RU2336355C2 - Method of melting of ferronickel out of oxidised nickel ores and products of their concentration and assembly for implementation of this method - Google Patents
Method of melting of ferronickel out of oxidised nickel ores and products of their concentration and assembly for implementation of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2336355C2 RU2336355C2 RU2006127844/02A RU2006127844A RU2336355C2 RU 2336355 C2 RU2336355 C2 RU 2336355C2 RU 2006127844/02 A RU2006127844/02 A RU 2006127844/02A RU 2006127844 A RU2006127844 A RU 2006127844A RU 2336355 C2 RU2336355 C2 RU 2336355C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- slag
- chamber
- nickel
- ferronickel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для производства ферроникеля с различным содержанием никеля из уральских и прочих окисленных никелевых руд.The invention relates to metallurgy and can be used for the production of ferronickel with different nickel contents from the Urals and other oxidized nickel ores.
Известны различные способы производства никеля и его сплавов (ферроникеля) из относительно бедных (по содержанию никеля) окисленных никелевых руд. Так как содержание никеля в отечественных окисленных рудах невелико (1-1,2%), а содержание железа в них значительно выше (до 25%), то прямое восстановление никеля углеродом в плавильных, агрегатах известным способом [1] применяется крайне редко, потому что при этом вследствие параллельно идущего восстановления железа получается бедный по содержанию никеля сплав - ферроникель с содержанием никеля 3-5%, лишь ограниченно применяемый в черной металлургии.Various methods are known for the production of nickel and its alloys (ferronickel) from relatively poor (in nickel content) oxidized nickel ores. Since the nickel content in domestic oxidized ores is small (1-1.2%), and the iron content in them is much higher (up to 25%), direct reduction of nickel by carbon in smelting units in a known manner [1] is extremely rare, therefore that in this case, as a result of parallel-going reduction of iron, a nickel-poor alloy is obtained — ferronickel with a nickel content of 3-5%, only to a limited extent used in ferrous metallurgy.
Чтобы улучшить технико-экономические показатели процесса и повысить содержание никеля в получаемом сплаве, применяют различные способы обогащения окисленных никелевых руд, например [2], переводя соединения никеля и железа в форму, которая позволяет производить магнитную сепарацию руды и уменьшать в ней содержание неметаллической пустой породы. Но и в таком случае получаемое соотношение содержаний никеля и железа в продуктах обогащения не позволяет производить традиционными методами прямым восстановлением расплавленного концентрата сплав с высоким содержанием никеля.In order to improve the technical and economic parameters of the process and increase the nickel content in the obtained alloy, various methods of enrichment of oxidized nickel ores are used, for example [2], converting nickel and iron compounds into a form that allows magnetic separation of ore and reduces the content of non-metallic gangue in it . But even in this case, the obtained ratio of nickel and iron contents in the enrichment products does not allow using traditional methods to directly recover the molten concentrate alloy with a high nickel content.
Поэтому приходится производить ферроникель с высоким содержанием никеля и чистый никель по традиционной многостадийной схеме, предусматривающей сначала сульфидирование расплава и получение никелевого штейна в восстановительном агрегате, затем получение файнштейна в конвертере путем окисления всего железа и части серы из никелевого штейна, затем получение закиси никеля путем окислительного обжига файнштейна и только потом получение богатого ферроникеля или чистого никеля в дуговой электропечи [1, 3]. Такой процесс осуществляется периодически, а многостадийность процесса приводит к значительным суммарным потерям никеля и довольно низкому суммарному извлечению никеля из сырья.Therefore, it is necessary to produce ferronickel with a high nickel content and pure nickel according to the traditional multi-stage scheme, which first provides melt sulfidation and the production of nickel matte in the reduction unit, then production of the matte in the converter by oxidation of all iron and part of the sulfur from nickel matte, then the production of nickel oxide by oxidative Feinstein roasting and only then obtaining rich ferronickel or pure nickel in an electric arc furnace [1, 3]. Such a process is carried out periodically, and the multi-stage process leads to significant total losses of Nickel and a fairly low total extraction of Nickel from raw materials.
Отсюда стремление металлургов получить ферроникель с высоким содержанием никеля одностадийным процессом, осуществляя такое производство непрерывно.Hence the desire of metallurgists to obtain ferronickel with a high nickel content in a single-stage process, carrying out such production continuously.
Известен способ [4] переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, включающий подачу в окислительную зону двухзоновой печи в шлаковый расплав шихты, состоящей из исходного сырья, флюсов, жидкого или твердого перерабатываемого шлака, углеродсодержащего материала и кислородсодержащего дутья, расплавление шихты с образованием шлака, поступающего в восстановительную зону, в которую подают углеродсодержащий материал, кислородсодержащее дутье и дополнительные флюсы, выпуск продуктов плавки (см. патент RU 2194781 С2), выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога способа выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения.A known method [4] of processing raw materials containing non-ferrous metals and iron, comprising feeding into the oxidizing zone of a two-zone furnace into a slag melt of a charge consisting of feedstock, fluxes, liquid or solid processed slag, carbon-containing material and oxygen-containing blast, melting the charge with the formation of slag entering the reduction zone into which carbon-containing material, oxygen-containing blast and additional fluxes are supplied, the release of smelting products (see patent RU 2194781 C2) selected by the applicant m as the closest analogue to the method of smelting ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment.
В известном способе при переработке окисленного сырья в окислительную зону печи попадают углеродсодержащий материал и кислород в кислородсодержащем дутье в количествах, необходимых для полного сгорания углерода с максимальным выделением тепла и образования жидкого шлака, а в восстановительную зону - углеродсодержащий материал, кислородсодержащее дутье и сырье (очевидно, имеется в виду расплавленный шлак из окислительной зоны - примечание наше) и дополнительные флюсы подают в количествах, необходимых для восстановления оксидов, извлекаемых металлов в металлическую фазу и компенсации тепловых затрат. При этом отношение удельного расхода углеродсодержащего материала на тонну извлекаемого металла в окислительной и восстановительной зонах поддерживают в пределах 0,3-2,5, а отношение удельных расходов кислорода в этих зонах в пределах 0,7-3,0.In the known method, when processing oxidized raw materials, the carbon-containing material and oxygen in the oxygen-containing blast in quantities necessary for complete combustion of carbon with maximum heat generation and formation of liquid slag fall into the oxidizing zone of the furnace, and the carbon-containing material, oxygen-containing blast and raw materials (obviously , we mean molten slag from the oxidation zone - our note) and additional fluxes are supplied in the quantities necessary for the reduction of oxides, aemyh metals in metallic phase and thermal compensation costs. In this case, the ratio of the specific consumption of carbon-containing material per ton of metal recovered in the oxidation and reduction zones is maintained within the range of 0.3-2.5, and the ratio of specific oxygen consumption in these zones is within the range of 0.7-3.0.
Кроме того, отношение количеств кислорода (объемов кислорода - примечание наше), подаваемых в расплав и в газовую фазу над расплавом в восстановительной зоне, поддерживают в пределах 0,1-0,5.In addition, the ratio of the amounts of oxygen (oxygen volumes — our note) supplied to the melt and to the gas phase above the melt in the reduction zone is maintained within the range of 0.1-0.5.
