RU2441082C1 - Method of producing nickel matte - Google Patents
Method of producing nickel matte Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441082C1 RU2441082C1 RU2010132080A RU2010132080A RU2441082C1 RU 2441082 C1 RU2441082 C1 RU 2441082C1 RU 2010132080 A RU2010132080 A RU 2010132080A RU 2010132080 A RU2010132080 A RU 2010132080A RU 2441082 C1 RU2441082 C1 RU 2441082C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coke
- charge
- nickel
- content
- smelting
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам переработки окисленных никелевых руд.The invention relates to metallurgy, and in particular to methods for processing oxidized nickel ores.
Известен способ получения никелевого штейна по патенту РФ №2187568, в котором в качестве топлива-восстановителя используют металлургический кокс и сортовой каменный уголь с выходом летучих веществ не более 14%.A known method of producing nickel matte according to the patent of the Russian Federation No. 2187568, in which metallurgical coke and high-quality coal with a yield of volatiles of not more than 14% are used as a reducing agent.
Недостатком данного способа является повышенное содержание никеля в шлаке и повышенный расход кокса.The disadvantage of this method is the increased nickel content in the slag and the increased consumption of coke.
Известен способ получения никелевого штейна по патенту РФ №2184162, выбранный в качестве прототипа, включающий загрузку в шахтную печь шихты, содержащей окускованную окисленную никельсодержащую руду и топливо-восстановитель, восстановительно-сульфидирующую плавку с использованием в качестве топлива-восстановителя металлургического и кускового нефтяного кокса, взятых в соотношении соответственно 40-95:60-5 мас.%.A known method of producing nickel matte according to the patent of the Russian Federation No. 2184162, selected as a prototype, comprising loading into a shaft furnace a mixture containing agglomerated oxidized nickel-containing ore and a reducing agent, sulphiding reduction smelting using metallurgical and lump petroleum coke as a reducing agent, taken in a ratio of respectively 40-95: 60-5 wt.%.
Недостатком способа, выбранного за прототип, является повышенный расход кокса при плавке и пониженный удельный проплав, высокая зольность металлургического кокса, пониженная крупность кокса.The disadvantage of the method chosen for the prototype is the increased consumption of coke during melting and a reduced specific melt, high ash content of metallurgical coke, reduced coke fineness.
Техническим результатом является снижение расхода топлива и увеличение проплава окисленной никелевой руды за счет повышения теплотворной способности и снижения реакционной способности кокса, снижение содержания никеля в шлаках за счет взаимодействия кокса, имеющего высокое содержание серы, с никелем расплава и переводом его в сульфид серы, переходящий в штейн.The technical result is a reduction in fuel consumption and an increase in the melt of oxidized nickel ore due to an increase in the calorific value and a decrease in the reactivity of coke, a decrease in the nickel content in slags due to the interaction of coke having a high sulfur content with melt nickel and its conversion to sulfur sulfide, which transforms into matte.
Технический результат достигается тем, что в способе получения никелевого штейна, включающем загрузку в шахтную печь шихты, содержащей окускованную окисленную никельсодержащую руду и топливо-восстановитель, восстановительно-сульфидирующую плавку с использованием в качестве топлива-восстановителя кокса, согласно изобретению применяют кокс, являющийся результатом коксования шихты, содержащей продукт с выходом летучих веществ от 14 до 25% в количестве (5-100) мас.%, полученный путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing nickel matte, which includes loading a charge into a shaft furnace containing agglomerated oxidized nickel ore and a reducing fuel, reducing sulfiding smelting using coke as a reducing fuel, coke resulting from coking is used according to the invention charge containing the product with a yield of volatiles from 14 to 25% in the amount of (5-100) wt.%, obtained by delayed semi-coking of heavy oil residues.
