BR112019012882B1 - Método para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel, método para produzir liga de níquel ferrocromo e pelota de cromita endurecida - Google Patents

Abstract

Um método é descrito para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel. O método compreende fornecer uma mistura moída contendo ferro e material contendo cromo e opcionalmente carbono e opcionalmente aditivos; fornecer material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de matéria- prima contendo níquel, agente de ligação, e opcionalmente agente de fluxo; misturar material contendo níquel, agente de ligação e opcionalmente agente de fluxo na mistura moída para produzir uma mistura de aglomeração; aglomerar a mistura de aglomeração para produzir pelotas verdes; e endurecer as pelotas verdes para produzir pelotas de cromita endurecidas. O método compreende tratamento térmico do material contendo níquel antes de misturar o material contendo níquel na mistura moída para remover enxofre, água, possíveis carbonatos e voláteis a partir do material contendo níquel e para produzir óxidos de níquel no material contendo níquel.

Description

Campo da Invenção

[0001]A invenção refere-se a um método para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel como definido no preâmbulo da reivindicação independente 1.

[0002]A invenção também refere-se a um método para produzir liga de níquel ferrocromo como definido na reivindicação 24.

[0003]A invenção refere-se também a uma pelota de cromita endurecida como definida na reivindicação 31.

[0004]As pelotas de cromita endurecidas contendo níquel podem ser usadas em processos para produzir liga de níquel ferrocromo que pode ser usada como uma liga essencial na produção de metal tal como aço inoxidável.

[0005]Publicação WO 2010/092234 refere-se a um método para produzir um níquel contendo ferroliga. A partir de um concentrado de cromita de grão fino contendo ferro e cromo e uma matéria-prima de grão fino contendo níquel, uma mistura é formada com agente de ligação, e a mistura é aglomerada de modo que objetos de tamanho desejado sejam obtidos. Os objetos obtidos são tratados termicamente a uma temperatura suficiente para remoção de água de cristalização ligada à matéria-prima. Na etapa tratamento térmico dos objetos, que também é chamada endurecimento, os objetos são sinterizados de modo que os objetos resistam transporte e carregamento em um forno de fundição. Os objetos formados de material contendo níquel e concentrado de cromita contendo ferro podem ser simultaneamente calcinados e dessulfurizados em conexão e dentro do processo de tratamento térmico também conhecido como o processo de sinterização. Além disso, os objetos são fundidos sob circunstâncias de redução de modo a obter ferrocromoníquel, uma ferroliga de uma composição desejada contendo pelo menos ferro, cromo e níquel.

Objetivo

[0006]O objetivo é fornecer um método para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel e um método para produzir liga de níquel ferrocromo de material de baixo custo.

Breve Descrição da Invenção

[0007]O método para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel é caracterizado pelas definições da reivindicação 1.

[0008]As modalidades preferidas do método para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel são definidas nas reivindicações dependentes 2 a 23.

[0009]O método para produzir liga de níquel ferrocromo é correspondentemente caracterizado pelas definições da reivindicação 24.

[0010]As modalidades preferidas do método para produzir liga de níquel ferrocromo são definidas nas reivindicações 25 a 30.

[0011]A pelota de cromita endurecida é caracterizada pelas definições da reivindicação 31.

[0012]As modalidades preferidas da pelota de cromita endurecida são definidas nas reivindicações 32 a 37.

[0013]O método é fundamentado no fornecimento de material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo de refinação hidrometalúrgica de matéria-prima contendo níquel e tratamento térmico do material precipitado contendo níquel antes de misturar o material contendo níquel na mistura moída contendo ferro e material contendo cromo, tal como cromita, e opcionalmente carbono e opcionalmente aditivos. No tratamento térmico do contendo níquel que compreende os compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgico de matéria-prima contendo níquel, parte do enxofre, água tal como água quimicamente ligada e água livre, possíveis carbonatos e voláteis a partir do material contendo níquel são removidos de decomposto.

[0014]Em uma modalidade do método, o material contendo níquel é tratado termicamente na presença de gás contendo oxigênio.

[0015]Em uma modalidade do método, a mistura de aglomeração contém em porcentagens de peso (base seca) 1 a 25 % em peso de Ni, 0 a 5 % em peso de C, 0 a 50 % em peso de aditivos opcionais, 0,05 a 2 % em peso de agente de ligação, e 0 a 10 % em peso de agente de fluxo, o equilíbrio sendo ferro e material contendo cromo e impurezas inevitáveis.

[0016]Em uma modalidade do método, a mistura de aglomeração contém em porcentagens de peso (base seca) 1 a 25 % em peso de Ni, 0 a 5 % em peso de C, 10 a 50 % em peso Fe, 10 a 50 % em peso de Cr, 0 a 50 % em peso de aditivos opcionais, 0,05 a 2 % em peso de agente de ligação, 0 a 10 % em peso de agente de fluxo, e o equilíbrio sendo impurezas inevitáveis ou oligoelementos tais como Na, K, Ti, V, Cl, Zn, Cu e principais componentes de formação de escória no estágio de fundição tais como Mg, Si, Ca e Al semelhantes a estes e principalmente em forma de óxido.

[0017]Em uma modalidade do método, o Nieqv da mistura de aglomeração (base seca) está entre 1 e 25 %, tal como entre 5 e 25 %.

[0018]Em uma modalidade do método, as pelotas verdes são endurecidas em um forno de endurecimento que está na forma de uma máquina de sinterização de correia de aço, ou em um forno de eixo, ou em um forno rotativo em um forno compreendendo um grelha móvel.