Известный способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, имеет следующие недостатки:The known method of processing raw materials containing non-ferrous metals and iron, has the following disadvantages:
- не позволяет гарантированно получать сплав с высоким содержанием никеля и низким содержанием железа, наиболее востребованный металлургами;- does not allow guaranteed to obtain an alloy with a high nickel content and a low iron content, the most sought after by metallurgists;
- не гарантирует полного извлечения корольков восстановленного металла, так как интенсивный и нерегулируемый барботаж кислородсодержащим газом не способствует (препятствует) хорошему осаждению корольков металла из шлака в восстановительной зоне печи;- does not guarantee the complete extraction of the kings of the reduced metal, since intense and unregulated sparging with oxygen-containing gas does not contribute to (prevents) the good deposition of metal kings from slag in the reduction zone of the furnace;
- затруднено регулирование содержания углерода в получаемом металле;- it is difficult to control the carbon content in the resulting metal;
- невозможна длительная непрерывная работа агрегата в связи с необходимостью проведения частых ремонтов огнеупорной футеровки и перегородок, разделяющих окислительную и восстановительную зоны;- impossible continuous operation of the unit due to the need for frequent repairs of refractory lining and partitions separating the oxidation and reduction zones;
- не предусмотрены способы утилизации пыли, выделяющейся из агрегата, и конечных шлаков процесса, что не позволяет организовать экологически чистое безотходное производство металла.- no methods are provided for the disposal of dust released from the unit and the final slags of the process, which does not allow the organization of environmentally friendly waste-free metal production.
Предлагаемые способ выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения и агрегат для его осуществления решают задачу непрерывного безотходного производства ферроникеля с высоким содержанием никеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения.The proposed method for smelting ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment and the unit for its implementation solve the problem of continuous waste-free production of ferronickel with a high nickel content of oxidized nickel ores and products of their enrichment.
Техническим результатом предлагаемого способа выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения является устранение недостатков ближайшего аналога, а именно:The technical result of the proposed method for smelting ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment is to eliminate the disadvantages of the closest analogue, namely:
- непрерывное в течение длительного времени получение ферроникеля с высоким содержанием никеля и низким содержанием углерода;- continuous production of ferronickel with a high nickel content and a low carbon content for a long time;
- более полное извлечение корольков восстановленного металла из шлака и уменьшение потерь никеля;- more complete extraction of the kings of the reduced metal from the slag and the reduction of nickel losses;
- утилизация пыли, выделяющейся из агрегата, и конечных шлаков процесса с целью организации экологически чистого безотходного производства ферроникеля.- utilization of dust released from the unit and the final slag of the process with the aim of organizing environmentally friendly waste-free production of ferronickel.
Известна печь Ванюкова для непрерывной плавки материалов, содержащих цветные и черные металлы [5], выбранная заявителем в качестве ближайшего аналога агрегата для осуществления способа выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения.Known Vanyukov’s furnace for continuous melting of materials containing non-ferrous and ferrous metals [5], selected by the applicant as the closest analogue of the unit for implementing the method of smelting ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment.
В известной печи, включающей кессонированную шахту, разделенную поперечными перегородками на камеру окислительного плавления и камеру восстановления оксидов шлака, снабженные фурмами, ступенчатую подину, сифон с отверстиями для выпуска шлака и металлосодержащей фазы, кессонированная шахта выполнена прямоугольной внизу и расширяющейся в верхней части (по-видимому, тоже прямоугольной, но большего сечения - примечание наше), нижняя кромка перегородки, расположенной со стороны камеры окислительного плавления, установлена на 5-15 диаметров фурмы камеры окислительного плавления ниже оси этих фурм, а верхняя кромка этой перегородки расположена выше оси фурм камеры восстановления оксидов шлака на 2,5-4,5 расстояний от оси фурм камеры восстановления оксидов шлака до порога отверстия для выпуска шлака. Шихту с флюсующими добавками и твердым топливом загружают на поверхность барботируемого дутьем шлакового расплава в камеру окислительного плавления. Барботаж расплава и окисление углеродистого топлива осуществляют за счет подачи в расплав кислородсодержащего дутья через фурмы в боковых стенах печи в количестве, необходимом для полного сжигания горючих компонентов с максимальным выделением тепла. За счет интенсивного перемешивания и выделения тепла сжигания топлива твердая шихта быстро расплавляется и формирует гомогенный шлак (что, в принципе, невозможно), который по мере его накопления под нижней кромкой перегородки через внутренний сифон перетекает в верхнюю часть камеры восстановления (судя по чертежу к патенту и описанию изобретения, шлак перетекает не в верхнюю, а в нижнюю или в лучшем случае среднюю часть камеры восстановления). В камеру восстановления оксидов шлака в верхнюю часть барботируемого расплава вводят твердые углеродистые материалы в виде угля и, если необходимо, дополнительные флюсующие добавки, в том числе и сульфидизаторы. Уголь вводят в количестве, необходимом для восстановления оксидов извлекаемых материалов и компенсации тепловых потерь. Барботаж расплава для ускорения тепло- и массообмена и окисления топлива до необходимого содержания оксида углерода (СО) и водорода (непонятно, откуда берется водород: при разложении летучих компонентов угля или при разложении воды?) поддерживают за счет подачи кислородсодержащего дутья через нижний ряд фурм. В результате восстановительных реакций и, если необходимо, сульфидирования в камере восстановления образуется металлическая или сульфидная фаза, капельки которой опускаются на дно (?) камеры восстановления, и их (как можно выпускать капельки?) выпускают из печи через специальный канал или шнур. Шлак, обедненный по цветным металлам и по железу, выпускают через окно в сифоне. Газы камеры восстановления, содержащие СО и Н2, для экономии топлива и снижения их токсичности дожигают, подавая кислородсодержащее дутье через верхний ряд фурм.In a known furnace, including a coffered shaft, divided by transverse baffles into an oxidative melting chamber and a slag oxide reduction chamber, equipped with tuyeres, a stepped hearth, a siphon with holes for discharging slag and a metal-containing phase, the coffered shaft is rectangular at the bottom and expands at the top ( apparently also rectangular, but of a larger cross section - our note), the lower edge of the septum located on the side of the oxidative melting chamber is set to 5-15 diameters the tuyeres of the oxidation melting chamber are below the axis of these tuyeres, and the upper edge of this partition is located above the axis of the tuyeres of the recovery chamber of slag oxides by 2.5-4.5 distances from the tuyeres of the tuyeres of the recovery chamber of slag oxides to the threshold of the slag discharge opening. The mixture with fluxing additives and solid fuel is loaded onto the surface of the blast-ignited slag melt bubbled into the oxidative melting chamber. The melt sparging and the oxidation of carbon fuel are carried out by supplying oxygen-containing blast to the melt through the tuyeres in the side walls of the furnace in the amount necessary for the complete combustion of combustible components with maximum heat generation. Due to intensive mixing and heat generation from the combustion of fuel, the solid mixture quickly melts and forms homogeneous slag (which, in principle, is impossible), which, as it accumulates under the lower edge of the partition through the internal siphon, flows into the upper part of the recovery chamber (judging by the drawing to the patent and the description of the invention, the slag flows not to the upper, but to the lower or, at best, the middle part of the recovery chamber). Solid carbonaceous materials in the form of coal and, if necessary, additional fluxing additives, including sulfidizing agents, are introduced into the slag oxide reduction chamber at the top of the bubbled melt. Coal is introduced in an amount necessary to reduce the oxides of the recoverable materials and compensate for heat loss. Sparging the melt to accelerate heat and mass transfer and oxidizing the fuel to the required content of carbon monoxide (CO) and hydrogen (it is not clear where the hydrogen comes from: when decomposing volatile components of coal or decomposing water?) Is supported by supplying an oxygen-containing blast through the lower row of tuyeres. As a result of reduction reactions and, if necessary, sulfidation, a metal or sulfide phase is formed in the reduction chamber, droplets of which drop to the bottom (?) Of the reduction chamber, and they (how can droplets be released?) Are released from the furnace through a special channel or cord. Slag, depleted in non-ferrous metals and iron, is released through a siphon window. Recovery chamber gases comprising CO and H 2, to save fuel and reduce their toxicity afterburned by feeding oxygen-blowing through the upper row of tuyeres.