Кокс, полученный при коксовании нефтяных полукоксов с выходом летучих веществ от 14 до 25%, обогащенных в процессе замедленного полукоксования высокомолекулярными летучими веществами (таблица 2, шихта 7), отличается от нефтяного кокса, получаемого при прокалке нефтяных полукоксов с выходм летучих веществ 8-10% (до 14%), например в кольцевых или вращающихся барабанных печах, более высокой прочностью, повышенной крупностью кусков кокса (Д мм), пониженной реакционной способностью (CRI), повышенной послереакционной прочностью (CSR). Таким образом, это специальный кокс с улучшенными свойствами. Добавки такого полукокса к угольным шихтам (таблица 2, шихты 1-6) улучшают качество получаемого кокса.Coke obtained during the coking of petroleum coke with a yield of volatile substances from 14 to 25% enriched in the process of delayed coking with high molecular weight volatile substances (table 2, charge 7) differs from petroleum coke obtained by calcining petroleum coke with volatiles 8-10 % (up to 14%), for example in ring or rotary drum furnaces, with higher strength, increased coarseness of coke pieces (D mm), reduced reactivity (CRI), increased post-reaction strength (CSR). Thus, it is a special coke with improved properties. Additives of such a semicoke to coal blends (table 2, blends 1-6) improve the quality of the obtained coke.
Кокс, полученный из шихты, содержащей продукт (полученный путем замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков) с выходом летучих веществ от 14 до 25% в количестве 5-100 мас.%, обладает свойствами, приведенными в таблице 1.Coke obtained from a mixture containing a product (obtained by delayed semi-coking of heavy oil residues) with a yield of volatiles from 14 to 25% in an amount of 5-100 wt.%, Has the properties shown in table 1.
Для удобства изложения продукт с выходом летучих веществ от 14 до 25%, полученный способом замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков, далее по тексту обозначим как добавку ДК.For convenience of presentation, the product with a yield of volatile substances from 14 to 25%, obtained by the method of delayed semi-coking of heavy oil residues, hereinafter referred to as additive DC.
Угольная часть шихты приведена как один из частных случаев для примера. Возможны другие компоненты и комбинации шихт.The coal part of the charge is given as one of the special cases for example. Other components and combinations of charges are possible.
При этом в таблице 2 приведены примеры шихт, которые обозначены в таблице 1 как шихты 1,2,3,4,5,6,7.Moreover, table 2 shows examples of the charges, which are indicated in table 1 as the charge 1,2,3,4,5,6,7.
Пример 8: Шихта 8 составлена из 50% нефтяного полукокса с выходом летучих веществ 14,2% и 50% нефтяного полукокса с выходом летучих веществ 24,8%, при этом получен кокс с показателями CSR=70,5%, CRI=23,8%. При испытании в плавке получены результаты, аналогичные результатам согласно примеру 7.Example 8: The charge 8 is composed of 50% petroleum coke with a yield of volatiles of 14.2% and 50% petroleum coke with a yield of volatiles of 24.8%, while coke was obtained with CSR = 70.5%, CRI = 23, 8%. When tested in a heat, results similar to those according to example 7 are obtained.
Показатель Аd - зольность кокса в сухом состоянии; Vdaf - выход летучих веществ на сухое беззольное состояние кокса; S - содержание серы на сухое состояние кокса;Indicator A d - coke ash in the dry state; V daf is the yield of volatile substances in the dry ashless state of coke; S is the sulfur content of the dry state of coke;
Ивсп. - индекс вспучивания; CRI - показатель реакционной способность кокса; CSR - показатель послереакционной прочности кокса.Ivsp. - expansion index; CRI - an indicator of the reactivity of coke; CSR is an indicator of the post-reaction strength of coke.
Испытания (результаты приведены в таблице 1), проведенные на печи Николаева, показывают, что послереакционная прочность кокса из шихты с добавкой ДК выше, чем у кокса без добавки. Зависимость CSR кокса от содержания добавки в шихте близка к логарифмической: lgCSR=А+BlgC, где С - содержание добавки ДК в шихте.Tests (the results are shown in table 1), conducted on a Nikolaev furnace, show that the post-reaction strength of coke from a charge with DC is higher than that of coke without an additive. The dependence of coke CSR on the content of the additive in the charge is close to the logarithmic: logCSR = A + BlgC, where C is the content of the DC additive in the charge.