[0019]Em uma modalidade do método, o agente de ligação tal como bentonita ou similarmente afetando ligantes tais como ligantes orgânicos é usado.

[0020]Em uma modalidade do método, as impurezas inevitáveis na alimentação de aglomeração é pelo menos uma de S, Na, Cl, Co, Cu, Mo, Mn, V e Ti.

[0021]Em uma modalidade do método, os aditivos opcionais são material contendo ferro, material reciclável tal como pó do fundidor (pó dos fundidores) ou usinas de aço, pó de tratamentos térmicos, ou semelhantes.

[0022]Em uma modalidade do método, o agente de fluxo contém materiais contendo Ca, Si, Mg e/ou Al.

[0023]Em uma modalidade do método, o material contendo níquel é tratado termicamente aquecendo-se o material contendo níquel a uma temperatura entre 200 e 1400 °C, preferivelmente a uma temperatura entre 400 e 1200 °C, mais preferivelmente a uma temperatura entre 600 e 1200 °C, e o mais preferivelmente a uma temperatura entre 800 e 1200 °C.

[0024]Em uma modalidade do método, o material contendo níquel contém em porcentagens de peso (como base seca) 25 a 80 % em peso de Ni, 0,001 a 40 % em peso de água quimicamente ligada, 0,001 a 50 % em peso de S, e impurezas inevitáveis tais como Co, Mn, Cu e semelhantes.

[0025]Em uma modalidade do método, o material contendo níquel contém em porcentagens de peso (como base seca) 25 a 80 % em peso de Ni, 5 a 40 % em peso de água quimicamente ligada, 0,001 a 10 % em peso de S, e impurezas inevitáveis tais como Co, Mn, Cu e semelhantes.

[0026]Em uma modalidade do método, o material contendo níquel contém em porcentagens de peso (como base seca) 25 a 80 % em peso de Ni, 0,001 a 10 % em peso de água quimicamente ligada, 5 a 50 % em peso de S, e impurezas inevitáveis tais como Co, Mn, Cu e semelhantes.

[0027]Em uma modalidade do método, o níquel para a razão de ferro no material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo de refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel é mais de 1.

[0028]Em uma modalidade do método, a torrefação do material contendo níquel é realizado durante o tratamento térmico do material contendo níquel.

[0029]Em uma modalidade do método, a calcinação do material contendo níquel é realizada durante o tratamento térmico do material contendo níquel.

[0030]Em uma modalidade do método, os compostos de níquel precipitados contaminam o níquel na forma de hidróxido de níquel.

[0031]Em uma modalidade do método, os compostos de níquel precipitados contaminam o níquel na forma de sulfeto de níquel.

[0032]Em uma modalidade do método, o material contendo níquel contém pelo menos um de enxofre, tal como sulfetos ou sulfatos ou semelhantes, carbono tal como carbonato e carbonetos, e óxidos tais como óxidos de níquel.

[0033]Em uma modalidade do método, as pelotas verdes a partir da mistura de aglomeração são aglomeradas em um tambor ou disco de peletização.

[0034]Em uma modalidade do método, as pelotas de cromita endurecidas tendo um diâmetro entre 5 e 30 mm, mais preferencialmente entre 6 e 20 mm, o mais preferencialmente entre 8 e 16 mm são formadas.

[0035]Em uma modalidade do método, as pelotas de cromita endurecidas tendo uma resistência à compressão em média acima de 100 kg/pelota, mais preferencialmente over 150 kg/pelota, e o mais preferencialmente acima de 200 kg/pelota (calculada como F12mm) são formadas.

[0036]Em um outro aspecto da invenção, um método para produzir liga de níquel ferrocromo compreende as etapas de formar um alimentação de fundição e fundir a alimentação de fundição sob condições de redução para produzir escória e liga de níquel ferrocromo. O método é caracterizado pela alimentação de fundição contendo pelotas de cromita endurecidas contendo níquel produzido com um método de acordo com a invenção.

[0037]Em uma modalidade do método para produzir liga de níquel ferrocromo, a alimentação de fundição é formada de modo que a alimentação de fundição além das pelotas de cromita endurecidas contendo níquel compreende agente redutor tal como material contendo carbono ou substâncias que se comportam de forma semelhante, agente de fluxo tais materiais contendo Si, Al, Ca, Mg, possíveis materiais irregulares tais minério irregular, possíveis outros materiais contendo ferro e cromo.

[0038]Em uma modalidade do método para produzir liga de níquel ferrocromo, os gases liberados durante a fundição da alimentação de fundição são coletados, e os ditos gases são usados no endurecimento das pelotas verdes para produzir pelotas de cromita endurecidas.

[0039]Em uma modalidade do método para produzir liga de níquel ferrocromo, os gases liberados durante a fundição da alimentação de fundição são coletados, e os ditos gases são usados no tratamento térmico do material contendo níquel.

[0040]Em uma modalidade do método para produzir liga de níquel ferrocromo, a alimentação de fundição é fundida em um forno de arco elétrico, preferencialmente em um forno de arco submerso, sob condições de redução.

[0041]Em uma modalidade do método para produzir liga de níquel ferrocromo, as pelotas de cromita endurecidas são pré-aquecidas antes de fundir as pelotas de cromita endurecidas.