Известная печь Ванюкова для непрерывной плавки материалов, содержащих цветные и черные металлы, имеет следующие недостатки:The famous Vanyukov furnace for continuous melting of materials containing non-ferrous and ferrous metals has the following disadvantages:
- так как уголь используется и в качестве топлива, и в качестве восстановителя, печь не гарантирует получение сплава с высоким содержанием цветного металла - никеля и низким содержанием железа, уже в окислительной камере возможно неконтролируемое восстановление железа из шлакового расплава, а в восстановительной камере очень трудно, практически невозможно осуществить избирательное восстановление цветного металла - никеля;- since coal is used both as fuel and as a reducing agent, the furnace does not guarantee the production of an alloy with a high content of non-ferrous metal - nickel and a low iron content, uncontrolled reduction of iron from slag melt is possible already in the oxidation chamber, and it is very difficult in the reduction chamber , it is practically impossible to carry out selective recovery of non-ferrous metal - nickel;
- не гарантирует возможность полного осаждения корольков металла или штейна, так как интенсивный барботаж шлакового расплава кислородсодержащим газом, вдуваемым через низко расположенные фурмы, препятствует протеканию процесса осаждения корольков металла, что уменьшает полноту извлечения никеля из шихтовых материалов;- does not guarantee the possibility of complete deposition of metal or matte kings, since the intensive bubbling of slag melt with oxygen-containing gas injected through low-lying tuyeres prevents the process of deposition of metal kings, which reduces the completeness of nickel extraction from charge materials;
- в связи с использованием угля, загружаемого в барботируемый расплав, в качестве топлива и одновременно в качестве восстановителя затруднено регулирование содержания углерода в металлической фазе и получение ферроникеля с заданным низким содержанием углерода;- in connection with the use of coal loaded into the bubbling melt as a fuel and at the same time as a reducing agent, it is difficult to control the carbon content in the metal phase and to obtain ferronickel with a given low carbon content;
- так как перегородки, разделяющие окислительную и восстановительную камеры, постоянно находятся в контакте с агрессивным окисленным шлаком низкой основности, они быстро разрушаются и требуют проведения частых ремонтов, что приводит к уменьшению производительности печи;- since the partitions separating the oxidation and reduction chambers are constantly in contact with aggressive oxidized slag of low basicity, they quickly collapse and require frequent repairs, which reduces the productivity of the furnace;
- не предусмотрены способы и отсутствует возможность утилизации пыли, выделяющейся из агрегата и улавливаемой в газоочистных сооружениях.- no methods are provided and there is no possibility of utilization of dust released from the unit and collected in gas treatment facilities.
Предлагаемое решение решает задачу улучшения конструкции агрегата для непрерывной выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения, повышения его производительности и улучшения технико-экономических показателей процесса.The proposed solution solves the problem of improving the design of the unit for the continuous smelting of ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment, increasing its productivity and improving the technical and economic parameters of the process.
Техническим результатом предлагаемого агрегата для осуществления способа выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения является устранение недостатков ближайшего аналога, а именно:The technical result of the proposed unit for implementing the method of smelting ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment is to eliminate the disadvantages of the closest analogue, namely:
- увеличение сроков непрерывной работы и производительности агрегата;- increase in terms of continuous operation and unit productivity;
- увеличение степени извлечения никеля из перерабатываемой шихты;- an increase in the degree of extraction of Nickel from the processed charge;
- улучшение качества получаемого ферроникеля;- improving the quality of the obtained ferronickel;
- обеспечение возможности получения сплава с высоким содержанием никеля и низким содержанием железа;- providing the possibility of obtaining an alloy with a high nickel content and a low iron content;
- обеспечение возможности утилизации пыли, уловленной в газоочистке, и уменьшение загрязнения окружающей среды.- providing the possibility of disposal of dust trapped in the gas treatment, and reducing environmental pollution.
Технический результат достигается следующими решениями, объединенными общим изобретательским замыслом.The technical result is achieved by the following solutions, united by a common inventive concept.
Технический результат обеспечивается тем, что в способе выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения, включающем загрузку шихтовых материалов в плавильную камеру, их нагрев и расплавление посредством топливокислородных горелок, восстановление углеродистым восстановителем, вдуваемым через инжекторы в шлаковый расплав, выпуск полученных ферроникеля и шлака, согласно первому изобретению, расплавление шихтовых материалов и восстановление никеля, железа, кобальта производят непрерывно в плавильной камере, с охлаждением жидкометаллическим теплоносителем, в боковых стенках которой расположены выше уровня шлакового расплава на 0,25-1,2 м, под углом 15-60° к поверхности расплава и под углом 35-65° к продольной оси агрегата топливокислородные горелки, а инжекторы расположены на 0,25-0,60 м выше уровня металлического расплава, углеродистый восстановитель вдувают в количестве, необходимом для полного восстановления никеля и кобальта, и 1-15% железа, содержащихся в шихте.The technical result is ensured by the fact that in the method of smelting ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment, including loading charge materials into the melting chamber, heating and melting them with fuel-oxygen burners, reduction with a carbon reducing agent, injected into the slag melt through injectors, and releasing the obtained ferronickel and slag, according to the first invention, the melting of charge materials and the recovery of Nickel, iron, cobalt is carried out continuously in the melting chamber, with cooling by liquid metal coolant, in the side walls of which are located above the level of the slag melt by 0.25-1.2 m, at an angle of 15-60 ° to the surface of the melt and at an angle of 35-65 ° to the longitudinal axis of the unit, oxygen-fuel burners, and injectors are located 0.25-0.60 m above the level of the metal melt, the carbonaceous reducing agent is blown in an amount necessary for the complete reduction of nickel and cobalt, and 1-15% of the iron contained in the charge.
Кроме того, шихту перед загрузкой в плавильную камеру подогревают и частично восстанавливают отходящими из камеры технологическими газами.In addition, the charge is heated and partially restored by the process gases leaving the chamber before being loaded into the melting chamber.
Кроме того, уловленную в газоочистных устройствах пыль вдувают инжекторами в шлаковый расплав, находящийся в плавильной камере, и восстанавливают из пыли никель и кобальт.In addition, the dust captured in the gas cleaning devices is injected into the slag melt in the melting chamber by injectors and nickel and cobalt are reduced from dust.
