Спосіб виробництва багатого нікелевого штейну та пристрій для його здійснення

27218 Изобретение касается способа и устройства для получения богатого никелевого штейна в комбинации суспензионной плавильной печи и электрической печи. Обычно богатый никелевый штейн производится из сернистых концентратов следующим образом: сначала концентрат сушится, а затем вместе с флюсом, колошниковой пылью и окисляющим газом плавится в суспензионной плавильной печи в никелевый штейн и шлак. Полученный таким образом никелевый штейн далее преобразуется в богатый никелевый штейн, в котором объединенное содержание никеля и меди составляет 72-75% по весу, например, в конвертере типа Пирса-Смита. Дополнительно к этому шлак из суспензионной плавильной печи и конвертера очищается в электрической печи, откуда полученный штейн возвращается как загрузка для конвертера. Образующиеся в процессе газы из суспензионной плавильной печи и из конвертера собираются и используются в получении серной кислоты. Вышеописанный традиционный способ производства богатого никелевого штейна является надежным, был испытан и оправдал себя, но все же имеет ряд недостатков. Такими недостатками являются, например, его высокие инвестиционные затраты. Кроме того, процесс образует два потока разных газов, из которых второй, – поток газа конвертера при способе продувки, – является высоко переменным по количеству, что делает обработку газа и производство серной кислоты дорогими. Использование конвертера также вызывает проблемы, связанные с дымом в рабочем районе, потому что камин конвертера должен смещаться в разных стадиях конвертерного процесса. Далее, процесс требует перемещения расплавленного материала из суспензионной плавильной печи в конвертер, и из конвертера в электрическую печь, а также из электрической печи в конвертер. В силу вышеописанных причин процесс образует большое количество промежуточных продуктов, которые снова вызывают расходы для их обработки, плавки и очистки. В основу изобретения поставлена задача создания способа производства богатого никелевого штейна и устройства для его осуществления, позволяющих путем объединения суспензионной плавильной и электрической печей, а также упрощения технологического процесса исключить большое количество промежуточных продуктов, снизить стоимость производства богатого никелевого штейна. Поставленная задача решается следующим образом. Богатый никелевый штейн производится в суспензионной плавильной печи, такой как печь для плавки во взвешенном состоянии. Как результат высокого никелевого содержания богатого штейна и высокого кислородного потенциала печи, никелевое содержание шлака суспензионной плавильной печи также высокое. Шлак из суспензионной плавильной печи восстанавливается в электрической печи, которая либо отдельная, либо соединена со суспензионной плавильной печью с помощью специального сепарационного элемента. При необходимости, по крайней мере, часть богатого никелевого штейна может также подаваться в электрическую печь. Штейн, образованный в электрической печи, по крайней мере, частично возвращается обратно в суспензионную плавильную печь. Возвращенный штейн, который загружается в суспензионную плавильную печь либо как гранулированный, либо как расплавленный, далее восстанавливает шлак из суспензионной плавильной печи, и одновременно снижает количество возвращаемого в цикл материала. Таким образом, способ и устройство, согласно настоящему изобретению, создают возможность устранения использования конвертера, как одной стадии процесса. Как следствие, способ для получения богатого никелевого штейна, согласно настоящему изобретению, ведет к значительным преимуществам по сравнению с традиционным способом. При использовании гранулированного штейна из электрической печи для загрузки в суспензионную плавильную печь не требуется перемещать расплавленные материалы в способе производства, согласно настоящему изобретению, и как результат, дымовые проблемы в рабочей зоне существенно снижаются. Соответственно, по существу нет промежуточных продуктов, образующихся в связи с производством богатого никелевого штейна. Далее, согласно изобретению, образуется только один, по существу, равномерный газовый поток, что снижает затраты, связанные с производством серной кислоты и обработкой газа. При применении способа и устройства для получения богатого никелевого штейна, согласно настоящему изобретению, в новой промышленной установке, пространства и другие средства, необходимые для конвертера, могут быть исключены с самого начала. Это делает промышленную установку более компактной и значительно более дешевой в отношении капитальных затрат по сравнению с предшествующим уровнем техники. Соответственно потребность в рабочей силе снижается благодаря способу производства богатого никелевого штейна, согласно настоящему изобретению. Изготовление богатого никелевого штейна, согласно настоящему изобретению, может также применяться на существующих промышленных установках, потому что используемая в способе технология как таковая известна. Но в способе производства богатого никелевого штейна, согласно настоящему изобретению, соединение оборудования вместе и способ проведения для получения богатого никелевого штейна существенно отличаются от предшествующего уровня техники. Изобретение поясняется подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, среди которых: Фиг. 1 - иллюстрация предпочитаемого варианта реализации изобретения при виде сбоку в поперечном сечении, и Фиг. 2 - иллюстрация другого предпочитаемого варианта реализации изобретения при виде сбоку в поперечном сечении. Устройство для производства богатого никелевого штейна (фиг.1) содержит суспензионную плавильную печь 1 с реакционной шахтой 2, связанной с каналом подачи окисляющего газа 3, каналом подачи флюса 4, каналом подачи концентрата 5, каналом подачи гранулированного штейна 6 из электрической печи 7, а также с магистралью колошниковой пыли 8 из системы охлаждения 9 отходящих газов. Вертикаль 27218 ная шахта 10 суспензионной плавильной печи 1 связана с системой охлаждения 9 для охлаждения газов, образуемых в печи 1. Нижняя часть печи 1 представляет собой отстойник 11, который снабжен двумя люками 12 и 13 для удаления из печи 1 шлака 14 и богатого никелевого штейна 15 соответственно. Люк 12 связан с электрической печью 7 каналом для транспортировки шлака 14 с целью его восстановления посредством кокса 16. В нижней части электрической печи 7 расположены разгрузочные люки 17 и 18 для удаления шлака 19 и металлизированного штейна 20 соответственно. Люк 18 связан с устройством для гранулирования 21 штейна 20, которое, в свою очередь, соединено с каналом для возврата гранулированного штейна 6 в реакционную шахту 2 печи 1. Устройство для производства богатого никелевого штейна (фиг. 2) содержит суспензионную плавильную печь 1 и электрическую печь 22, расположенные на одной подине. Печи 1 и 22 разделены между собой посредством перегораживающего элемента 23, который может быть выполнен как одна секция и является общей стенкой для обеих печей, или, например, из двух секций, между которыми образуется соединительный канал 24. Как показано на фиг. 1, в реакционную шахту 2 суспензионной плавильной печи 1 по каналам подается окисляющий газ 3, флюс 4, концентрат 5 и гранулированный штейн 6, образованный в электрической печи 7, а также колошниковая пыль 8, полученная из системы охлаждения 9 отходящих газов. Газы, образуемые в суспензионной плавильной печи 1, удаляются через вертикальную шахту 10 для обработки газа в системе 9 охлаждения газа. Но шлак 14 из суспензионной плавильной печи 1 и образованный богатый никелевый штейн 15 удаляются из отстойника 11 через разгрузочные люки 12 и 13 соответственно. Шлак 14 из суспензионной плавильной печи 1 далее транспортируется в электрическую печь 7, где шлак 14 восстанавливается с помощью кокса 16, используемого в качестве восстанавливающего агента. В результате процесса восстановления образуется шлак 19 и металлизированный штейн 20, которые удаляются из электрической печи 7 через разгрузочные люки 17 и 18 соответственно. Металлизированный штейн 20 подвергается гранулированию в устройстве 21 после удаления из печи 1. Гранулированный штейн 6 возвращается как исходный материал в суспензионную плавильную печь 1 обратно для производства богатого никелевого штейна 15. Как показано на фиг. 2, суспензионная плавильная печь 1 и электрическая печь 22 соединены друг с другом таким образом, что установленная между суспензионной плавильной печью 1 и электрической печью 22 перегораживающая стенка 23 препятствует расплавленному богатому никелевому штейну 15, образованному в суспензионной плавильной печи 1, течь в электрическую печь 22, не дает возможности шлаку 14 из суспензионной плавильной печи 1 течь как перелив в электрическую печь 22. Перегораживающая стенка 23 может быть образована лишь как одна секция, и в этом случае стенка 23 является общей для суспензионной плавильной печи 1 и электрической печи 22, или, например, из двух секций, и в этом случае секции стенки 23, смежные с суспензионной плавильной печью 1 и электрической печью 22 являются отдельными, и между стенками образован соединительный канал 24. Пример Способ, согласно изобретению, был применен в отношении сульфидного концентрата, который содержал 6,9% (вес.) никеля, 1,2% (вес.) меди, 36,3% (вес.) железа, 26,5% (вес.) серы и 11,5% (вес.) оксида кремния. Концентрат загружался в реакционную шахту печи для плавки во взвешенном состоянии, и на каждую тонну концентрата также подавалось 82 кг штейна из электрической печи, 230 кг флюса и 98 кг колошниковой пыли, выделенной из отходящих газов плавильной печи во взвешенном состоянии. Дополнительно к этому загружалось 320 Нм3 окисляющего газа со степенью обогащения кислородом 80% в реакционную шахту на каждую тонну загруженного в ней концентрата. Продуктом, полученным из отстойника плавильной печи во взвешенном состоянии, был богатый никелевый штейн, содержащий 65% (вес.) никеля, 10% (вес.) меди и 22% (вес.) серы. Кроме того, из отстойника плавильной печи во взвешенном состоянии был получен шлак, содержащий 3% (вес.) никеля, 0,6% (вес.) серы и 30% (вес.) оксида кремния. Шлак из плавильной печи во взвешенном состоянии далее транспортировался в электрическую печь, где шлак восстанавливался с помощью кокса. При восстановлении были получены фаза шлака и фаза металлизированного штейна, которая в связи с удалением из электрической печи была гранулирована и возвращена как исходный материал в плавильную печь во взвешенном состоянии. На основании шлака из электрической печи, который содержал 0,15% (вес.) никеля и 0,17% (вес.) меди, было отмечено, что в случае способа, согласно настоящему изобретению, достигнутая скорость возврата никеля, который подавался в концентрат, была 97,9%. 27218 Фиг. 1 Фиг. 2 Тираж 50 екз. ДП «Український інститут промисловоі власності» (Укрпатент) Україна, 01133, м. Київ-133, бул. Л. Українки, 26 (044) 295 – 81 – 42 (044) 295 – 61 - 97