Відновна суміш для виплавки феронікелю

Восстановительная смесь для выплавки ферроникеля, содержащая антрацитовый штыб, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она дополнительно содержит отходы графитировочной шихты электродных заводов и отходы производства карбида кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: антрацитовый штыб 80-96 отходы графитировочной шихты электродных заводов 3-15 отходы производства карбида кремния 1-5 > Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при производстве ферроникеля методом электроплавки окисленных никелевых руд. Восстановительная смесь для выплавки ферроникеля должна отвечать следующим требованиям: 1. Высокое удельное электросопротивление. 2. Неспекаемость в условиях электроплавки. 3. Достаточная чистота по содержанию вредных примесей - серы и фосфора. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является восстановительная смесь для выплавки ферросплавов [1] следующего состава, мас.%: коксик 85-99 отходы графитировочной шихты электродных заводов 1-14 Недостатком данной восстановительной смеси является невысокое удельное электросопротивление коксика, его высокая стоимость, загрязненность вредными примесями. Целью данного изобретения является повышение электросопротивления смеси, уменьшение загрязненности вредными примесями - серой и фосфором, снижение расхода антрацитового штыба. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая восстановительная смесь для выплавки ферроникеля содержит в своем составе антрацитовый штыб, отходы графитировочной шихты электродных заводов и отходы производства карбида кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: Антрацитовый штыб 80-96 Отходы графитировочной шихты электродных заводов 3-15 Отходы производства карбида кремния 1-5 О 9780 При этом отходы графитировочной шихты электродных заводов содержат, мас.%: карбид кремния - 5-30, оксид кремния 5-20, оксид железа - 1-5, оксид алюминия 0,5-5, оксид кальция - 0,5-5, оксид магния - 5 0,5-5, углерод - остальное. Отходы производства карбида кремния имеют следующий химический состав, мае. %: карбид кремния - 50-85, оксид кремния - 10-15, оксид алюминия - 1-5, оксид 10 железа - 1-5, оксид кальция - 1-3, оксид магния - 1-3, углерод - остальное. Выбор отходов графитировочной шихты в качестве восстановителя объясняется тем, что присущая этому материалу привода 15 строения и существующие химические связи обеспечивают более высокое электросопротивление и хорошие термодинамические и кинетические условия физико-химических взаимодействий между составными 20 компонентами в процессе выплавки ферросплавов. Антрацитовый штыб, обладая высоким удельным электросопротивлением, содержит в своем составе до 2% серы, что являет- 25 ся существенным недостатком, так как происходит загрязнение вредной примесью. Известно, что основное количество серы (70-80%) вводится в процесс выплавки ферроникеля антрацитовым штыбом. 30 Все компоненты, входящие в состав восстановительной смеси, являются полезными при выплавке ферроникеля, способствуют повышению .электросопротивления ванны печи и улучшению термодинамиче- 35 ских и кинетических условий восстановления. Кремний и углерод карбида кремния принимают участие в восстановлении окислов никеля и кобальта, а оксид кремния, 40 оксид кальция и оксид магния являются флюсующими компонентами. Фосфор обладает высоким химическим сродством к карбиду кремния. Исследованиями установлено, что выход фосфора в 45 газовую фазу при восстановлении его карбидом кремния намного больше, чем при восстановлении антрацитовым штыбом. Наряду с увеличением интенсивности восстановления, при использовании карби- 50 да кремния в качестве восстановителя уменьшается выход из зоны реакции СО, что позволяет повысить содержание фосфора в отходящих газах и снизить его содержание в металле. 