[0042]Em ainda um outro aspecto da invenção, uma pelota de cromita endurecida para uma alimentação de fundição para produção de liga ferrocromo é fornecida. A pelota de cromita endurecida contém em porcentagens de peso entre 1 a 25 % em peso de níquel como óxidos, e o óxido de níquel na pelota de cromita endurecida sendo compostos de níquel precipitados tratados termicamente a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel, tal como hidróxido de níquel ou sulfeto de níquel, sulfato de níquel ou carbonato de níquel tratados termicamente. A pelota é caracterizada em que os compostos de níquel precipitados tratados termicamente a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel foi adicionada a uma alimentação de aglomeração antes do endurecimento de uma pelota verde formada a partir da alimentação de aglomeração para produzir a pelota de cromita endurecida.

[0043]Em uma modalidade, a pelota de cromita endurecida tem um diâmetro entre 5 e 30 mm, mais preferencialmente entre 6 e 20 mm, e o mais preferencialmente entre 8 e 16 mm.

[0044]Em uma modalidade, a pelota de cromita endurecida tem uma resistência à compressão em média acima de 100 kg/pelota, mais preferencialmente acima de 150 kg/pelota, e o mais preferencialmente acima de 200 kg/pelota (calculada como F12mm).

[0045]Em uma modalidade, a pelota de cromita endurecida tem uma porosidade em média entre 15 e 40 %, mais preferencialmente entre 20 e 35 %, e o mais preferencialmente entre 20 e 32 %.

[0046]Em uma modalidade, o níquel como óxido está presente tanto dentro dos grãos de cromita quanto na parte de fora dos grãos de cromita na microestrutura da pelota de cromita endurecida.

[0047]Em uma modalidade, a pelota de cromita endurecida é livre de agente de fluxo adicional tais materiais contendo Ca, Si, Mg e/ou Al ou semelhantes, com a exceção para possíveis níveis de resíduos e/ou impurezas, exigidos em um estágio de fundição para fundir uma alimentação de fundição contendo uma pluralidade de tais pelotas endurecidas para produzir liga de níquel ferrocromo.

[0048]Em uma modalidade, a pelota de cromita endurecida compreende pelo menos uma parte do agente de fluxo (dos agentes de fluxo) tais materiais contendo Ca, Si, Mg e/ou Al ou semelhantes exigidos em um estágio de fundição para fundir uma alimentação de fundição contendo uma pluralidade de tais pelotas endurecidas para produzir liga de níquel ferrocromo.

[0049]Em outras palavras e de acordo com a invenção, o material contendo níquel é tratado termicamente antes de misturar it na forma de tratado termicamente material contendo níquel com a mistura moída para produzir uma mistura de aglomeração a partir das quais pelotas verdes são formadas por aglomeração. Resultante a partir do tratamento térmico do material contendo níquel, níquel está pelo menos parcialmente presente em forma de óxido de níquel no material contendo níquel tratado termicamente. O material contendo níquel que é misturado na mistura moída para produzir a mistura de aglomeração que compreende compostos estequiométricos ou não estequiométricos de oxigênio e níquel. Também é possível tratar termicamente outros aditivos de pelota verde junto com material contendo níquel se desejado.

[0050]Uma vantagem da presente invenção é que voláteis do material contendo níquel, especialmente componentes voláteis descarregando como resultado de reações químicas termicamente induzidas de hidróxido de níquel ou de sulfeto de níquel, não são liberados na etapa de endurecimento subsequente das pelotas verdes. Porque as características físicas do material contendo níquel alteram no tratamento térmico, por exemplo, quando o óxido de níquel é formado de hidróxido de níquel, as propriedades mecânicas de pelotas de cromita endurecidas são vantajosas.

[0051]Porque a quantidade de componentes voláteis na mistura de aglomeração das pelotas verdes é diminuída no tratamento térmico da matéria-prima de níquel antes de ser misturada à mistura moída para produzir a mistura de aglomeração, a densidade as pelotas verdes permanece em um nível vantajoso. A densidade vantajosa das pelotas verdes tem um efeito positivo na capacidade do aparelho de endurecimento tal como uma máquina de sinterização de correia de aço ou grelha móvel, onde as pelotas verdes são endurecidas para produzir pelotas de cromita contendo níquel endurecidas e sinterizadas. A capacidade do aparelho de endurecimento é um fator chave quando avaliar a eficiência técnica e econômica do processo de endurecimento. O benefício de usar material contendo níquel tratado termicamente em vez de material contendo níquel contendo, por exemplo, níquel na forma de hidróxido de níquel é que a capacidade de uma máquina de sinterização de correia de aço aumenta aproximadamente por 10 % para cada 10 % de material contendo níquel adicionado na mistura moída (o pellet feed) como é ilustrado nos Exemplos 2 e 3 neste documento.

[0052]Porque o material contendo níquel que é misturado na mistura moída (o pellet feed) é tratado termicamente antes da mistura, a resistência à compressão das pelotas é alta, que reduz a necessidade de adicionar agente de fluxo na mistura moída. Se o material contendo níquel foi adicionado à mistura moída, por exemplo, na forma de material contendo níquel contendo níquel na forma de hidróxido de níquel, a necessidade de agente de fluxo seria mais alta de modo a obter um resistência à compressão suficiente. A quantidade maia alta de fluxo (fluxos) (agente de fluxo) nas pelotas de cromita endurecidas aumenta a quantidade de escória formada no estágio de fundição, fato que novamente causa consumo de energia mais alto no estágio de fundição.

[0053]Mais uma vantagem do tratamento térmico do material contendo níquel antes de misturá-lo à mistura moída é que a temperatura de carregamento a quente não cairá notavelmente. Os valores de temperatura de carregamento a quente fornecem informações sobre a refratariedade sob carga e o comportamento das pelotas de cromita endurecidas na camada superior do leito no forno de fundição.

