава в качестве основного флюса могут быть применены окислы щелочноземельных металлов) .

Богатый вольфрам-молибденовый плав скачивается и перерабатывается на одной из известных схем. Товарный ферроникель выпускается из печи через шпуровое отверстие и гранулируется.

Температурный режим плавки — 1450—

1800 С. Атмосфера в печи — окислительная.

С целью регулирования состава ферронике. ля и повышения в нем содержания никеля в качестве твердого окислителя целесообразно использовать предварительно окисленные никельсодержащие положительные пластины никелево-железных кадмиевых аккумуляторов, обожженный роштейн и др.

Пример 1. Металлоотходы следующего состава, % ..

Ni

Cr

Мо

58,74

15,4

9,5

4,29

15 плавят при 1550 С совместно с окисленными положительными пластинами никелево-железных аккумуляторов 21 /о Ni; 38/о Ре при весовом соотношении (хром + вольфрам + мо20 либден в металлоотходах): кислород в окисленных пластинах, равном 1,0: 0,9. Для формирования шлака в шихту плавки вводят СаО и SiO в количестве 30 от веса металлоотходов.

В результате плавки шихты получают ферроникель следующего состава, % . .Ni 69,9; Cr нет; Мо 0,3; W 0,2 и шлак состава, /,: Ni 0,64;

WO> 7,5; МоО> 4,7; Сг Оа 19,4; FeO 8,5; SiOq

26,0; СаО 26,0, выход которых составляет со30 ответственно 123 /о и 116 /а от веса металлоотходов со следующим распределением металлов по продуктам плавки, /о.

W Mo

N1 Cr

Ферроникель

Шлак

99,15 нет 2,7 8,9

0,85 100 97,3 91,1

Пример 2. Металлоотходы, следующего состава, /о.

Ni 44,3

W 6,75

Мо 4,20

Cr 18,9

45 плавят в трехтонной электропечи. В качестве твердого окислителя используют отрицательные пластины железо-никелевых аккумуляторов 49,2/о Fe(OH)g. Подачу твердого окисли50 теля ведут в два периода. В первом из них в шихту плавки вводят металлоотходы (2,0 т) и твердый окислитель (0,8 т) при весовом соотношении хром: кислород в твердом окислителе, равном 1: 0,34 соответственно, и шла55 кообразующие флюсы — 0,25 т динасового боя и 0,88 т кварцевого песка (50/о SiOq). Температура расплава была в пределах 1550—

1700 С. В результате плавки получают легированный вольфрамом и молибденом ферро50 никель (1,84 т), содержащий, о/О. Ni 47,6;

W 5 8; Мо 4,0; Cr 2,0 и первичный хромовый шлак (215 т), /о. Сг О 159; %0а 113; Мо03 нет; FeO 8,60; А1 0а 14,4; СаО 1,76; MgO 19,0;

SiOq 37,4 со следующим распределением ме65 таллов по продуктам плавки, %.

546659

N1 Сг Ъ Мо

Cr2O3

WO

МоОз

7,7

19,3

15,8

NiO

Cr O3

FeO

А120з

СаО

Mg0

SlOz

0,29

13,2

8,78

18,0

1,82

19,4

38,8

Составитель А. Кальницкий

Техред Е. )Каворонкова

Редактор T. Логинова

Корректор Л. Брахнина

Заказ 1000/2 Изд. Х 186 Тираж 799 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Ферроникель 99,3 98,8 79,3 89,3

Шлак 0,7 83,1 18,3 нет

Возгоны (по разности) — 7,1 2,4 10,7

После слива хромового шлака в печь на расплав загружают вторую порцию твердого окислителя (1,0 т) при весовом соотношении вольфрам и молибден: кислород в твердом окислителе, равном 1: 0,4 соответственно, и силикат-глыбу (Na SiO>) в количестве 0,4 т для формирования щелочного плава. В результате обработки легированного ферроникеля твердым окислителем и натрийсодержащими материалами получают товарный ферроникель

2,28 т (состав: 39,0% Nl и 61,0 /о Fe) и щелочной плав — 0,7 т следующего состава, ..

Хромовый шлак был подвергнут раскислению алюминием. После раскисления шлак имеет следующий состав, /о.

Вольфрам на 75 — 80% из хромистого шлака при восстановлении его алюминием был переведен в лигатуру, содержащую W, Мо, Ni, Сг (10 — 30%), которая может быть возвращена в исходную шихту плавки.

Применение твердых окислителей при переработке металлоотходов позволяет: значительно повысить степень использования кислорода (в сравнении с продувкой расплава газооб5 разным кислородом в прототипе); упростить технологическую схему переработки металлоотходов; повысить производительность печи и извлечение ценных металлрв; снизить удельный расход электроэнергии и огнеупоров.

10 Применение твердых окислителей, содержащих никель, позволяет регулировать состав ферроникеля и повышать его качество.

Селективное удаление хрома в шлак при двухстадийной переработке металлоотходов

15 способствует снижению расхода натриевых (калиевых) добавок и выхода плава в 2 — 3 раза и повышению в плаве концентрации окислов вольфрама и молибдена.

Указанные технологические преимущества

20 данного способа позволяют значительно снизить эксплуатационные и капитальные затраты и повысить производительность труда.

Формула изобретения

1. Способ переработки отходов сложнолегированных сплавов и сталей, включающий плавку в окислительной атмосфере в присутствии флюсов с выделением ферроникеля и

30 шлаков, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения селективностп разделения и степени извлечения металлов, плавку ведут прп 1450 — 1800 С в присутствии твердого окислителя, например

35 окислов и гидроокислов железа и никеля, с использованием в качестве флюса материала, содержащего щелочной металл.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве флюса используют силнкат

40 натрия.