Нефтяной полукокс имеет ряд преимуществ по сравнению с металлургическим - он недефицитен, недорог, имеет низкую зольность (менее 0.5 мас.%), в то время как зольность металлургического кокса 11-13 мас.%. Кроме того, имеются большие перспективы роста производства нефтяного полукокса в связи с неизбежным ростом производства углубленной переработки нефти, а также специального производства добавки коксующейся ДК.Petroleum coke has several advantages over metallurgical one - it is not deficient, inexpensive, and has low ash content (less than 0.5 wt.%), While the ash content of metallurgical coke is 11-13 wt.%. In addition, there are great prospects for an increase in the production of petroleum coke in connection with the inevitable growth in the production of advanced oil refining, as well as in the special production of additives for coking DK.
Проведенные авторами предлагаемого изобретения промышленные восстановительно-сульфидирующие плавки окисленных никелевых руд с заменой части металлургического кокса коксом из угольных шихт с добавкой ДК в количестве от 5 до 100 мас.% показали возможность снизить расход кокса при плавке окисленных никелевых руд. Следовательно, при использовании кокса из шихт с добавкой ДК снижаются потери никеля (снижается содержание никеля в шлаке).Conducted by the authors of the present invention, industrial sulphiding reduction smelting of oxidized nickel ores with the replacement of metallurgical coke by coke from coal blends with the addition of DC in an amount of 5 to 100 wt.% Showed the possibility of reducing coke consumption during the smelting of oxidized nickel ores. Therefore, when using coke from blends with the addition of DC, nickel losses are reduced (the nickel content in the slag is reduced).
Кроме того, за счет снижения зольности кокса и в связи с этим снижения флюсов на шлакование золы кокса также снижаются количество шлаков и потери никеля с этой частью необразующихся шлаков.In addition, due to the reduction in coke ash and, therefore, the reduction of fluxes for slagging of coke ash, the amount of slag and nickel loss with this part of non-formed slag are also reduced.
По статистическим данным авторов изобретения установлено, что расход кокса крупнее 40 мм при плавке никелевого агломерата из окисленных никелевых руд в шахтных печах на 15% ниже по сравнению с расходом кокса крупнее 25 мм. Следовательно, расход более крупного кокса при прочих равных условиях должен снижаться.According to the statistics of the inventors, it was found that the consumption of coke is larger than 40 mm when smelting nickel sinter from oxidized nickel ores in shaft furnaces by 15% lower compared to the consumption of coke larger than 25 mm. Therefore, the consumption of larger coke, ceteris paribus, should be reduced.
Плавка с использованием кокса с добавкой ДК должна сопровождаться при сохранении ранее применяемых условиях загрузки (величина колоши) более полным сгоранием (использованием химического потенциала) ввиду снижения высоты колоши, снижения поверхности кусков кокса, повышения газопроницаемости.Melting using coke with the addition of DC should be accompanied by maintaining the previously used loading conditions (spike size) with more complete combustion (using chemical potential) due to the reduction in spike height, lowering the surface of pieces of coke, and increasing gas permeability.
Предлагаемый способ был проверен в восстановительно-сульфидирующей плавке окисленных никелевых руд на промышленных шахтных печах высотой 5 м, длиной 14,5 м, шириной в области фурм ~ 1,4 м, с площадью сечения в области фурм ~ 20 м2. Печи имели выносной горн Петрова.The proposed method was tested in the reduction-sulphiding smelting of oxidized nickel ores in industrial shaft furnaces with a height of 5 m, a length of 14.5 m, a width in the tuyere region of ~ 1.4 m, and a cross-sectional area in the tuyere region of ~ 20 m 2 . The furnaces had a remote horn of Petrov.