Кроме того, слитый из плавильной камеры шлак после выдержки 5-15 минут и отстаивания (оседания) корольков металла используют для изготовления фасонного шлакового литья.In addition, the slag fused from the melting chamber after holding for 5-15 minutes and settling (settling) of the metal kings is used for the manufacture of shaped slag castings.
Кроме того, для уменьшения содержания углерода в ферроникеле и лучшего извлечения корольков сплава из шлака сплав сливают из плавильной камеры в ковш, предварительно наполненный отработанным шлаком, слитым из плавильной камеры.In addition, to reduce the carbon content in ferronickel and to better extract the kings of the alloy from the slag, the alloy is poured from the melting chamber into a ladle pre-filled with spent slag discharged from the melting chamber.
Технический результат обеспечивается также тем, что в агрегате для непрерывной выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения, содержащем охлаждаемый жидкометаллическим теплоносителем кожух, плавильную камеру, в рабочем пространстве которой находятся восстанавливаемый шлаковый расплав и восстановленный металл, контур охлаждения металлического теплоносителя, топливокислородные горелки для плавления шихты, нагрева расплава и компенсации затрат тепла на эндотермические реакции восстановления металлов, инжекторы для вдувания в шлаковый расплав углеродсодержащих материалов, согласно второго изобретения, он снабжен инжекторами для вдувания в шлаковый расплав уловленной в газоочистке пыли, выносимой отходящими газами из камеры, топливокислородные горелки установлены в боковых стенах камеры выше уровня шлакового расплава на 0,5-1,2 м, под углом 15-60° к поверхности расплава и под углом 35-65° к продольной оси агрегата, а сопла инжекторов для вдувания в шлаковый расплав углеродсодержащих материалов и уловленной в газоочистке пыли расположены на 0,25-0,60 м выше уровня восстановленного металла, теплообменники контура охлаждения жидкометаллического теплоносителя соединены азотопроводами с установленными в стенах камеры инжекторами, обеспечивающими инжекцию в шлаковый расплав углеродсодержащих материалов и уловленной в газоочистке пыли в струе подогретого азота, и придонными фурмами, перемешивающими расплав подогретым азотом.The technical result is also ensured by the fact that in the unit for the continuous smelting of ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment, containing a casing cooled by liquid metal coolant, a melting chamber, in the working space of which there is a recovered slag melt and reduced metal, a metal coolant cooling circuit, fuel-oxygen burners for melting the mixture, heating the melt and compensating for the heat consumption for endothermic metal reduction reactions, and Injectors for injecting carbonaceous materials into the slag melt according to the second invention, it is equipped with injectors for injecting dust trapped in the gas purification into the slag melt carried by the exhaust gases from the chamber, fuel-oxygen burners are installed in the side walls of the chamber above the level of the slag melt by 0.5-1, 2 m, at an angle of 15-60 ° to the surface of the melt and at an angle of 35-65 ° to the longitudinal axis of the unit, and the nozzles of the injectors for injecting carbon-containing materials into the slag melt and dust collected in the gas treatment are located at 0, 25-0.60 m above the level of the reduced metal, the heat exchangers of the cooling circuit of the liquid metal coolant are connected by nitrogen pipelines with injectors installed in the chamber walls providing injection of carbon-containing materials into the slag melt and dust captured in the gas purification in a stream of heated nitrogen, and bottom tuyeres mixing the melt with heated nitrogen .
Для плавления шихты, нагрева расплава и компенсации затрат тепла на эндотермические реакции восстановления металлов плавильная камера снабжена установленными в боковых стенах камеры выше уровня шлакового расплава на 0,5-1,2 м под углом 15-60° к поверхности расплава и под углом 35-60° к продольной оси агрегата топливо-кислородными горелками, для вдувания в шлаковый расплав углеродсодержащих материалов и уловленной в газоочистке пыли плавильная камера снабжена инжекторами, сопла которых расположены на 0,25-0,60 м выше уровня восстановленного металла, теплообменники контура охлаждения жидкометаллического теплоносителя соединены азотопроводами с установленными в стенах камеры инжекторами, обеспечивающими подачу в шлаковый расплав углеродсодержащих материалов и уловленной газоочистной пыли в струе подогретого азота и придонными фурмами, перемешивающими расплав вдуваемым подогретым азотом.For melting the charge, heating the melt and compensating for the heat costs of the endothermic metal reduction reactions, the melting chamber is provided with 0.5-1.2 m above the level of the slag melt in the side walls of the chamber at an angle of 15-60 ° to the surface of the melt and at an angle of 35- 60 ° to the longitudinal axis of the unit with fuel-oxygen burners, for injection into the slag melt of carbon-containing materials and dust captured in the gas purification, the melting chamber is equipped with injectors, nozzles of which are located 0.25-0.60 m above the level of the recovered meta alla, heat exchangers of the cooling circuit of the liquid metal coolant are connected by nitrogen pipelines with injectors installed in the chamber walls, which supply carbon-containing materials and trapped gas-cleaning dust to the slag melt in a stream of heated nitrogen and bottom tuyeres mixing the melt with injected heated nitrogen.
Кроме того, плавильная камера расположена горизонтально или под углом 5-20° к горизонту.In addition, the melting chamber is located horizontally or at an angle of 5-20 ° to the horizontal.
Кроме того, продольные оси желобов для выпуска металла и шлака смещены в горизонтальной плоскости на угол 90-150°.In addition, the longitudinal axis of the troughs for the release of metal and slag are offset in the horizontal plane at an angle of 90-150 °.
Предлагаемое расплавление шихтовых материалов и восстановление никеля, кобальта и железа в плавильной камере, корпус (кожух) которой охлаждают жидкометаллическим теплоносителем, позволяет вести процесс непрерывно длительное время при высоких температурах шлакового расплава (1500-1650°С), не сооружая огнеупорную футеровку стен плавильной камеры, так как интенсивный отвод тепла жидкометаллическим теплоносителем обеспечивает образование устойчивого слоя гарнисажа на стенах камеры. Благодаря высокой температуре шлакового расплава ускоряются процессы плавления шихты и восстановления металлов, улучшаются условия осаждения из шлака корольков восстановленного сплава, создается возможность использования слитого из камеры шлака для изготовления фасонного шлакового литья, что в конечном итоге способствует улучшению технико-экономических показателей ферроникеля. Кроме того, тепло, отведенное жидкометаллическим теплоносителем, может быть использовано для подогрева азота, применяемого для перемешивания расплава.The proposed melting of charge materials and the recovery of nickel, cobalt and iron in the melting chamber, the casing of which is cooled by a liquid metal coolant, allows the process to be carried out continuously for a long time at high temperatures of the slag melt (1500-1650 ° C) without building a refractory lining of the walls of the melting chamber , since the intense heat removal by the liquid metal coolant ensures the formation of a stable layer of a skull on the walls of the chamber. Due to the high temperature of the slag melt, the melting of the charge and the reduction of metals are accelerated, the conditions for the deposition of the kings of the reduced alloy from the slag are improved, and the possibility of using slag fused from the chamber for the manufacture of shaped slag casting is created, which ultimately helps to improve the technical and economic indicators of ferronickel. In addition, the heat removed by the liquid metal coolant can be used to heat the nitrogen used to mix the melt.