55 В отходах производства карбида кремния и в отходах графитировочной шихты электродных заводов карбид кремния распределен равномерно по всему объему. В процессе плавки ферроникеля в электропечи такое распределение частиц карбида кремния в непосредственном соприкосновении с оксидами никеля и кобальта играет положительную роль, повышая электросопротивление ванны печи в верхних горизонтах. В предлагаемой восстановительной смеси для выплавки ферроникеля карбид кремния вступает в реакцию с находящимися в непосредственном соприкосновении с ним оксидами. Продукты реакции переходят в сплав по уравнению; mMeO + nSiC -» MemSin + CO В результате протекания этой реакции сокращается кратность шлака и, как следствие, уменьшаются потери металла с окислами шлака. Присутствие в отходах оксидной части способствует снижению вязкости шлака. Антрацитовый штыб в количестве 8096% используется для полного восстанов ления окислов. При введении менее 80% антрацитового штыба окислы восстанавливаются не полностью, а при увеличении его количества более 96% увеличивается содержание вредных примесей серы и фосфора, снижается электросопротивление шихты, увеличиваются тепловые потери с колошника печи. Содержание отходов графитировочной шихты электродных заводов и отходов производства карбида кремния обусловлено тем, что введение их в количестве менее 3% и 1 % соответственно не приводит к снижению содержания серы и фосфора в ферроникеле и недостаточно для более полного процесса восстановления окислов металла. Введение отходов графитировочной шихты электродных заводов и отходов производства карбида кремния в восстановительную смесь в количестве более 15% и 5% соответственно, приводит к тому, что не все компоненты отходов участвуют в процессе восстановления. Оставшаяся часть компонентов переходит в шлак, что обуславливает повышение кратности шлака, снижение извлечения ведущих элементов. Опыты по выплавке чернового ферроникеля проводили в трехфазной электропечи мощностью 160 кВ А. Для выплавки применяют окисленную никелевую руду, известняк и углеродистый восстановитель в различных соотношениях (см. таблицу). Шихтовые материалы загружали непрерывно, а выпуск ферроникеля и шлака производили периодически. В процессе плавки непрерывно контролируют активное сопро 9780 Более 15% отходов графитировочной шихты и 5% отходов производства карбида кремния в смеси позволяет повысить активное сопротивление ванны, однако при этом Результаты исследований свидетельстснижается извлечение никеля и кобальта. Это вуют о том, что использование отходов граобусловлено повышением кратности шлака фитировочной шихты электродных заводов за счет вносимых отходами трудновосстанои отходов производства карбида кремния в вимых оксидов алюминия и кальция. количестве 3-15% и 1-5% соответственно в составе восстановительной смеси позволяИспользование предлагаемой восстает повысить активное сопротивление ванны 10 новительной смеси для выплавки ферронипечи и улучшить основные показатели прокеля позволяет повысить электроцесса - уменьшить загрязненность вреднысопротивление ванны печи, уменьшить зами примесями - серой и фосфором, снизить грязненность вредными примесями - серой расход антрацитового штыба. При вводе в и фосфором, снизить удельный расход элеквосстановительную смесь отходов графити- 15 троэнергии и шихтовых материалов. ровочной шихты менее 3% и отходов произОжидаемый экономический эффект от водства карбида кремния менее 1 % эффект внедрения изобретения на Побужском ниполучается незначительным. келевом заводе составит 159000 рублей. тивление ванны. Основные показатели выплавки приведены в таблице. 20 Основные показатели и параметры процесса выплавки ферроникеля Параметры и показатели Извести. процесса восстановитель Предлагаемая восстановительная смесь 1 Доля антрацитового штыба в восстановительной смеси, % Доля отходов графитировочной шихты электродных заводов, % Доля отходов производства карбида кремния, % Активное сопротивление ванны печи, Ом • 10~3 Расход восстановителя, кг/базовую тонну сплава Удельный расход электроэнергии, кВт • ч/баз.т Содержание в ферроникеле, % S Р Упорядник Замовлення 2 3 4 5 6 100 80 88 96 75 97 15 9 3 18 2,5 5 3 1 7 0.5 3,0 3,35 3,28 3,20 3,38 3,10 70 56 61,6 67,20 52,5 67,9 800 788 790 792 798 799 0,35 0.15 0,13 0,06 0,18 0,09 0,25 0.12 0,33 0,14 0,34 0,14 Техред М.Моргентал 4551 Коректор Н.Мілюкова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101