RU2132400C1

RU2132400C1 - Method of processing oxidized nickel ores

Info

Publication number: RU2132400C1
Application number: RU98116299A
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Абаимов; А.А. Баков; Д.Н. Волков; В.А. Кобелев; И.А. Сергиенко; Б.С. Тлеугабулов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Серовский металлургический завод"
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 1999-06-27

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: invention, in particular, relates to production of nickel in shaft furnaces. When processing oxidized nickel ore to produce iron- nickel alloy for directly alloying steel, process including preparation of agglomerate, charging it into blast furnace mixed with coke, blasting air, and tapping smelting products is distinguished by that basicity of prepared agglomerate (Cao+MgO)/SiO₂ is 0.6-1.2 ratio Fe/Ni = 60-120, air blast rate is 1.5-2.5 furnace volumes per 1 min, whereas furnace pressure is maintained between 1.0 and 2.5 gauge atm. EFFECT: reduced power consumption. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству никелевых сплавов в шахтных печах. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of nickel alloys in shaft furnaces.

Известен способ получения ферроникеля [1] , включающий загрузку в электропечь окисленной никелевой руды, подачу углеродсодержащего восстановителя, плавку руды с получением бедного ферроникеля с содержанием никеля менее 8%. Окисленную никелевую руду загружают также во вторую электропечь, в которую подают полученный в первой электропечи бедный ферроникель и осуществляют плавку руды с образованием обогащенного ферроникеля более 15%, при этом соотношение содержания металлического железа в бедном ферроникеле и содержание трехвалентного железа в окисленной руде, загружаемой во вторую электропечь, составляет 1: (1,5 - 2,5). Для получения бедного ферроникеля используют магнезиальную или смешанную руду, а для получения обогащенного ферроникеля - железистую. A known method of producing ferronickel [1], which includes loading oxidized nickel ore into an electric furnace, supplying a carbon-containing reducing agent, smelting the ore to produce poor ferronickel with a nickel content of less than 8%. Oxidized nickel ore is also loaded into the second electric furnace, into which the poor ferronickel obtained in the first electric furnace is fed and the ore is smelted with the formation of enriched ferronickel more than 15%, while the ratio of metallic iron in poor ferronickel and the content of ferric iron in the oxidized ore loaded into the second electric furnace is 1: (1.5 - 2.5). To obtain poor ferronickel, magnesia or mixed ore is used, and to obtain enriched ferronickel - ferrous.

Недостатком способа является высокое содержание серы в сплаве, при котором невозможно его использовать для прямого легирования стали. The disadvantage of this method is the high sulfur content in the alloy, in which it cannot be used for direct alloying of steel.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки окисленных никельсодержащих материалов [2], включающий ввод в шихту агломерации топлива и шлаков металлургического производства в качестве флюса, смешивание компонентов шихты, спекание с получением агломерата и его последующею плавку. В качестве флюса в шихту агломерации вводят шлаки отвальные или оборотные конвертерные шлаки никелевого производства крупностью 30 мм, с содержанием Ni=0,11 - 2,0%, Co=0,06 - 0,35%, отношением FeO/SiO₂= 1,8 - 2,4 в количестве, обеспечивающем отношение FeO/SiO₂ в готовом агломерате 0,5 - 0,8.The closest in technical essence and the achieved result is a method of processing oxidized nickel-containing materials [2], including introducing into the charge of agglomeration of fuel and slag of metallurgical production as a flux, mixing the components of the charge, sintering to obtain agglomerate and its subsequent melting. As a flux, slag dump or reverse converter slag of nickel production with a grain size of 30 mm, with a content of Ni = 0.11 - 2.0%, Co = 0.06 - 0.35%, and a ratio of FeO / SiO ₂ = 1 is introduced into the sintering mixture , 8 - 2.4 in an amount providing the ratio of FeO / SiO ₂ in the finished sinter 0.5 - 0.8.

Недостатком способа являются высокие энергетические затраты при производстве железоникелевого сплава для прямого легирования стали. The disadvantage of this method is the high energy costs in the production of iron-nickel alloy for direct alloying of steel.