Ввод тепла в рабочее пространство плавильной камеры работающими с избытком кислорода топливокислородными горелками, расположенными в боковых стенах камеры выше уровня шлакового расплава на 0,1-1,2 м, под углом 15-60° к поверхности расплава, позволяет разделить окислительную и восстановительную зоны в расплаве, не используя специальные перегородки, иметь высокую степень использования тепла сжигаемого топлива, облегчить протекание восстановительных процессов в расплаве и легко регулировать температуру расплава, а также рабочего пространства плавильной камеры над расплавом.The introduction of heat into the working space of the melting chamber operating with an excess of oxygen fuel-oxygen burners located in the side walls of the chamber above the level of the slag melt by 0.1-1.2 m, at an angle of 15-60 ° to the surface of the melt, allows you to separate the oxidation and reduction zones in the melt, without using special partitions, to have a high degree of utilization of the heat of the combusted fuel, to facilitate the flow of recovery processes in the melt and to easily control the temperature of the melt, as well as the working space Islands of the melting chamber above the melt.
Вдувание углеродистого восстановителя в шлаковый расплав инжекторами на 0,25-0,60 м выше уровня металлического расплава в количестве, необходимом для полного восстановления никеля и кобальта, а также 1-15% железа, содержащихся в шихте, позволяет облегчить и ускорить процессы восстановления металлов и получать ферроникель с высоким содержанием никеля, так как никель и кобальт восстанавливаются легче железа, а вводимого количества углерода не хватает для восстановления большого количества железа.The injection of a carbon reducing agent into the slag melt by injectors is 0.25-0.60 m higher than the level of the metal melt in the amount necessary for the complete reduction of nickel and cobalt, as well as 1-15% of the iron contained in the charge, which facilitates and accelerates the processes of metal reduction and get ferronickel with a high nickel content, since nickel and cobalt are reduced more easily than iron, and the amount of carbon introduced is not enough to recover a large amount of iron.
Дополнительно предлагается перемешивание расплава подогретым до 350-400°С азотом, вдуваемым придонными фурмами, что позволяет ускорить протекание процессов плавления шихты, нагрева расплава, восстановления металлов и облегчить осаждение из шлака корольков восстановленного металла. Это приводит к улучшению технико-экономических показателей производства.In addition, it is proposed to mix the melt with nitrogen heated to 350-400 ° C, injected by bottom tuyeres, which allows to accelerate the processes of charge melting, melt heating, metal reduction and facilitate the deposition of kings of reduced metal from slag. This leads to improved technical and economic indicators of production.
Дополнительно предлагается ввести подогрев и частичное восстановление шихты перед загрузкой ее в плавильную камеру отходящими из камеры технологическими газами, что позволяет ускорить протекание процессов плавления и восстановления в плавильной камере, уменьшить расход топлива и повысить тепловой КПД установки.In addition, it is proposed to introduce heating and partial recovery of the charge before loading it into the melting chamber by the process gases leaving the chamber, which allows to accelerate the processes of melting and reduction in the melting chamber, reduce fuel consumption and increase the thermal efficiency of the installation.
Дополнительно предлагается вдувание уловленной в газоочистных сооружениях пыли, содержащей никель и кобальт, инжекторами в шлаковый расплав, находящийся в плавильной камере, что позволяет восстановить и перевести в сплав дополнительное количество никеля и кобальта, а также избавиться от необходимости захоронения токсичной пыли в отвалах, что дает возможность улучшить экологическую обстановку в районе предприятия.In addition, it is proposed to blow dust collected in gas treatment plants containing nickel and cobalt with injectors into the slag melt located in the melting chamber, which makes it possible to recover and transfer additional nickel and cobalt into the alloy, as well as to eliminate the need for toxic dust to be buried in dumps, which gives the opportunity to improve the environmental situation in the area of the enterprise.
Дополнительно предлагается использовать слитый из плавильной камеры шлак после выдержки 5-15 минут и оседания корольков ферроникеля для изготовления фасонного шлакового литья. Это позволяет улучшить суммарные технико-экономические показатели процесса и экологическую обстановку в районе предприятия, значительно уменьшив вывоз шлака в отвалы.In addition, it is proposed to use slag fused from the melting chamber after holding for 5-15 minutes and settling the kings of ferronickel for the manufacture of shaped slag castings. This allows you to improve the overall technical and economic indicators of the process and the environmental situation in the area of the enterprise, significantly reducing slag removal to dumps.
Дополнительно предлагается сливать сплав (ферроникель) из плавильной камеры в ковш, предварительно наполненный отработанным шлаком, слитым из плавильной камеры. Это позволяет уменьшить содержание углерода в ферроникеле путем окисления углерода оксидами железа шлака и извлечь дополнительно часть корольков металла из шлака, что приводит к улучшению качества производимого ферроникеля и повышению технико-экономических показателей процесса.In addition, it is proposed to drain the alloy (ferronickel) from the melting chamber into a ladle pre-filled with spent slag discharged from the melting chamber. This makes it possible to reduce the carbon content in ferronickel by oxidizing carbon with iron oxides of the slag and additionally extract some of the metal kings from the slag, which leads to an improvement in the quality of the produced ferronickel and to an increase in the technical and economic parameters of the process.
Использование для плавления шихты, нагрева расплава и компенсации затрат тепла на эндотермические реакции восстановления металлов топливокислородных горелок, расположенных выше уровня шлакового расплава, позволяет в однокамерном агрегате создать окислительную зону выше уровня шлакового расплава, в которой будет эффективно сжигаться при избытке кислорода топливо и частично дожигаться монооксид углерода СО, выделяющийся из расплава. Расположение горелок под углом 15-60° к поверхности расплава и под углом 35-65° к продольной оси агрегата позволяет улучшить теплообмен в плавильной камере и создать требуемое направленное движение шлака внутри камеры.The use of a mixture for melting, heating the melt, and compensating heat for endothermic reactions for the reduction of metal fuel and oxygen burners located above the level of the slag melt allows the creation of an oxidizing zone in the single-chamber unit above the level of the slag melt, in which the fuel will be efficiently burned with excess oxygen and partially burn the monoxide carbon CO released from the melt. The location of the burners at an angle of 15-60 ° to the surface of the melt and at an angle of 35-65 ° to the longitudinal axis of the unit allows improving heat transfer in the melting chamber and creating the required directional movement of slag inside the chamber.
Вдувание углеродсодержащего материала и уловленной в газоочистке пыли в шлаковый расплав инжекторами, сопла которых расположены на 0,25-0,60 м выше уровня восстановленного металла, позволяет создать в объеме шлакового расплава восстановительную зону, легко регулировать, меняя количество вдуваемого углерода, содержание никеля и железа в составе, не увеличивая содержание углерода в получаемом ферроникеле.The injection of carbon-containing material and dust trapped in the gas purification into the slag melt by injectors, whose nozzles are 0.25-0.60 m above the level of the reduced metal, allows the creation of a reduction zone in the volume of the slag melt, it is easy to control by changing the amount of injected carbon, the nickel content and iron in the composition, without increasing the carbon content in the resulting ferronickel.
Вдувание пыли в шлаковый расплав позволяет уменьшить загрязнение окружающей среды и увеличить извлечение никеля из шихты. Применение для инжекции углеродсодержащих материалов и пыли в расплав подогретого в теплообменниках контура охлаждения азота, позволяет увеличить тепловой КПД агрегата, не увеличивая окислительный потенциал восстановительной зоны расплава.Blowing dust into the slag melt can reduce environmental pollution and increase the extraction of Nickel from the mixture. Application for injection of carbon-containing materials and dust into the melt of a nitrogen cooling circuit heated in heat exchangers allows increasing the thermal efficiency of the unit without increasing the oxidizing potential of the melt reduction zone.
