CS243863B1

CS243863B1 - A method of treating waste leaching resulting from nickel production

Info

Publication number: CS243863B1
Application number: CS849477A
Authority: CS
Inventors: Veslav Maroszczyk; Vaclav Parma
Original assignee: Veslav Maroszczyk; Vaclav Parma
Priority date: 1984-12-07
Filing date: 1984-12-07
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS947784A1

Abstract

Řešení se týká zpracování odpadního loužence, vznikajícího při výrobě niklu, redukčním pochodem v tekuté kovové lázni mimo vysokou pec. Podstata řešení spočívá v tom, že louženec se přidává samostatně nebo ve směsi s odsiřovací látkou do tekutého surového železa mimo vysokou pec v nalévací pánvi, transportní pánvi nebo v pojízdném raísiči, přičemž nevyredukované oxidy z loužence se po ukončení redukčního procesu odstraní z povrchu tekutého surového železa stažením strusky,’ vytvořené v jeho průběhu. Louženec se přivádí do tekutého surového železa dmýcháním pod lázeň pomocí inertního plynu v množství 10 až 50 kg na tunu surového železa v závislosti na jeho chemickém složeni a teplotě.The solution concerns the processing of waste leachate, generated during nickel production, by a reduction process in a liquid metal bath outside the blast furnace. The essence of the solution lies in the fact that leachate is added separately or in a mixture with a desulfurizing agent to liquid pig iron outside the blast furnace in a pouring ladle, a transport ladle or in a mobile slager, while unreduced oxides from the leachate are removed from the surface of the liquid pig iron after the reduction process is completed by removing the slag formed during it. The leachate is fed into the liquid pig iron by blowing under the bath using an inert gas in an amount of 10 to 50 kg per ton of pig iron, depending on its chemical composition and temperature.

Description

Vynález se týká zpracování odpadního loužence, redukčním pochodem v tekuté kovové lázni mimo vysokou pec.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the treatment of waste leach by a reduction process in a liquid metal bath outside the blast furnace.

Problém dalšího zpracování loužence vznikajícího jako odpadní produkt při výrobě niklu z albánských rud nebyl zatím vyřešen. Dosud provedené výzkumné práce se převážně týkaly peletizace loužence, přičemž jeho použití v navazující výrobě nebylo zatím realizováno.The problem of further processing of the slag produced as a waste product in the production of nickel from Albanian ores has not been solved yet. The research work carried out so far mainly concerned pelletization of the slag, while its use in the downstream production has not been realized yet.

Louženec obsahuje totiž kromě železa řadu prvků ve formě sloučenin, jež znemožňují jeho běžné využívání v hutním průmyslu pro výrobu surového železa a oceli. Louženec obsahuje zpravidla v hmotnostním množství 51 až 54 % železa, 0,3 až 0,6 % manganu, 0,1 až 0,2 % niklu,In addition to iron, the lime contains a number of elements in the form of compounds which make it impossible to use it normally in the metallurgical industry for the production of pig iron and steel. The leach generally contains 51 to 54% iron, 0.3 to 0.6% manganese, 0.1 to 0.2% nickel by weight,

2,2 až 2,6 i chrómu, 7 až 10 % kysličníku křemičitého, 4 až 6 í kysličníku hlinitého, 1 až 3 % kysličníku vápenatého, 0,5 až 1,5 % kysličníku hořečnatého, 0,1 až 0,4 % kysličníku titaničitého, 0,05 až 0,08 % síry, 0,02 až 0,04 % fosforu a 0,2 až 0,4 % alkálií. Dosud navrhovaný způsob využití loužence jako přísady vysokopecní vsázky vyvolává značné potíže, nebot ve vysoké peci dochází k redukci nejen kysličníků železa, ale rovněž v plném rozsahu kysličníků chrómu.2.2 to 2.6% chromium, 7 to 10% silica, 4 to 6% alumina, 1 to 3% calcium oxide, 0.5 to 1.5% magnesium oxide, 0.1 to 0.4% titanium dioxide, 0.05-0.08% sulfur, 0.02-0.04% phosphorus, and 0.2-0.4% alkali. The hitherto proposed method of using the lime as an additive to the blast furnace furnace causes considerable problems, since not only iron oxides but also the full range of chromium oxides are reduced in the blast furnace.