Авторами были проведены испытания и были определены показатели восстановительно-сульфидирующей плавки согласно заявленному способу с коксом из шихты с содержанием добавки ДК в количестве от 5 до 100 мас.%. Применялось воздушное дутье.The authors conducted tests and determined the indicators of reduction-sulphiding smelting according to the claimed method with coke from the charge with the content of the additive DC in the amount of from 5 to 100 wt.%. An air blast was used.
В качестве рудной части шихты использовались брикеты размером 90×50×40 мм и рудная «окать» с размером кусков крупнее 30 мм. Средний химический состав рудной части шихты, мас.% составлял: Ni - 1,08; Со - 0,022; SiO2 - 43,1; MgO - 15,2; CuO - 1,5; Fе2O3 - 18,0; Аl2O3 - 7,5.As the ore part of the charge, briquettes of 90 × 50 × 40 mm in size and ore “okat” with pieces larger than 30 mm were used. The average chemical composition of the ore part of the charge, wt.% Was: Ni - 1.08; Co - 0.022; SiO 2 43.1; MgO - 15.2; CuO - 1.5; Fe 2 O 3 - 18.0; Al 2 O 3 - 7.5.
В качестве сульфидизатора применялся пирит в количестве 8-9% от рудной части шихты, в качестве флюса - известняк в количестве 14-18%.Pyrite was used as a sulfidizing agent in an amount of 8–9% of the ore part of the charge, and limestone in an amount of 14–18% was used as a flux.
Технические показатели, характеризующие кокс из разных шихт, приведены в таблице 1.Technical indicators characterizing coke from different blends are given in table 1.
Печи загружались моношихтой при помощи электрокар длиной в половину печи в последовательности: топливо (кокс), известняк, сульфидизатор, рудные материалы («откать», брикеты). Загрузка осуществлялась при остановке электрокар на половину длины печи.The furnaces were loaded with a single charge using electric vehicles half the length of the furnace in the sequence: fuel (coke), limestone, sulphidizer, ore materials (“open”, briquettes). Loading was carried out when the electric car stopped at half the length of the furnace.
Результаты испытаний приведены в таблице 3.The test results are shown in table 3.
Название столбцов таблицы 3:Table 3 column names:
1 - «№ п/п»1 - “No."
2 - Вид кокса2 - Type of coke
3 - Расход кокса в технологии (в %) к рудной части шихты (общий расход кокса),%3 - Coke consumption in technology (in%) to the ore part of the charge (total coke consumption),%
4 - Доля в общем расходе кокса, %4 - Share in the total consumption of coke,%
5 - содержание в штейне Ni, %5 - content in matte Ni,%
6 - содержание в штейне Со, %6 - content in matte Co,%
7 - содержание в штейне Cu, %7 - content in matte Cu,%
8 - содержание в штейне As, %8 - content in matte As,%
9 - содержание в штейне S9 - matte content S
10 - содержание в шлаке Ni, %10 - content in the slag Ni,%
11 - содержание в шлаке S, %11 - content in slag S,%
12 - удельный проплав, т/м2*сут12 - specific melt, t / m 2 * day
13 - увеличение проплава, %13 - increase in penetration,%
14 - соотношение Niштейн/Niшлак14 - ratio Ninstein / Nishlag
15 - сокращение расхода кокса, % от общего расхода кокса.15 - reduction in coke consumption,% of the total coke consumption.
Примеры 9 и 10 осуществлены при плавке брикетов из окисленных никелевых руд с дутьем, обогащенным кислородом до 24%, а прмеры 11 и 12 - при плавке агломерата и с применением дутья, обогащенного кислородом до 24%. Агломерат по примерам №11, 12 характеризуется содержанием 0,8-1% Ni; 0,025% Co.Examples 9 and 10 were carried out during the melting of briquettes from oxidized nickel ores with a blast enriched with oxygen up to 24%, and Examples 11 and 12 - during smelting and using a blast enriched with oxygen up to 24%. The agglomerate according to examples No. 11, 12 is characterized by a content of 0.8-1% Ni; 0.025% Co.
