Спосіб переробки нікелевмісних конвертерних шлаків нікелевих комбінатів
Винахід відноситься до галузі кольорової металургії та призначене для підприємств, зайнятих переробкою окислених нікелевих руд.
У процесі конвертування нікелевих штейнів утворюються шлаки, що містять 0,8-1,5% Ni, які є оборотними.
На сьогоднішній день на відвалах нікелевих комбінатів зібралося безліч конвертерних шлаків, наприклад, на Орських відвалах накопичилися мільйони тонн шлаку, які є промисловими відходами і займають величезні площі.
В даний час оборотні конвертерні шлаки переробляються спільно з брикетованою або агломерованою рудою за допомогою відновлювально-сульфідуючої шахтної плавки на нікелевий штейн.
Відомий також спосіб переробки нікельвмісних конвертерних шлаків, що включає підготовку шихти, що містить шлак і відновник, подачу її в плавильний агрегат, плавлення шихти з утворенням готового сплаву і відвального шлаку та їх випуск з агрегату (В.І.Смирнов та ін. шлаків.Свердловськ: Металургіздат, 1963, с.28-33).
Крім того, основна частина конвертерних шлаків йде у відвал, що економічно невигідно та екологічно небезпечно.
Технічна задача, на вирішення якої спрямовано пропонований винахід, - переробка шлаків з можливістю максимального вилучення нікелю та кобальту, підвищення економічності процесу плавлення та покращення екологічної безпеки навколишнього середовища.
Технічний результат при використанні винаходу полягає у вищому вилученні нікелю (до 90%) та кобальту (до 70%), присутніх у конвертерних шлаках. Вихід придатного зростає до 10-12%.
- плавку здійснюють у дуговій сталеплавильній електропечі;
- нікельвмісний конвертерний шлакпопередньо піддають дробленню з подальшим перемішуванням його з алюмінієвим шлаком та вапном;
- Розплав перед випуском нагрівають до температури 1550-1600С.
Використання як відновник алюмінієвого шлаку дозволяє витягти нікель і кобальт у сплав до 90%, підвищити вихід придатного до 10-12% і знизити втрати нікелю та кобальту з відвальними шлаками.
Проведення плавки в дуговій сталеплавильній електропечі дозволяє досягти необхідної температури плавлення.
Підвищення температури розплаву перед випуском до 1550-1600С дозволяє забезпечити якісний процес плавлення та можливість зливу сплаву.
Реалізується пропонований спосіб за допомогою дугової сталеплавильної електропечі, що зображена на кресленні.
Сталеплавильна електропіч містить металевий кожух 1, футерований зсередини вогнетривкою цеглою, склепіння 2, в отворах якого розміщуються графітові електроди 3. У склепінні 2 розташоване завантажувальне вікно 4, через яке подається шихта. Електропіч забезпечена жолобом 5 для випуску відвального шлаку та жолобом 6 для випуску сплаву, а також шлаківною 7 та виливницею 8.
Реалізується пропонований спосіб в такий спосіб.
У розігріту електропіч попередньо завантажується сталевий брухт або сталева стружка для отримання печі електропровідного розплаву, т.к. нікель, що завантажується, конвертерний шлак неелектропровідний. (Після розплаву він стає електропровідним.) Складові шихти попередньо перемішуються.
Через завантажувальне вікно 4 електропіч подається на розплав підготовлена шихта, що складається з суміші нікельсодержащего шлаку, алюмінієвого шлаку і вапна. Процес плавлення протікає рівно, без кипіння за нормальної температури 1400-1550С. В результаті плавлення утворюється відвальний шлак,який через жолоб 5 для випуску шлаку зливається в шлаковню 7. Утворений сплав накопичується на подіні електропечі і випускається через жолоб 6 в ківш або виливницю 8.
Завантаження та розплав шихти відбувається до тих пір, поки в електропечі не накопичиться необхідна кількість сплаву, що містить мас.%: 8-15 нікелю, 0,7-1,5 - кобальту та до 80 заліза. Потім сплав розігрівається до температури 1550-1600С та зливається з електропечі.
Кількість відновника із розрахунку стехіометрично необхідного алюмінію на повне відновлення нікелю та 15-35% на відновлення заліза до металу.
Процес розплавлення шихти відбувається рівно, без кипіння та швидко.
Шлак після електроплавки рідкий і легко зливається з електропечі.
Вилучення нікелю в метал досягає 90%. Вміст нікелю в сплаві можна підвищити шляхом зменшення кількості відновника або зменшити шляхом його збільшення. Але при збільшенні вмісту нікелю в сплаві зростуть і втрати нікелю зі шлаком, тому доцільніше вести процес при вмісті нікелю в сплаві 10-12%. Нікель в кінцевому шлаку знаходиться в основному у вигляді корольків, які можна витягнути в метал шляхом зниження в'язкості шлаку, перемішування і т.д.
Кінцеві шлаки після переробки конвертерних нікельсодержащих шлаків в дугової сталеплавильної електропечі містять 0,1-0,15% нікелю і надалі можуть використовуватися в будівництві.
Таким чином, видно, що алюмінієвий шлак виявив себе найбільш придатним відновником для піроселекції нікелю з конвертерних нікелів, що містять, шлаків.
Даний винахід дозволяє використовувати як сировину для виробництва сплаву, що містить нікель і кобальт, - конвертерний шлак, який є промисловим відходом, у величезних кількостяхнікелевих комбінатів, що скупчилися на відвалах.
Запропоноване технічне рішення в якості винаходу дозволяє підвищити вилучення нікелю і кобальту в сплав до 90%, підвищити вихід придатного до 10-12% і знизити втрати нікелю та кобальту з відвальними шлаками порівняно з існуючою технологією відновно-сульфуючої шахтної плавки.
Надалі сплав придатний для використання при конвертуванні разом із нікелевими штейнами шахтних печей для отримання файнштейну.
Пропонований спосіб переробки конвертерних шлаків, що містять, реалізується в дуговій сталеплавильної електропечі.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що плавлення здійснюють у дуговій сталеплавильній печі.
3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що підготовку шихти здійснюють шляхом дроблення конвертерного шлаку та перемішування з алюмінієвим шлаком та вапном.
4. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що готовий сплав перед випуском нагрівають до температури 1550-1600С.
QZ4A - Реєстрація змін (доповнень) ліцензійного договору на використання винаходу
Ліцензіар(и):Фомін Олександр Вікторович
Вид ліцензії*:ІЛ
Ліцензіат(и):Товариство з обмеженою відповідальністю "ГелЛа"
* ІЛ - виняткова ліцензія НДЛ - невиключна ліцензія