Задачей изобретения является уменьшение энергетических затрат при окисленной никелевой руды для производства железоникелевого сплава для прямого легирования стали. The objective of the invention is to reduce energy costs for oxidized nickel ore for the production of iron-nickel alloy for direct alloying of steel.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем производство агломерата, его загрузку в доменную печь в смеси с коксом, подачу воздушного дутья и выпуск продуктов плавки, согласно изобретению агломерат производят с основностью (CaO+MgO)/SiO₂=0,6 - 1,2 и соотношением Fe/Ni=60 - 120, воздушное дутье подают в количестве 1,5 - 2,5 ати.The problem is achieved in that in the known method, including the production of agglomerate, its loading into a blast furnace mixed with coke, the supply of air blast and the release of smelting products, according to the invention, the agglomerate is produced with a basicity of (CaO + MgO) / SiO ₂ = 0.6 - 1.2 and the ratio Fe / Ni = 60 - 120, air blast is supplied in an amount of 1.5 - 2.5 ati.

Основность агломерата (CaO+MgO)/SiO₂= 0,6 - 1,2 обусловлена энергетическими затратами и качеством получаемого сплава. При основности агломерата (CaO+MgO)/SiO₂ менее 0,6 содержание серы в сплаве превышает требования сталеплавильного производства к шихтовым материалам. При основности агломерата (CaO+MgO)/SiO₂ более 1,2 энергетические затраты на производство сплава, в частности расход кокса, резко возрастают.The basicity of the agglomerate (CaO + MgO) / SiO ₂ = 0.6 - 1.2 is due to energy costs and the quality of the resulting alloy. When the basicity of the agglomerate (CaO + MgO) / SiO _{2 is} less than 0.6, the sulfur content in the alloy exceeds the requirements of steelmaking for charge materials. When the basicity of the agglomerate (CaO + MgO) / SiO ₂ more than 1.2 energy costs for the production of alloy, in particular the consumption of coke, increase sharply.

Соотношение Fe/Ni=60 - 120 обусловлено задачей получения сплава, пригодного для прямого легирования стали и энергетическими затратами на его производство. При соотношении Fe/Ni менее 60 увеличиваются энергетические затраты, в частности расход кокса. При соотношении Fe/Ni более 120 сплав не удовлетворяет требованиям сталеплавильного производства по содержанию никеля. The ratio Fe / Ni = 60 - 120 is due to the task of obtaining an alloy suitable for direct alloying of steel and energy costs for its production. With a Fe / Ni ratio of less than 60, energy costs increase, in particular coke consumption. At a Fe / Ni ratio of more than 120, the alloy does not meet the requirements of steel production in terms of nickel content.

Подача воздушного дутья в количестве 1,5 - 2,5 объема печи в минуту обеспечивает снижение энергетических затрат. При количестве дутья менее 1,5 объемов в минуту увеличивается расход кокса. При количестве дутья более 2,5 объемов в минуту нарушается сход шихты, что приводит к увеличению расхода кокса. The supply of air blast in the amount of 1.5 - 2.5 furnace volumes per minute provides a reduction in energy costs. When the amount of blast is less than 1.5 volumes per minute, the coke consumption increases. When the amount of blast is more than 2.5 volumes per minute, the charge is disrupted, which leads to an increase in coke consumption.

Поддержание давления в печи в пределах 1,0 - 2,5 ати обусловлено снижением энергетических затрат и качеством сплава. При давлении в печи менее 1,0 ати увеличивается содержание кремния в сплаве. При давлении в печи более 2,5 ати увеличивается содержание кремния в сплаве. При давлении в печи более 2,5 ати увеличивается расход кокса. Maintaining the pressure in the furnace within 1.0 - 2.5 ati is due to a reduction in energy costs and the quality of the alloy. When the pressure in the furnace is less than 1.0 atm, the silicon content in the alloy increases. When the pressure in the furnace is more than 2.5 ati, the silicon content in the alloy increases. When the pressure in the furnace is more than 2.5 atm, the coke consumption increases.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что способ переработки окисленных никелевых руд отличается от известного тем, что агломерат производят с основностью (CaO+MgO)/SiO₂=0,6 - 1,2 т соотношением Fe/Ni= 60 - 120, воздушное дутье подают в количестве 1,5 - 2,5 объема печи, давление в печи поддерживают в пределах 1,0 - 2,5 ати. Таким образом, заявляемая шихта соответствует критерию "новизна".A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype showed that the method for processing oxidized nickel ores differs from the known one in that the agglomerate is produced with a basicity of (CaO + MgO) / SiO ₂ = 0.6 - 1.2 t with the ratio Fe / Ni = 60 - 120 , air blast is fed in an amount of 1.5 - 2.5 volume of the furnace, the pressure in the furnace is maintained within 1.0 - 2.5 ati. Thus, the inventive charge meets the criterion of "novelty."