Перемешивание расплава подогретым в теплообменниках контура охлаждения азотом, вдуваемым через придонные фурмы, позволяет улучшить условия теплообмена в расплаве и ускорить протекание реакций восстановления никеля и кобальта.Mixing the melt with nitrogen heated in the heat exchangers of the cooling circuit, injected through the bottom tuyeres, improves the heat transfer conditions in the melt and accelerates the reactions of nickel and cobalt reduction.
Расположение плавильной камеры горизонтально или под углом 5-20° к горизонту позволяет значительно увеличить тепловоспринимающую поверхность шлакового расплава, уменьшить высоту слоя шлакового расплава, тем самым значительно облегчить и ускорить плавление и нагрев расплава. Кроме того, при этом облегчается установка систем загрузки шихты и утилизации тепла отходящих газов над плавильной камерой и уменьшается требуемая высота здания, в котором монтируется агрегат, соответственно уменьшаются и капитальные затраты на строительство здания и установку агрегата.The location of the melting chamber horizontally or at an angle of 5-20 ° to the horizon can significantly increase the heat-absorbing surface of the slag melt, reduce the height of the layer of slag melt, thereby greatly facilitating and accelerating the melting and heating of the melt. In addition, it facilitates the installation of charge loading systems and utilization of waste gas heat above the melting chamber and reduces the required height of the building in which the unit is mounted, and the capital costs of building the building and installing the unit are accordingly reduced.
Смещение продольных осей желобов для выпуска металла и шлака на угол 90-130° в горизонтальной плоскости позволяет в случае необходимости производить выпуск металла и шлака одновременно в два разливочных ковша: для шлака и для ферроникеля с одного торца плавильной камеры, что облегчает и упрощает планировку производственного корпуса, в котором размещается агрегат.Displacement of the longitudinal axes of the troughs for the release of metal and slag by an angle of 90-130 ° in the horizontal plane allows, if necessary, the release of metal and slag simultaneously into two casting ladles: for slag and for ferronickel from one end of the melting chamber, which simplifies and simplifies the planning of production the housing in which the unit is located.
Сущность заявленного способа и агрегата для его осуществления поясняются чертежами.The essence of the claimed method and unit for its implementation are illustrated by drawings.
На фиг.1 показан общий вид агрегата для осуществления способа выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения.Figure 1 shows a General view of the unit for implementing the method of smelting ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment.
На фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1.Figure 2 shows a section aa in figure 1.
На фиг.3 показано сечение Б-Б на фиг.2.Figure 3 shows a section bB in figure 2.
Способ выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения осуществляется следующим образом.The method of smelting ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment is as follows.
Загружают шихтовые материалы в плавильную камеру 1, их расплавляют, расплавление шихтовых материалов, восстановление никеля, кобальта и железа производят непрерывно в плавильной камере 1, корпус (кожух) которой охлаждают жидкометаллическим теплоносителем (не показан). Для плавления шихты, нагрева расплава и компенсации затрат тепла на эндотермические реакции восстановления металлов используют топливокислородные горелки 6, расположенные в боковых стенах камеры выше уровня шлакового расплава 2 на 0,25-1,2 м, под углом 15-60° к поверхности расплава 2. Углеродистый восстановитель вдувают (подают) инжекторами 7 на 0,25-0,6 м выше максимального уровня металлического расплава 3 в количестве, необходимом для полного восстановления никеля и кобальта, а также 1-15% железа, содержащихся в шихте. Для лучшего осаждения корольков восстановленного металла расплав перемешивают подогретым до 300-400°С азотом, вдуваемым придонными фурмами 8. Шихту перед загрузкой в плавильную камеру 1 подогревают и частично восстанавливают отходящими из камеры технологическими газами. Уловленную в газоочистных устройствах 5 пыль вдувают инжекторами 7 в шлаковый расплав 2, находящийся в плавильной камере 1, и восстанавливают из пыли никель и кобальт. Слитый из плавильной камеры 1 шлак после выдержки 5-15 минут и отстаивания (оседания) корольков металла используют для изготовления фасонного шлакового литья. Для уменьшения содержания углерода в ферроникеле и лучшего извлечения корольков сплава из шлака сплав сливают из плавильной камеры в ковш 11, предварительно наполненный отработанным шлаком, слитым из плавильной камеры.The charge materials are loaded into the melting chamber 1, they are melted, the charge materials are melted, nickel, cobalt and iron are continuously reduced in the melting chamber 1, the casing of which is cooled by a liquid metal coolant (not shown). To melt the mixture, heat the melt and compensate for the heat costs of the endothermic metal reduction reactions, oxygen-
Агрегат для осуществления способа выплавки ферроникеля из окисленных никелевых руд и продуктов их обогащения содержит плавильную камеру 1 с охлаждаемым жидкометаллическим теплоносителем кожухом (не показан), в рабочем пространстве 1 которой находятся восстанавливаемый шлаковый расплав 2 и восстановленный металл 3, контур 13 охлаждения металлического теплоносителя, системы загрузки шихтовых материалов 4, утилизации тепла и очистки отходящих из камеры газов 5, выпуска шлака 9 и металла 10. Для плавления шихты, нагрева расплава и компенсации затрат тепла на эндотермические реакции восстановления металлов плавильная камера 1 снабжена установленными в боковых стенах камеры выше уровня шлакового расплава 2 на 0,5-1,2 м под углом 15-60° к поверхности расплава 3 и под углом 35-60° к продольной оси агрегата 1 топливо-кислородными горелками 6. Для вдувания в шлаковый расплав 2 углеродсодержащих материалов и уловленной в газоочистке 5 пыли плавильная камера 1 снабжена инжекторами 7, сопла которых расположены на 0,25-0,60 м выше уровня восстановленного металла 3.The unit for implementing the method of smelting ferronickel from oxidized nickel ores and products of their enrichment contains a melting chamber 1 with a casing cooled by a liquid metal coolant (not shown), in the working space 1 of which there is a recovered slag melt 2 and a reduced metal 3, a metal
Теплообменники 13 контура охлаждения 13 жидкометаллического теплоносителя соединены азотопроводами 14 с установленными в стенах камеры инжекторами 7, обеспечивающими подачу в шлаковый расплав 2 углеродсодержащих материалов и уловленной газоочистной пыли в струе подогретого азота и придонными фурмами 8, перемешивающими расплав вдуваемым подогретым азотом.The
Плавильная камера 1 может быть расположена горизонтально или под углом 5-20° к горизонту.The melting chamber 1 can be located horizontally or at an angle of 5-20 ° to the horizontal.
Продольные оси желобов для выпуска металла 10 и шлака 9 могут быть смещены в горизонтальной плоскости на угол 90-150°.The longitudinal axis of the grooves for the release of metal 10 and slag 9 can be offset in the horizontal plane at an angle of 90-150 °.