[0054]Se o material contendo níquel foi na forma de material contendo níquel contendo níquel na forma de hidróxido de níquel, a temperatura de carregamento a quente cairia muito quando mais do que 10 % do material contendo níquel fosse adicionado.

[0055]Quando se usa de material contendo níquel tratado termicamente no processo de pelota de cromita convencional que é fundamentado em sinterizar a correia de aço, a energia é economizada no estágio de secagem do processo de sinterização de pelota de cromita (também pode ser chamado de endurecimento). Quando o material contendo níquel é, por exemplo, adicionado à mistura moída na forma de material contendo hidróxido de níquel, o tempo de retardo no estágio de secagem das pelotas verdes na máquina de sinterização de correia de aço quase se duplica, porque a evaporação da água a partir das pelotas verdes é aumentada até 50 %.

[0056]O tratamento térmico do material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel, tais como materiais com base de lateríticos ou sulfídicos, antes de misturá-los na mistura de aglomeração, também previne a corrosão do aparelho, tal como uma máquina de sinterização de correia de aço ou grelha móvel, onde as pelotas são processadas. O material contendo níquel de um tratamento hidrometalúrgico, quando usado como tal sem tratamento térmico, libera gases corrosivos tais como óxidos de enxofre resultantes no processo de endurecimento das pelotas verdes.

[0057]Surpreendentemente, notou-se que as pelotas de cromita contendo níquel endurecidas produzidas de acordo com o processo da presente invenção também têm boas características redutoras no processo de fundição subsequente. Além disso, a resistência à alta temperatura das pelotas endurecidas desta invenção é em um dom nível.

[0058]O aumento da temperatura no tratamento térmico da matéria-prima contendo níquel usada nesta invenção diminui o teor de umidade das pelotas verdes na etapa de aglomeração a seguir e torna possível obter outras características de boa qualidade das pelotas de cromita endurecidas tais como resistência ao calor e resistência à compressão. Consequentemente, o tempo de permanência das pelotas em um possível estágio de secagem da máquina de endurecimento é mais curto.

[0059]O tratamento térmico do material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel tais como materiais com base de lateríticos ou sulfídicos antes da mistura na mistura moída permite o ajuste das propriedades físicas do material contendo níquel, em que o teor de umidade das pelotas verdes e a porosidade das pelotas de cromita endurecidas é baixo concluindo capacidade mais alta do recipiente de endurecimento para pelotas verdes.

Descrição Detalhada da Invenção

[0060]Em seguida, o método para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel e algumas modalidades preferidas e variantes do método para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel serão descritas em mais detalhe.

[0061]O método compreende fornecer uma mistura moída que também pode ser chamada “pellet feed”, contendo ferro e material contendo cromo e opcionalmente carbono e opcionalmente aditivos.

[0062]O método opcionalmente compreende uma etapa de filtrar a mistura moída de modo que a mistura moída tenha uma distribuição de tamanho de partícula específica.

[0063]O método compreende fornecer material contendo níquel, agente de ligação, e opcionalmente agente de fluxo.

[0064]O método compreende misturar material contendo níquel, agente de ligação, líquido tal como água, e opcionalmente agente de fluxo na mistura moída (o pellet feed) para produzir uma mistura de aglomeração.

[0065]O método compreende aglomerar a mistura de aglomeração para produzir pelotas verdes.

[0066]O método compreende endurecer as pelotas verdes para produzir pelotas de cromita endurecidas.

[0067]O material contendo níquel que é fornecido no método compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel.

[0068]O método compreende tratar termicamente o material contendo níquel antes de misturar o material contendo níquel na mistura moída para remover enxofre, água tal como água quimicamente ligada ou água livre, possíveis carbonatos e outros voláteis a partir do material contendo níquel, e para produzir óxido de níquel no material contendo níquel, em que o material contendo níquel que é misturado na mistura moída para formar a mistura de aglomeração está na forma de material contendo níquel contendo níquel na forma de óxido de níquel.

[0069]O tratamento térmico do material contendo níquel pode ser realizado na presença de gás contendo oxigênio. O gás contendo oxigênio origina-se preferencialmente, mas não necessariamente, a partir de um estágio de fundição onde o gás é coletado e pode ser usado como energia de combustão no tratamento térmico do material contendo níquel. O tratamento térmico do material contendo níquel pode ser realizado como aquecimento direto e indireto.

[0070]A mistura de aglomeração contém os seguintes componentes preferencialmente, mas não necessariamente, em porcentagens de peso e principalmente como uma forma de óxido (em base seca): Ni: 1 a 25 % em peso, C: 0 a 5 % em peso, aditivos opcionais: 0 a 50 % em peso, agente de ligação: 0,05 a 2 % em peso, e agente de fluxo: 0 a 10 % em peso, o equilíbrio sendo ferro e material contendo cromo e impurezas inevitáveis.

[0071]A mistura de aglomeração contém os seguintes componentes preferencialmente, mas não necessariamente, em porcentagens de peso e principalmente como uma forma de óxido (em base seca): Ni: 1 a 25 % em peso, C: 0 a 5 % em peso, Fe: 10 a 50 % em peso, Cr: 10 a 50 % em peso, aditivos opcionais: 0 a 50 % em peso, agente de ligação: 0,05 a 2 % em peso, agente de fluxo: 0 a 10 % em peso, e impurezas inevitáveis. o equilíbrio sendo impurezas inevitáveis tais como Na, K, Ti, V, Cl, Zn, Cu e principais componentes de formação de escória em estágio de fundição tais como Mg, Si, Ca e Al semelhantes a estes e principalmente em forma de óxido. Estes componentes podem ser de 25 a 70 % em peso.