Анализ известных в технической и патентной литературе способов переработки окисленных никелевых руд не выявил применение заявленных признаков с целью уменьшения энергетических затрат при переработке окисленной никелевой руды для производства железоникелевого сплава для прямого легирования стали, что свидетельствует о неочевидности заявляемого изобретения. An analysis of the methods for processing oxidized nickel ores known in the technical and patent literature did not reveal the use of the claimed features in order to reduce energy costs in the processing of oxidized nickel ore for the production of iron-nickel alloy for direct alloying of steel, which indicates the non-obviousness of the claimed invention.

Пример конкретного выполнения. Окисленную никелевую руду, содержащую, % Fe_общ= 6 - 14, Ni=0,8 - 1,6, Cr₂O₃=0,3 - 0,95, CaO=1,34 - 3,92, MgO=14,7 - 17,9, SiO₂=41,5 - 46,3, Al₂O₃=2,8 - 3,7 смешивали с известняком и коксиком в заданном соотношении, загружали на агломашину и спекали с прососом воздуха. Дозированием компонентом шихты обеспечивали основность агломерата (CaO+MgO)/SiO₂= 0,5 - 1,3. Соотношение Fe/Ni в агломерате поддерживали в пределах 50 - 130 путем дозирования в аглошихту железосодержащей добавки. Агломерат и кокс загружали в доменную печь, куда также подавали под давлением нагретое дутье. В процессе проведения испытаний фиксировали параметры работы печи и расход кокса. Металл и шлак выпускали из печи, металл анализировали на содержание Ni, S, Si и использовали для производства стали методом прямого легирования. Результаты приведены в таблице.An example of a specific implementation. Oxidized nickel ore containing,% Fe _total = 6 - 14, Ni = 0.8 - 1.6, Cr ₂ O ₃ = 0.3 - 0.95, CaO = 1.34 - 3.92, MgO = 14 , 7 - 17.9, SiO ₂ = 41.5 - 46.3, Al ₂ O ₃ = 2.8 - 3.7 were mixed with limestone and coke in a predetermined ratio, loaded onto an sinter machine and sintered with air leaking. Dosing of the charge component provided the basicity of the agglomerate (CaO + MgO) / SiO ₂ = 0.5 - 1.3. The ratio of Fe / Ni in the sinter was maintained in the range of 50-130 by dosing an iron-containing additive into the sinter charge. Agglomerate and coke were loaded into a blast furnace, where heated blast was also supplied under pressure. During the tests, the parameters of the furnace and coke consumption were recorded. Metal and slag were discharged from the furnace, the metal was analyzed for Ni, S, Si and used for direct steel alloying. The results are shown in the table.

Анализ приведенных результатов показывает, что использование заявляемого изобретения способствует получению сплава, пригодного для прямого легирования, при этом энергетические затраты (расход кокса) снижаются на 31,2 - 38,2%. Analysis of the above results shows that the use of the claimed invention contributes to the production of an alloy suitable for direct alloying, while energy costs (coke consumption) are reduced by 31.2 - 38.2%.

Источники информации:
1. Патент России N 2088687.Sources of information:
1. Patent of Russia N 2088687.

2. Патент России N 2092587, Заявл. 17.03.95, Опубл. в Б.И. 1997, N 28. 2. Russian Patent N 2092587, Applic. 03/17/95, Publ. in B.I. 1997, N 28.

Claims

A method for processing oxidized nickel ores, including the production of agglomerate, its loading into a blast furnace mixed with coke, air blasting and the release of smelting products, characterized in that the agglomerate is produced with a basicity of (CaO + MgO) / SiO ₂ = 0.6 - 1 , 2 and with a ratio of Fe / Ni 60 to 120, air blast is supplied in an amount of 1.5 to 2.5 volumes of the furnace for 1 min and the pressure in the furnace is maintained in the range 1.0 to 2.5 bar.