Následná dechromace v ocelářských agregátech znamená ztrátu železa se struskou a v podniku s uzavřeným hutním cyklem při zpracování vlastního odpadu v ocelárnách a ocelářské strusky ve vysokých pecích dochází k nežádoucímu koloběhu chrómu a ke zvyšování jeho hladiny v oceli. Takovýto stav je pro celou řadu vyráběných jakostí oceli neúnosný. Navíc zvyšování obsahu kysličníku chromitého v ocelářských struskách omezuje zpracování těchto strusek mletím pro zemědělství v důsledku toxických účinků kysličníku chromitého. Velikost redukčních agregátů - vysokých pecí nedovoluje výrobu surového žéleza v časově i hmotnostně omezeném rozsahu, což by bylo potřebné pro využití surového železa s vyšším obsahem chrómu, pro část vyráběného sortimentu oceli.Subsequent dechromation in steel aggregates means the loss of iron with slag, and in a closed-metallurgical plant when processing its own waste in steel mills and steel slag in blast furnaces, unwanted chromium cycles and its level in steel increase. Such a condition is unbearable for many steel grades produced. In addition, increasing the chromium oxide content of steel slags limits the processing of these slags by grinding for agriculture due to the toxic effects of chromium oxide. The size of reduction blast furnace aggregates does not allow the production of raw gelatin to a limited extent in time and weight, which would be necessary for the use of pig iron with a higher chromium content for part of the produced steel assortment.

Kromě uvedených výrobních problémů zabírají haldy odpadního loužence zemědělskou půdu o velké rozloze a způsobují poškozování jejího chemismu, poškozují vegetaci zemědělských plodin, znehodnocují ovzduší, zhoršují kvalitativní ukazatele povrchových a podzemních vod splachováním a infiltrací a způsobuji sekundární prašnost z hald. Jedná se tedy zároveň o závažný ekologický problém.In addition to the mentioned production problems, the waste slag heaps occupy large-scale agricultural land causing damage to its chemistry, damaging the vegetation of agricultural crops, degrading the air, deteriorating surface and ground water quality indicators by flushing and infiltration, and causing secondary dustiness from the heaps. This is also a serious environmental problem.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob zpracování odpadního loužence, vznikajícího při výrobě niklu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že loužehec se přidává samostatně, nebo ve směsi s odsiřovací látkou, do tekutého surového železa mimo vysokou pec v nalévací pánvi, transportní pánvi nebo v pojízdném mlsiči, přičemž nevyredukované oxidy z loužence se po ukončení redukčního procesu odstraní z povrchu tekutého surového železa stažením strusky, vytvořené v jeho průběhu. Louženec se přivádí do tekutého surového železa dmýcháním pod lázeň pomocí inertního plynu v množství 10 až 50 kg na tunu surového železa, v závislosti na jeho chemickém složeni a teplotě.The aforementioned drawbacks are eliminated by the treatment of the waste slag resulting from the production of nickel according to the invention, which consists in adding the leach to the liquid pig iron outside the blast furnace in a pouring ladle, in a transfer ladle or in a ladle and the non-reduced oxides from the slag are removed from the surface of the molten pig iron after the reduction process by drawing off the slag formed during it. The leach is fed into the pig iron by blowing under a bath with an inert gas in an amount of 10 to 50 kg per tonne of pig iron, depending on its chemical composition and temperature.

Dmýcháním loužence do tekuté lázně surového železa dochází v důsledku rozdílné afinity chrómu a železa ke kyslíku a rozdílných teplot redukce přednostně k redukci železa, kdežto chrom se redukuje jen částečně. Struska, vznikající na povrchu surového železa, obsahuje proto nevyredukovaný kysličník chromitý, dále kysličníky železa, křemíku a manganu.By blowing the strip into the pig iron liquid bath, due to the different affinity of chromium and iron to oxygen and different reduction temperatures, preference is given to reducing iron, while chromium is only partially reduced. The slag formed on the surface of the pig iron therefore contains unreduced chromium trioxide, as well as oxides of iron, silicon and manganese.

Další výhodou způsobu podle vynálezu je, že současně dochází k oxidaci uhlíku, křemíku a manganu, tedy k předzkujňování surového železa. Redukce železa a chrómu z loužence probíhající způsobem podle vynálezu umožňuje docílit omezeného přechodu chrómu z loužence do surového železa, využívat redukčního procesu v časově i hmotně omezeném rozsahu s vazbou na sortiment výroby oceli v ocelárnách, odseparovat strusku s vysokým obsahem kysličníku chromitého a nezatěžovat tak ocelářské agregáty vyšší hladinou kysličníku chromitého ve struskách.A further advantage of the process according to the invention is that at the same time the oxidation of carbon, silicon and manganese takes place, that is, pig iron pre-metalization. The reduction of iron and chromium from the slag process according to the invention makes it possible to achieve a limited transition of chromium from the slag to pig iron, to use a reduction process to a limited extent in time and material with the steel production range. aggregates with higher levels of chromium trioxide in slags.