В качестве исходного материала для экспериментальных плавок выплавки ферроникеля по предложенному способу (примеры 1-2 конкретного осуществления) заявитель использовал отходы никелевой руды Буруктальского месторождения (см. Приложение 1). Ниже приведен состав никелевой руды Буруктальского месторождения, на которой работает комбинат «Южуралникель», %:As a starting material for experimental smelting of ferronickel smelting according to the proposed method (examples 1-2 of a specific implementation), the applicant used waste nickel ore of the Buruktalsky deposit (see Appendix 1). Below is the composition of the nickel ore of the Buruktalsky deposit, at which the Yuzhuralnickel plant operates,%:
Ni - 1,15; Со - 0,088; SiO2 - 39,6; Fe2O3 - 31,7; CaO - 0,3; MgO - 13,1; Al2O3 - 2,7; Cr2O3 - 1,5; CuO - 0.Ni is 1.15; Co - 0.088; SiO 2 - 39.6; Fe 2 O 3 - 31.7; CaO - 0.3; MgO - 13.1; Al 2 O 3 - 2.7; Cr 2 O 3 - 1.5; CuO - 0.
Отходы никелевой руды содержат малое количество кобальта - 0,088%. Из ГОСТ 849-97 «Химический состав никеля» (см. Приложение 2, табл.2) известно, что состав никеля рассматривается в сумме с кобальтом. Так как раздельное определение содержания никеля и кобальта в металле и шлаке технически затруднено и сложно осуществляется, то в большинстве случаев при анализах этих материалов определяют суммарное содержание никеля и кобальта, называя его содержанием никеля. Поэтому в примерах 1-2 конкретного осуществления приведен состав никельсодержащих отходов никелевой руды, содержащий никель и в соответствии с ГОСТ 849-97, также содержащий кобальт в пределах от 0,088-0,7%.Nickel ore waste contains a small amount of cobalt - 0.088%. From GOST 849-97 "Chemical composition of Nickel" (see Appendix 2, table 2) it is known that the composition of Nickel is considered in total with cobalt. Since the separate determination of the content of nickel and cobalt in metal and slag is technically difficult and difficult to carry out, in most cases, in the analysis of these materials, the total content of nickel and cobalt is determined, calling it the nickel content. Therefore, in examples 1-2 of a specific implementation, the composition of nickel-containing nickel ore wastes containing nickel and in accordance with GOST 849-97, also containing cobalt in the range from 0.088-0.7%, is shown.
Примеры конкретного осуществления, подтверждающие возможность внедрения в производство предложенного способа.Examples of specific implementation, confirming the possibility of implementation of the proposed method.
Пример 1Example 1
Пример 1 основан на опытных плавках 1а, 1в, 1б.Example 1 is based on experimental swimming trunks 1A, 1B, 1B.
Параметры 1 опытной плавки отражены в таблице пунктом 1а.Parameters 1 of experimental melting are reflected in the table by paragraph 1a.
В 6-тонной дуговой печи расплавили никельсодержащие отходы, в которых никель и железо находились в виде оксидов никеля. Состав отходов был следующий, %: Niобщ и Со - 4; Feобщ - 35; SiO2 - 30; MgO - 5; CaO - 22. Полученный расплав восстанавливали, загружая на его поверхность каменноугольный коксик фракции 5-20 мм. Углеродистый восстановитель вводили в количестве, необходимом для восстановления всего никеля и 15% железа, содержавшегося в расплаве при коэффициенте избытка углерода 1,3. Получили ферроникель с содержанием никеля 42%, углерода 0,2%, остальное - железо. Отработанный шлак содержал 27% оксидов железа, никель в шлаке обнаружен не был. Перемешивание расплава на опытной плавке происходило при кипении ванны в результате выделения пузырьков СО.Nickel-containing wastes were melted in a 6-ton arc furnace, in which nickel and iron were in the form of nickel oxides. The composition of the waste was as follows,%: Ni total and Co - 4; Fe total - 35; SiO 2 - 30; MgO - 5; CaO - 22. The obtained melt was reduced by loading coal tar coke fraction 5-20 mm onto its surface. The carbon reducing agent was introduced in an amount necessary to recover all of the nickel and 15% of the iron contained in the melt with a carbon excess ratio of 1.3. Received ferronickel with a nickel content of 42%, carbon 0.2%, the rest is iron. The spent slag contained 27% of iron oxides; no nickel was found in the slag. Mixing of the melt in the experimental melting occurred during boiling of the bath as a result of the release of CO bubbles.
Опытная плавка 2. Параметры 2 опытной плавки отражены в таблице пунктом 1 в.Experimental melting 2. Parameters of 2 experimental melting are reflected in the table by paragraph 1 c.
Материал состава, описанного в Примере 1, расплавили в 6-тонной дуговой печи. Полученный расплав восстанавливали, загружая на него порциями коксик в количестве, необходимом для восстановления всего никеля и 10% железа, содержащегося в расплаве. Получили ферроникель следующего состава, %: Ni - 51,9; Fe - 46,8; С - 0,18. Отработанный шлак содержал 29% оксидов железа, никель в шлаке не был обнаружен.The material of the composition described in Example 1 was melted in a 6-ton arc furnace. The obtained melt was restored by loading portions of coke on it in the amount necessary to recover all of the nickel and 10% of the iron contained in the melt. Received ferronickel of the following composition,%: Ni - 51.9; Fe - 46.8; C 0.18. Waste slag contained 29% of iron oxides; no nickel was found in the slag.
Опытная плавка 3. Параметры 3 опытной плавки отражены в таблице пунктом 1б.Experimental melting 3. Parameters of 3 experimental melting are reflected in the table by paragraph 1b.
На 3 опытной плавке в 6-тонной печи расплавили такой же материал. Полученный расплав восстанавливали, загружая на него порциями коксик в количестве, необходимом для восстановления всего никеля и 4% железа, содержащегося в расплаве. Получили ферроникель следующего состава, %: Ni - 72; Fe - 26,5; C - 0,15.In the 3 experimental smelting in the 6-ton furnace, the same material was melted. The obtained melt was restored by loading portions of coke on it in the amount necessary to recover all of the nickel and 4% of the iron contained in the melt. Received ferronickel of the following composition,%: Ni - 72; Fe - 26.5; C is 0.15.
Результаты опытных плавок по п.п.1а, 1б, 1в приведены в таблице 1.The results of the experimental swimming trunks according to items 1a, 1b, 1c are given in table 1.
Пример 2Example 2
В 6-тонной дуговой печи путем восстановления углеродом отходов, содержащих оксиды железа, никеля и малое количество кобальта, был получен ферроникель, содержащий 41% Ni, 0,4% С, остальное - железо. После этого на поверхность расплава загрузили отходы, содержащие оксиды никеля, железа, кремния, кальция, и расплавили их. Количество полученного шлакового расплава составило 40% от массы находившегося в печи ферроникеля. Медленно наклонив печь, сначала слили в ковш весь шлаковый расплав, затем, быстро наклоняя печь, вылили в ковш весь ферроникель. После выдержки в ковше в течение 12 минут ферроникель разлили на слитки и шлак слили в шлаковую чашу. Содержание углерода в слитках ферроникеля составило 0,22%, а содержание никеля в них увеличилось на 0,6% в результате окисления углерода металла окисленным шлаком и восстановления никеля из шлака.In a 6-ton arc furnace, carbon reduction of waste containing iron oxides, nickel and a small amount of cobalt resulted in ferronickel containing 41% Ni, 0.4% C, the rest being iron. After that, waste containing nickel, iron, silicon, calcium oxides was loaded onto the melt surface and melted. The amount of slag melt obtained was 40% of the mass of ferronickel in the furnace. Slowly tilting the furnace, first poured all the slag melt into the bucket, then, quickly tilting the furnace, poured the entire ferronickel into the bucket. After aging in the ladle for 12 minutes, the ferronickel was poured into ingots and the slag was poured into a slag bowl. The carbon content in the ferronickel ingots was 0.22%, and the nickel content in them increased by 0.6% as a result of the oxidation of the metal carbon by oxidized slag and the reduction of nickel from the slag.