[0072]O endurecimento das pelotas verdes é preferencialmente, mas não necessariamente, feito em um forno de endurecimento que está na forma de uma máquina de sinterização de correia de aço, ou em um forno de eixo ou em um forno rotativo ou em um forno compreendendo uma grelha móvel ou maneiras semelhantes convenientes. O endurecimento é preferencialmente feito, mas não necessariamente, sob atmosfera ou condições oxidantes.

[0073]O agente de ligação contém preferencialmente, mas não necessariamente, bentonita ou material que se comporta similarmente tal como ligantes orgânicos.

[0074]O Nieqv da mistura de aglomeração (em base seca) em preferencialmente, mas não necessariamente, entre 1 e 25 %, tal como entre 5 e 25 %.

[0075]As impurezas inevitáveis podem, por exemplo, ser pelo menos uma de S, Na, Cl, V, Ti, K, Zn, Co, Cu, Mo e Mn e outros como oligoelementos.

[0076]Os aditivos opcionais podem ser material contendo ferro, material contendo cromo, material reciclável tal como pó a partir de fundidor (fundidores) ou usinas de aço, pó a partir de tratamento térmico ou semelhantes.

[0077]O agente de fluxo pode contaminar materiais contendo Ca, Si, Mg e/ou Al.

[0078]O material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode ser tratado termicamente aquecendo-se o material contendo níquel a uma temperatura entre 200 e 1400 °C, preferencialmente a uma temperatura entre 400 e 1200 °C, mais preferencialmente a uma temperatura entre 600 e 1200 °C, e o mais preferencialmente a uma temperatura entre 800 e 1200 °C.

[0079]O aquecimento do material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel a uma temperatura entre 200 e 400 °C pode resultar em que 1 a 30 % do peso total do material contendo níquel é evaporado e perdido.

[0080]O aquecimento do material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel a uma temperatura entre 400 e 800 °C pode resultar em que 3 a 40 % do peso total do material contendo níquel é evaporado e perdido.

[0081]O aquecimento do material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel a uma temperatura entre 800 e 1200 °C pode resultar em que 5 a 50 % do peso total do material contendo níquel é evaporado e perdido.

[0082]O material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode contaminar em porcentagens de peso (em base seca): Ni: 25 a 80 % em peso Água quimicamente ligada: 0,001 a 40 % em peso, e S: 0,001 a 50 % em peso.

[0083]O material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode contaminar em porcentagens de peso (como base seca): Ni: 25 a 80 % em peso, Água quimicamente ligada: 5 a 40 % em peso, S: 0,001 a 10 % em peso, e impurezas inevitáveis tais como Co, Mn, Cu e os semelhantes.

[0084]O material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode contaminar em porcentagens de peso (como base seca): Ni: 25 a 80 % em peso, Água quimicamente ligada: 5 a 40 % em peso, e S: 0,001 a 10 % em peso, o equilíbrio sendo impurezas inevitáveis tais como Co, Mn, Cu e semelhantes.

[0085]O material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode contaminar em porcentagens de peso (como base seca): Ni: 25 a 80 % em peso, Água quimicamente ligada: 0,001 a 10 % em peso, S: 5 a 50 % em peso, e impurezas inevitáveis tais como Co, Mn, Cu e os semelhantes.

[0086]O material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode contaminar em porcentagens de peso (como base seca): Ni: 25 a 80 % em peso, Água quimicamente ligada: 0,001 a 10 % em peso, e S: 5 a 50 % em peso, o equilíbrio sendo impurezas inevitáveis tais como Co, Mn, Cu e semelhantes.

[0087]O níquel para a razão de ferro no material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode ser acima de 1.

[0088]No método, a torrefação do material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode ser realizada durante o tratamento térmico do material contendo níquel.

[0089]No método, a calcinação do material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode ser realizada durante o tratamento térmico do material contendo níquel.

[0090]O material contendo níquel que é fornecido e que compreende compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode adicionalmente contaminam pelo menos um de enxofre, tais como sulfetos, sulfatos, ou semelhantes a estes, carbono tal como carbonato e carbonetos, e óxidos tais como óxidos de níquel.

[0091]O material contendo níquel compreendendo compostos de níquel precipitados a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel pode compreender pelo menos um de hidróxido de níquel, óxido de níquel, sulfeto de níquel, sulfato de níquel, e carbonato de níquel ou semelhantes ou combinação destes.

[0092]O método pode compreender aglomerar as pelotas verdes a partir da mistura de aglomeração em um tambor ou disco de peletização.

[0093]No método, as pelotas de cromita endurecidas tendo um diâmetro entre 5 e 30 mm, mais preferencialmente entre 6 e 20 mm, o mais preferencialmente entre 8 e 16 mm, é preferencialmente, mas não necessariamente, produzido.

[0094]No método, as pelotas de cromita endurecidas tendo resistência à compressão (calculada como F12mm) em média acima de 100 kg/pelota, mais preferencialmente acima de 150 kg/pelota, e o mais preferencialmente acima de 200 kg/pelota, é preferencialmente, mas não necessariamente, produzido.

[0095]A invenção refere-se também a um método para produzir liga de níquel ferrocromo.

[0096] O método para produzir liga de níquel ferrocromo compreende produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel com um método de acordo com qualquer modalidade como descrito aqui, formar uma alimentação de fundição contendo as pelotas de cromita endurecidas contendo níquel, e adicionalmente fundir a alimentação de fundição sob condições de redução e preferencialmente por material contendo carbono para produzir escória e liga de níquel ferrocromo. A fundição e redução da alimentação de fundição é preferencialmente feita em um forno fechado de modo que os gases formados possam ser coletados. Os gases coletados podem ser utilizados, mas não necessários, no tratamento térmico de material contendo níquel e em outras maneiras convenientes.

