Спосіб отримання феронікелю

1. Спосіб отримання феронікелю, що включає завантаження в електропіч окисленої нікелевої руди, подачу відновлювача, проплавлення шихти з отриманням бідного феронікелю з вмістом нікелю 3 65943 Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання феронікелю, що включає завантаження в електропіч окисленої нікелевої руди, подачу відновлювача, проплавлення шихти з отриманням бідного феронікелю з вмістом нікелю менше 10 %, збагачення феронікелю проплавленням в електропечі шихти з окисленої нікелевої руди і бідного феронікелю, згідно з корисною моделлю, проплавлення ведуть в електропечі з периклазохромітовою футерівкою, а як відновлювач використовують залізистий відновлювач при наступному співвідношенні компонентів шихти: 80-90 % окисленої нікелевої руди і 20-10 % залізистого відновлювача або феронікелю, який слід збагатити, при цьому стадію збагачення феронікелю повторюють до отримання необхідного вмісту нікелю в феронікелі. Як залізистий відновлювач використовують залізну стружку АРМКО або нелегованої сталі. Ведення плавки в електропечі з периклазохромітовою футерівкою дозволяє у відповідності із зменшенням хімічної спорідненості до кисню, вираженої зміною енергії Гіббса, використовуючи залізистий відновлювач, селективно витягти нікель і кобальт. При цьому периклазохромітова футерівка забезпечує максимально низький вміст вуглецю в кінцевому продукті. Співвідношення компонентів шихти: 80-90 % окисленої нікелевої руди і 20-10 % залізистого відновлювача або феронікелю, який слід збагатити, дозволяє оптимізувати процес селективного витягання нікелю і кобальту. При вмісті залозистого відновлювача більше 20 % - більша частина заліза розплавиться і ввійде до складу феронікелю, знизивши при цьому вміст (Ni + Со). При вмісті залізистого відновлювача менше 10 % вилучення (Ni + Co) різко знижується. Використання як залізистого відновлювача залізної стружки АРМКО або нелегованої сталі є одним з ефективних варіантів вибору відновлювача для способу , що заявляється, і дозволяє одно 4 часно забезпечити низький вміст фосфору в кінцевому продукті. Основні реакції процесу селективного відновлення при температурі 1450-1525 °С. NiO + Fe = [Ni] + (FeO) CoO + Fe = [Co] + (FeO) Ni і Co переходять в металеву фазу. Fe2O3 при температурі вище 700 °С переходить у FeO за схемою Байкова. Всі останні компоненти вихідної сировини - Аl2О3, CaO, MgO, SiO2 та FeO, що утворюються при нагріванні вище 700 °С, переходять у шлак. Стадію збагачення феронікелю повторюють до отримання необхідного вмісту нікелю в феронікелі, що дає можливість отримати широкий асортимент товарного феронікелю. Технологія способу дає можливість реалізувати його в одному плавильному агрегаті. Це характеризує спосіб як більш технологічний і знижує капітальні витрати на його здійснення. Таким чином, істотні ознаки технічного рішення, що заявляється, дозволяють вирішувати поставлену задачу одержання низьковуглецевих (до 0,03 % вуглецю) і низькофосфористих (менше 0,03 % фосфору) марок феронікелю з вмістом нікелю 15-25 %. При цьому спосіб не потребує спеціальних вимог до якісного складу руди, оскільки незалежно від цієї обставини можливо отримання якісного феронікелю з високим вмістом нікелю і низькими показниками вмісту вуглецю та фосфору за рахунок того, що стадію збагачення феронікелю повторюють до отримання необхідного вмісту нікелю в феронікелі. Це підтверджується прикладами конкретного виконання способу. Для лабораторно-промислового випробування плавки проводили в електропечі РКЗ-10,5 з периклазохромітовою футерівкою (у дві стадії). Склад шихти для першої стадії процесу - нікелевмісна залізорудна сировина та відновлювач, представлений в таблиці 1. Таблиця 1 №1 Маса шихти, кг і % Руда Стружка Всього Після плавки № 1 був отриманий метал сріблясто-світлого кольору, після чого була відібрана проба і виконаний хім. аналіз, який показав вміст Ni 6,3 %. Після плавки № 2 також був отриманий метал сріблясто-світлого кольору, після чого була відібрана проба і виконаний хім. аналіз, який показав вміст Ni 9,4 %. Як залізистий відновлювач використовували залізну стружку АРМКО (можливо використовувати кг 785 150 935 №2 % 83,96 16,04 100,00 кг 1020 250 1270 % 80,31 19,69 100,00 стружку з нелегованої сталі, наприклад Ст3). Такий відновлювач забезпечує процес отримання феронікелю при одночасному низькому вмісту фосфору в кінцевому продукті. Співвідношення - 82 % сухої нікелевмісної залізорудної сировини і 18 % стружки - це середній показник для першої стадії. Друга стадія процесу (плавка шихти: руда + феронікель, отриманий після першої стадії процесу). 5 65943 6 Таблиця 2 №1 Маса завантаження, кг і % Руда Феронікель після 1 ст. Всього кг 800 200 1000 №2 % 80,00 20,00 100,00 Як відновлювач використовували феронікель, отриманий після першої стадії з вмістом нікелю в плавці № 1 - 6,3 % Ni, а під час плавки № 2 і № 3 9,4 % Ni, після чого був отриманий метал сріблясто-світлого кольору - збагачений феронікель відповідно з 19,2 і 21,3 %, 24,7 % Ni і вмістом вуглецю до 0,03 % та фосфору до 0,02 %, що відповідає стандарту ISO 6501. У разі, якщо вміст Ni у феронікелі нижче за необхідний, проводять третю стадію. Для плавки використовують руду і феронікель, отриманий після другої стадії процесу. Температурний режим плавки 1450-1525 °С. Витрата електроенергії 600-800 кВт*год/т шихти, витрата електродів ~5кг/т феронікелю. Вторинна напруга трансформатора 120-180 В. Максимальна сила струму в електроді 48,5 кА. Комп’ютерна верстка А. Крулевський кг 820 180 1000 №3 % 82,00 18,00 100,00 кг 800 200 1000 % 80 20 100 Окремо слід відмітити, що всі стадії можливо проводити в одній електропечі, що дає можливість зменшити витрати на обладнання. На основі результатів наведених прикладів конкретного застосування способу отримання феронікелю, що заявляється, можна зробити висновок, що використання всіх істотних ознак технічного рішення способу дозволяють вирішувати поставлену задачу - одержання низьковуглецевих (до 0,03 % вуглецю) і низькофосфористих (менше 0,03 % фосфору) марок феронікелю з вмістом нікелю 15-25 %, які відповідають вимогам по якості стандартам ISO 6501, тобто отримати висококонкурентну продукцію - широкий асортимент товарного феронікелю. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601