Пример 3Example 3
В 3-тонной дуговой электропечи расплавили отвальный шлак комбината «Уфалейникель» следующего состава, %: SiO2 - 39%; FeO+Fe2O3 - 28; Al2О3 - 8,3; MgO - 9; CaO - 8. Расплавленный шлак использовали для изготовления опытной партии шлаколитых полушпал для укладки путей метрополитенов. Полученные полушпалы испытаны по стандартным методикам в лаборатории ВНИИЖТ (Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта). Результаты испытаний подтвердили соответствие свойств шлаколитых полушпал требованиям технических условий.In a 3-ton electric arc furnace, the waste slag of the Ufaleinikel plant of the following composition was melted,%: SiO 2 - 39%; FeO + Fe 2 O 3 - 28; Al 2 O 3 - 8.3; MgO - 9; CaO - 8. The molten slag was used for the manufacture of an experimental batch of slag half-piles for laying subway tracks. The resulting half sleepers were tested by standard methods in the laboratory of VNIIZhT (All-Russian Scientific Research Institute of Railway Transport). The test results confirmed the conformity of the properties of the slag cast half-piles to the requirements of the technical conditions.
ЛитератураLiterature
1. Гудим Н.В., Шейн Я.П. Краткий справочник по металлургии цветных металлов. - М.: Металлургия, 1975. 536 с.1. Gudim N.V., Shane Ya.P. A quick reference to the metallurgy of non-ferrous metals. - M.: Metallurgy, 1975.536 s.
2. Патент RU 2202637 «Способ переработки окисленных никель-кобальтовых руд». Авторы: Поляков М.Л., Курочкина И.А., Самсонов А.С. Патентообладатель: Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова.2. Patent RU 2202637 "Method for processing oxidized nickel-cobalt ores." Authors: Polyakov M.L., Kurochkina I.A., Samsonov A.S. Patent holder: Altai State Technical University I.I.Polzunova.
3. Р.Циммерман, К Гюнтер. Металлургия и металловедение. Справочник. М.: Металлургия. 1982. 478 с.3. R. Zimmerman, K Gunther. Metallurgy and metallurgy. Directory. M .: Metallurgy. 1982. 478 p.
4. Патент RU 2194781 «Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо». Авторы: Быстров В.П., Салихов З.Г., Карабасов Ю.С., Гуркалов П.И., Павлов В.В., Шафигин З.К., Комков А.А., Федоров А.Н. Патентообладатель: Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет), научно-экологическое предприятие «Экоси».4. Patent RU 2194781 "Method for processing raw materials containing non-ferrous metals and iron." Authors: Bystrov V.P., Salikhov Z.G., Karabasov Yu.S., Gurkalov P.I., Pavlov V.V., Shafigin Z.K., Komkov A.A., Fedorov A.N. Patent holder: Moscow State Institute of Steel and Alloys (Technological University), Ecosi Scientific and Environmental Enterprise.
5. Патент RU 2242687 «Печь Ванюкова для непрерывной плавки материалов, содержащих цветные и черные металлы». Авторы: Быстров, В.П., Салихов З.Г., Щетинин А.П., Неминущий В.Н., Комков А.А., Федоров А.Н., Быстров С.В., Салихов М.З., Вереин В.Г. Патентообладатель: ООО «Научно-экологическое предприятие «Экоси».5. Patent RU 2242687 "Vanyukov furnace for continuous melting of materials containing non-ferrous and ferrous metals." Authors: Bystrov, V.P., Salikhov Z.G., Schetinin A.P., Neminuschiy V.N., Komkov A.A., Fedorov A.N., Bystrov S.V., Salikhov M.Z. Verein V.G. Patent holder: LLC Ecosci Scientific and Environmental Enterprise.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127844/02A RU2336355C2 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Method of melting of ferronickel out of oxidised nickel ores and products of their concentration and assembly for implementation of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127844/02A RU2336355C2 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Method of melting of ferronickel out of oxidised nickel ores and products of their concentration and assembly for implementation of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006127844A RU2006127844A (en) | 2008-02-10 |
| RU2336355C2 true RU2336355C2 (en) | 2008-10-20 |
Family
ID=39265829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006127844/02A RU2336355C2 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Method of melting of ferronickel out of oxidised nickel ores and products of their concentration and assembly for implementation of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2336355C2 (en) |
-
2006
- 2006-07-31 RU RU2006127844/02A patent/RU2336355C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006127844A (en) | 2008-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4913734A (en) | Method for preparing ferrocarbon intermediate product for use in steel manufacture and furnace for realization thereof | |
| KR100611692B1 (en) | A direct smelting process and apparatus | |
| US6270553B1 (en) | Direct reduction of metal oxide agglomerates | |
| RU2120476C1 (en) | Method for increasing efficiency of reduction melting of oxide metal-bearing materials | |
| JP2003506570A (en) | Direct smelting method | |
| AU2007204927B2 (en) | Use of an induction furnace for the production of iron from ore | |
| MX2007002764A (en) | Method of continuous fire refining of copper. | |
| RU2749184C1 (en) | Device and method for top-blown nickel smelting | |
| RU2344179C2 (en) | Method of continuous processing iron oxide containing materials and device for implementation of this method | |
| CN104164531A (en) | Method for producing cast iron by adopting converter blowing smelting and purification | |
| RU2346056C2 (en) | Method of steel direct production from iron-bearing materials | |
| US7740681B2 (en) | Reductant addition in a channel induction furnace | |
| WO1997020954A1 (en) | Simplified duplex processing of nickel ores and/or concentrates for the production of ferronickels, nickel irons and stainless steels | |
| RU97118334A (en) | INSTALLATION AND METHOD FOR PRODUCING IRON MELTS | |
| JP2002519517A (en) | Direct smelting method | |
| RU2336355C2 (en) | Method of melting of ferronickel out of oxidised nickel ores and products of their concentration and assembly for implementation of this method | |
| RU2121518C1 (en) | Method of processing oxide raw material containing nonferrous metals | |
| US20060162498A1 (en) | Direct production of refined metals and alloys | |
| US8557014B2 (en) | Method for making liquid iron and steel | |
| US20230323491A1 (en) | Process for producing raw steel and aggregate for production thereof | |
| RU2380633C1 (en) | Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy | |
| RU2548871C2 (en) | Method for direct production of metals from materials containing iron oxides (versions) and device for implementing it | |
| RU2611229C2 (en) | Processing method of metallurgical raw materials and device for such method implementation | |
| WO1997020958A1 (en) | Recovery of cobalt from slag | |
| JP5581760B2 (en) | Method for removing copper in steel scrap and method for producing molten steel using steel scrap as an iron source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080801 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20091120 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110801 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121027 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130110 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180801 |