[0097]A alimentação de fundição pode ser formada de modo que a alimentação de fundição além das pelotas de cromita endurecidas contendo níquel compreende agente redutor tal como material contendo carbono ou substâncias que se comportam de forma semelhante, agente de fluxo tais materiais contendo Si, Al, Ca, Mg, possíveis materiais irregulares tal minério irregular, outros possíveis materiais contendo ferro e cromo.

[0098]O método para produzir liga de níquel ferrocromo pode compreender coletar gases liberados durante a fundição da alimentação de fundição, e usar os ditos gases como gás contendo oxigênio no endurecimento das pelotas verdes para produzir pelotas de cromita endurecidas.

[0099]O método para produzir liga de níquel ferrocromo pode compreender coletar gases liberados durante a fundição da alimentação de fundição, e usar os ditos gases como gás contendo oxigênio no tratamento térmico do material contendo níquel.

[00100]O método para produzir liga de níquel ferrocromo pode compreender fundir a alimentação de fundição em um forno de arco submerso.

[00101]O método para produzir liga de níquel ferrocromo pode adicionalmente compreender pré-redução de pelotas de cromita endurecidas contendo níquel ou da alimentação de fundição para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel parcialmente metalizado. A pré-redução pode ser feita reduzindo a atmosfera com ou sem a presença de carbono. O recipiente de pré-redução é preferencialmente forno rotativo ou equipamento conveniente semelhante. A temperatura de pré-redução é preferencialmente entre 800 e 1600 °C, mais preferencialmente entre 1000 e 1250 °C. O tempo de retenção é de vários minutos a várias horas.

[00102]O método para produzir liga de níquel ferrocromo pode adicionalmente compreender o pré- aquecimento de pelotas de cromita endurecidas contendo níquel ou da alimentação de fundição antes do estágio de fundição, vantajosamente usando-se o gás coletado contendo energia no calor de fundição ou residual do estágio de pré-redução.

[00103]A alimentação de fundição compreende normalmente cromo, ferro e pelotas de cromita contendo níquel endurecidas, fluxo (fluxos), agente redutor (agentes redutores), possíveis outros aglomerados ou possíveis materiais irregulares ou possíveis materiais finos.

[00104] Os materiais de fluxo podem ser, por exemplo, óxidos contendo Si, Ca, Al, Mg, ou semelhantes a estes. Os materiais de fluxo são tipicamente 10 a 50 % em peso da alimentação de fundição total. A quantidade de fluxo fora desta faixa também é possível se alimentação de fundição já contiver alguns dos materiais de fluxo de fundição. De outro modo, a quantidade de fluxo fora da faixa preferível pode causar problemas práticos tais como escória muito viscosa ou consumo de energia mais alto.

[00105]O agente redutor pode ser material contendo carbono tal coque, antracita, carvão, carvão vegetal ou semelhantes a estes ou combinação destes. A redução de teor de carbono é preferencialmente acima de 60 % em peso, mais preferencialmente acima de 80 % em peso (como base seca). A quantidade de redutor é ajustada de modo que o rendimentos de elemento desejados sejam obtidos.

[00106]A fundição pode ser conduzida preferencialmente a 1500 a 1900 °C e mais preferencialmente a 1550 a 1750 °C.

[00107]A liga ferrocromo produzida pode contaminar em porcentagens de peso: Ni: 1 a 30 % em peso, Si: 0,1 a 5 % em peso, e C 1 a 8 % em peso, o equilíbrio sendo ferro e cromo e impurezas inevitáveis tais como S, V, Ti, Mn, Cu, Co, Mo ou semelhantes.

[00108]A razão de cromo para níquel na liga ferrocromo produzida pode ser entre 0,9 e 8,0.

[00109]A invenção refere-se também a uma pelota de cromita endurecida para uma alimentação de fundição para produção de liga ferrocromoníquel.

[00110]A pelota de cromita endurecida contendo em porcentagens de peso entre 1 a 25 % em peso de níquel como óxidos.

[00111]O óxido de níquel na pelota de cromita endurecida é preferencialmente, mas não necessariamente, os compostos de níquel precipitados tratados termicamente a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel tal como hidróxido de níquel tratado termicamente.

[00112]Os compostos de níquel precipitados tratados termicamente a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel tal como foi preferencialmente, mas não necessariamente, adicionado a uma alimentação de aglomeração antes do endurecimento de uma pelota verde formada a partir da alimentação de aglomeração para produzir a pelota de cromita endurecida.

[00113]A pelota de cromita endurecida tem preferencialmente, mas não necessariamente, um diâmetro entre 5 e 30 mm, mais preferencialmente entre 6 e 20 mm, o mais preferencialmente entre 8 e 16 mm.

[00114]A pelota de cromita endurecida pode ter uma porosidade em média entre 15 e 40 %, mais preferencialmente entre 20 e 35 %, e o mais preferencialmente entre 20 e 32 %.

[00115]A pelota de cromita endurecida tem preferencialmente, mas não necessariamente, uma resistência à compressão em média acima de 100 kg/pelota, mais preferencialmente acima de 150 kg/pelota, e o mais preferencialmente acima de 200 kg/pelota (calculada como Fl2mm).