Za předpokladu zavedení indukčního či obloukového ohřevu tekutého surového železa lze množství loužence, dmýchaného do tekutého surového železa zvýšit. Způsob podle vynálezu umožňuje rovněž kombinovat dmýchání loužence s přidáváním odsiřovací látky. Strusku při znaSnS vysokém obsahu kysličníku ohromitého lze využit pro výrobu ferochromu. Využitím způsobu podle vynálezu se docílí podstatného zlepšení životního prostředí v oblasti hutí, které zpracovávají albánské rudy pro výrobu niklu a rovněž zvýšení využití půdního fondu v těchto oblastech.Assuming induction or arc heating of the molten pig iron, the amount of leach blown into the molten pig iron can be increased. The process according to the invention also makes it possible to combine the blowing of the strip with the addition of a desulfurizing agent. Slag with a high content of trioxide can be used for the production of ferro-chromium. By using the method according to the invention, the environment in the field of smelters that process Albanian ores for nickel production is substantially improved, as well as an increase in the utilization of the land resources in these areas.

Příkladně způsobem podle vynálezu byl zpracován odpadní louženeo o zrnitosti pod 0,1 mm. Po zbavení vlhkosti v rotační bubnové sušičce na obsah vody pod 0,4 % hmot. se zařízením pro dmýchání práškových přísad do kovové lázně pomocí dusíku zvláštní tryskou se přivedlo do lázně surového železa v 80 t transportní pánvi 4 t prachového loužence. Působením uhlíku a křemíku v surovém železe došlo k redukci kysličníků železa a omezené redukci chrómu obsaženého v louženci. Vzniklá struska, bohatá na kysličník chromitý, se před nalitím surového železa do ocelářského agregátu k dalšímu zpracování stáhla stahovacím strojem. Surové železo s obsahem max. 0,2 hmot. % chrómu se zpracovalo na betonářskou ženírkovou ocel.For example, waste leaches having a grain size below 0.1 mm have been treated according to the process of the invention. After dehumidification in a rotary tumble dryer to a water content below 0.4% by weight. with a device for blowing powder additives into the metal bath using nitrogen through a special nozzle, a 4 t dust leach was fed into a pig iron bath in an 80 t transport pan. The action of carbon and silicon in the pig iron reduced iron oxides and reduced the chromium contained in the leach. The resulting slag, rich in chromium trioxide, was withdrawn by a stripping machine before pouring pig iron into the steel plant for further processing. Pig iron containing max. % of chromium was processed into reinforcing bar steel.

Podle dalšího příkladu způsobu zpracování odpadního loužence podle vynálezu se louženeo zbavený vlhkosti přiváděl do tekutého surového železa v pojízdném mísiči spolu s odsiřovací přísadou v celkovém množství 40 kg.t ^{2 * 4} surového železa. Po provedené redukci železa z louSence se surové železo nalilo do nalévací pánve a před nalitím do konvertoru se stáhla struska bohatá na kysličník chromitý. V konvertoru se ze surového železa s obsahem max. 0,2 hmot.According to another example of the waste leach treatment method according to the invention, the dehumidified leach is fed to liquid pig iron in a mobile mixer together with a desulfurizing additive in a total amount of 40 kg.t ^{2 * 4} pig iron. After the reduction of the iron from the leach, the pig iron was poured into a ladle and chromium oxide rich slag was withdrawn before pouring into the converter. In the converter, pig iron containing max. 0.2 wt.

% chrómu vyrobila kolejnicová ocel legovaná chromém.% chromium was produced by chromium alloy steel.

Pro dmýchání loužence do tekutého surového železa se využilo zařízení, založeného na stejném principu jako při mimopecním odsiřování oceli a surového železa pomocí prachových látek. Při dmýchání loužence do tekutého surového železa v prachové substanci se využívá skutečnosti rychlejšího a snadnějšího průběhu absorpce prachových součástí do taveniny.A device based on the same principle as in the case of off-furnace desulphurisation of steel and pig iron by means of dusts was used for blowing the strip into liquid pig iron. The blowing of the strip into liquid pig iron in the dust substance takes advantage of the fact that the absorption of the dust components into the melt is faster and easier.

Claims

Process for the treatment of waste slag resulting from the production of nickel, in particular from Albanian ores, characterized in that the slag is added, alone or in admixture with desulfurizing agent, to liquid pig iron outside the blast furnace in a pouring ladle, transport ladle or mobile mixer, wherein the non-reduced oxides from the slag are removed from the surface of the molten pig iron by the slag formed during the reduction process.

2. The process of claim 1 wherein the leach is fed to the pig iron by blowing under a bath with an inert gas in an amount of 10 to 50 kg per tonne of pig iron, depending on its chemical composition and temperature.