[00116]O níquel como óxido é preferencialmente, mas não necessariamente, presente tanto dentro dos grãos de cromita quanto na parte de fora dos grãos de cromita na microestrutura da pelota de cromita endurecida. Isso promove a redução da pelota, porque o níquel a ser reduzido é próximo a óxido de cromita-ferro (promove cinéticas, porque as reações de líquido-sólido são mais rápidas do que as reações de gás-sólido e pela adição de níquel, a formação de líquidos começa mais cedo do que em redução convencional de ferro e cromo). Adicionalmente, em um forno elétrico, cuja função é fundamentada em aquecimento resistivo, é vantajoso que a parte metalizada está dentro da pelota de cromita endurecida nas condições de redução. Aqui a pelota de cromita endurecida funcionará como um isolante. Em tal caso, as características elétricas (resistência e fator de potência) da alimentação de fundição que compreende as pelotas de cromita endurecidas são melhor comparadas a uma situação onde a cromita e o material contendo níquel são alimentados separadamente.

[00117]A pelota de cromita endurecida pode ser livre de agente de fluxo adicional tais materiais contendo Ca, Si, Mg e/ou Al ou semelhantes, com a exceção para possíveis níveis de resíduo e/ou impureza, exigidos em um estágio de fundição para fundir uma alimentação de fundição contendo uma pluralidade de tais pelotas endurecidas para produzir liga de níquel ferrocromo.

[00118]Alternativamente, a pelota de cromita endurecida pode compreender pelo menos uma parte do agente de fluxo (agentes de fluxo) tais materiais contendo Ca, Si, Mg e/ou Al ou semelhantes exigidos em um estágio de fundição para fundir uma alimentação de fundição contendo uma pluralidade de tais pelotas endurecidas para produzir liga de níquel ferrocromo.

Exemplos

[00119]No seguinte, o método será descrito ao longo dos Exemplos.

[00120]Em cada exemplo a mesma quantidade de bentonita foi usada na mistura de aglomeração.

[00121]Em cada exemplo, a aglomeração para produzir pelotas verdes da mistura de aglomeração e o endurecimento das pelotas verdes foi realizado na mesma maneira.

[00122]Em cada exemplo, a temperatura de endurecimento das pelotas verdes foi 1450 °C.

[00123]Exemplos 1 a 3 são exemplos da técnica anterior e o Exemplo 4 é realizado como na invenção. Exemplo 1 - o teor da alimentação de aglomeração (em porcentagens de peso) 10 % de hidróxido de níquel (contendo teor e água quimicamente ligada (~35 %)), com teor de níquel de 36 % em peso e teor de enxofre abaixo de 5 % em peso. 90 % de material contendo cromo ferro (cromita) 3 % de calcita. - Umidade das pelotas verdes foi 8,0 %. - Resistência à compressão das pelotas de cromita endurecidas foi 194 kg/pelota (calculada como F12mm). - Densidade relativa das pelotas de cromita endurecidas individuais foi 90 %. Isso tem impacto direto na capacidade da máquina, onde o endurecimento das pelotas verdes é realizado. - Porosidade total das pelotas de cromita endurecidas foi 32,4 %. - Temperatura de carregamento a quente das pelotas de cromita endurecidas onde 5 % de compressão ocorre foi 1334 °C.

[00124]A composição de pelotas de cromita endurecidas foi como componente (em porcentagens de peso). Óxidos de Fe calculados como 26,8 % em peso de Fe2O3 36,8 % em peso de Cr2O3 4,8 % em peso de NiO Razão de Cromo (Cr) para Níquel (Ni) foi 6,7 e razão de Cromo (Cr) para Ferro (Fe) foi 1,3 Exemplo 2 - O teor da alimentação de aglomeração (em porcentagens de peso) 20 % de hidróxido de níquel (contendo teor e água quimicamente ligada (~35 % em peso)), com teor de níquel de 36 % em peso e teor de enxofre abaixo de 5 % em peso. 80 % em peso de Ferro e material contendo cromo (cromita). 3 % em peso de wollastonita + 2 % em peso de calcita. - Umidade das pelotas verdes foi 10,0 %. - Resistência à compressão das pelotas de cromita endurecidas foi 200 kg/pelota (calculada como F12mm). - Densidade relativa de pelotas de cromita endurecidas individuais foi 84 %. Isso tem impacto direto na capacidade da máquina, onde o endurecimento das pelotas verdes é realizado. - Porosidade total das pelotas de cromita endurecidas foi 38,2 %. - Temperatura de carregamento a quente das pelotas de cromita endurecidas onde 5 % de compressão ocorre foi 1259 °C.

[00125]A composição de pelotas de cromita endurecidas como componentes (em porcentagens de peso): - Óxidos de Fe calculados como Fe2O3: 24,1 % em peso - Cr2O3: 33,0 % em peso - NiO 9,4 % em peso Razão de Cromo (Cr) para Níquel (Ni) foi 3,1 e razão de Cromo (Cr) para Ferro (Fe) foi 1,3 Exemplo 3 - Teor da alimentação de aglomeração (em porcentagens de peso) de 20 % de hidróxido de níquel (contendo enxofre e água quimicamente ligada (~35 %)), com teor de níquel de 36 % em peso e teor de enxofre abaixo de 5 % em peso. 80 % em peso de Ferro e material contendo cromo (cromita) Nenhum fluxo foi usado. - Umidade das pelotas verdes foi 14,8 % em peso - Resistência à compressão de pelotas de cromita endurecidas 142 kg/pelota (calculada como F12mm). - Densidade relativa das pelotas de cromita endurecidas individuais de 86 % (impacto direto na capacidade de máquina de endurecimento). - Porosidade total das pelotas de cromita endurecidas de 37,4 %. Isto tem impacto direto na capacidade da máquina, onde o endurecimento das pelotas verdes é realizado. - Temperatura de carregamento a quente das pelotas de cromita endurecidas onde 5 % de compressão ocorre foi 1233 °C.

[00126]A composição de pelotas de cromita endurecidas como componentes. Óxidos de Fe calculados como Fe2O3: 25,5 % em peso Cr2O3: 35,2 % em peso NiO: 9,9 % em peso Razão de Cromo (Cr) para Níquel (Ni) foi 3,1 e razão Cromo (Cr) para Ferro (Fe) foi 1,4. Exemplo 4 - Teor da alimentação de aglomeração (em porcentagens de peso): 9,3 % em peso de Hidróxido de níquel tratado termicamente (quantidade principal de enxofre e volátil foi removida) 90,7 % em peso de Concentrado de cromita. Nenhum fluxo e nenhum outro aditivo. - Umidade das pelotas verdes foi 6,8 %. - Resistência à compressão de pelotas de cromita endurecidas foi 293 kg/pelota (calculada como F12mm). - Densidade relativa de pelotas de cromita endurecidas individuais foi 106 %. - Porosidade total das pelotas de cromita endurecidas foi 22,4 %. - Temperatura de carregamento a quente das pelotas de cromita endurecidas onde 5 % de compressão ocorre foi 1387 °C.

[00127]A composição de pelotas de cromita endurecidas como componentes. - Óxidos de Fe calculados como Fe2O3: 25,8 % em peso - Cr2O3: 38,3 % em peso - NiO: 5,4 % em peso Razão de Cromo (Cr) para Níquel (Ni) foi 6,2 e razão de Cromo (Cr) para Ferro (Fe) foi 1,4. [00128]É evidente para uma pessoa versada na técnica que como tecnologia avançada, a ideia básica da invenção pode ser implementada de várias maneiras. A invenção e suas modalidades não são, portanto, restritas aos exemplos acima, mas podem variar dentro do escopo das reivindicações.

Claims (13)

1. Método para produzir pelotas de cromita endurecidas contendo níquel, em que o método compreendendo fornecer uma mistura moída contendo ferro e material contendo cromo; fornecer material contendo níquel compreendendo compostos precipitados de níquel a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de matéria-prima contendo níquel e agente de ligação; misturar material contendo níquel e agente de ligação na mistura moída para produzir uma mistura de aglomeração; aglomerar a mistura de aglomeração para produzir pelotas verdes; e endurecer as pelotas verdes para produzir pelotas de cromita endurecidas; caracterizado por tratar termicamente o material contendo níquel antes de misturar o material contendo níquel na mistura moída para remover enxofre, água, possíveis carbonatos e voláteis a partir do material contendo níquel e para produzir óxidos de níquel no material contendo níquel.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura moída contém adicionalmente carbono e aditivos.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material contendo níquel compreende adicionalmente agente de fluxo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o agente de fluxo é misturado com o material contendo níquel e o agente de ligação na mistura moída para produzir uma mistura de aglomeração.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracteri zado pelo fato de que o tratamento térmico do material contendo níquel é na presença de gás contendo oxigênio.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a mistura de aglomeração contém, em porcentagens em peso (base seca): Ni: 1 a 25% em peso, C: 0 a 5% em peso, aditivos opcionais: 0 a 50% em peso, agente de ligação: 0,05 a 2% em peso, e agente de fluxo: 0 a 10% em peso, o equilíbrio sendo ferro e material contendo cromo e impurezas inevitáveis.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a mistura de aglomeração contém, em porcentagens em peso (base seca): Ni: 1 a 25% em peso, C: 0 a 5% em peso, Fe: 10 a 50% em peso, Cr: 10 a 50% em peso, aditivos opcionais: 0 a 50% em peso, agente de ligação: 0,05 a 2% em peso, agente de fluxo: 0 a 10% em peso, e o equilíbrio sendo impurezas inevitáveis ou elementos residuais, tais como Na, K, Ti, V, Cl, Zn, Cu e componentes que formam escória principal em estágio de fundição, tais como Mg, Si, Ca e Al semelhantes a estes e principalmente em forma de óxido.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo fato de que os aditivos opcionais são material contendo ferro, material contendo cromo, material reciclável, tal como pó de fundidor(es) ou usinas de aço, pó de tratamentos térmicos ou semelhantes.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por tratar termicamente o material contendo níquel aquecendo-se o material contendo níquel a uma temperatura entre 200 e 1400 °C, preferencialmente a uma temperatura entre 400 e 1200 °C, mais preferencialmente a uma temperatura entre 600 e 1200 °C, e mais preferencialmente a uma temperatura entre 800 e 1200 °C.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o material contendo níquel contém, em porcentagens em peso (base seca): Ni: 25 a 80% em peso, Água quimicamente ligada: 0,001 a 40% em peso, S: 0,001 a 50% em peso, e impurezas inevitáveis, tais como Co, Mn, Cu e semelhantes.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a razão entre o níquel e o ferro no material contendo níquel compreendendo compostos precipitados de níquel a partir de um processo para refinação hidrometalúrgica de material contendo níquel é maior que 1.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por formar pelotas endurecidas de cromita possuindo um diâmetro entre 5 e 30 mm, preferencialmente entre 6 e 20 mm, mais preferencialmente entre 8 e 16 mm.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por formar pelotas endurecidas de cromita possuindo uma resistência à compressão em média acima de 100 kg/pelota, preferencialmente acima de 150 kg/pelota, e mais preferencialmente acima de 200 kg/pelota (calculada como F12mm).