Результаты проведенных испытаний показали, что при замене части металлургического кокса на кокс из шихты с добавкой ДК происходит сокращение расхода кокса и увеличение проплава по сравнению с металлургическим коксом.The results of the tests showed that when a part of metallurgical coke is replaced with coke from a mixture with the addition of DC, there is a reduction in coke consumption and an increase in melt compared to metallurgical coke.
Сокращение расхода кокса, получаемого из угольсодержащих шихт с добавкой ДК, происходит по двум причинам. Во-первых, у кокса с добавкой ДК ниже зольность, а во-вторых, выше крупность кусков кокса. Показатель зольности приведен в таблице 1. Промышленная проверка производства кокса из шихты с содержанием добавки ДК в количестве от 5 до 100 мас.% показала, что средний размер кусков такого кокса при содержании добавки ДК в количестве 40% составляет 90 мм. При этом средние размеры металлургического кокса составляют 55-65 мм. Это способствует более полному сжиганию кокса.Reducing the consumption of coke obtained from coal-containing blends with the addition of DC, for two reasons. Firstly, coke with the addition of DC is lower in ash content, and secondly, the fineness of coke pieces is higher. The ash index is shown in Table 1. An industrial inspection of the production of coke from a mixture with a content of DC in the amount of 5 to 100 wt.% Showed that the average size of pieces of such coke with a content of DC in the amount of 40% is 90 mm. The average size of metallurgical coke is 55-65 mm. This contributes to a more complete burning of coke.
Кроме того, кокс из шихт с добавкой ДК имеет повышенную плотность до 1,25 г/см3, против 1,00 г/см у кокса из шихт без добавки ДК, а также более высокую истинную плотность 1,830-1,840 г/см3 против 1,790-1,815 г/см3 для коксов из шихт без добавки ДК, что приводит к снижению реакционной способности кокса.In addition, coke from mixtures with the addition of DC has an increased density up to 1.25 g / cm 3 , versus 1.00 g / cm for coke from mixtures without the addition of DC, as well as a higher true density of 1.830-1.840 g / cm 3 against 1.790-1.815 g / cm 3 for coke from the charge without the addition of DC, which leads to a decrease in the reactivity of coke.
Расход крупного кокса при слоевом процессе сжигания в низких шахтных печах типа вагранок всегда ниже при одинаковых температурных режимах и рациональной технологии загрузки за счет более полного горения углерода кокса (более полного использования химического потенциала, т.е. дожигания СО). Одновременно улучшаются экологические условия за счет снижения расхода топлива и его более полного химического сжигания (снижение выбросов СО и дымовых газов). Высокое содержание серы кокса используется в плавке для получения никелевого штейна.The consumption of large coke during the layered combustion process in low shaft furnaces of the cupola type is always lower at the same temperature conditions and rational loading technology due to more complete combustion of coke carbon (more complete use of the chemical potential, i.e., afterburning of CO). At the same time, environmental conditions are improved by reducing fuel consumption and its more complete chemical combustion (reducing emissions of CO and flue gases). The high sulfur content of coke is used in smelting to produce nickel matte.
Следует также отметить, что с ростом содержания добавки ДК в шихте для коксования снижается стоимость кокса, следовательно, удешевляется процесс производства никелевого штейна.It should also be noted that with the increase in the content of DC additives in the coking charge, the cost of coke decreases, therefore, the production process of nickel matte is cheaper.
Таким образом, использование кокса из шихт с добавкой коксующейся ДК взамен металлургического кокса приводит к снижению суммарного расхода кокса при получении никелевого штейна. По сравнению с нефтекоксом снижается выход летучих веществ в дымовых газах, улучшается экология, упрощается эксплуатация фильтров для удаления пыли.Thus, the use of coke from mixtures with the addition of coking DC in place of metallurgical coke leads to a decrease in the total consumption of coke upon receipt of nickel matte. Compared to petroleum coke, the yield of volatile substances in flue gases is reduced, the ecology is improved, and the operation of filters to remove dust is simplified.
Снижение расхода кокса также сопровождается улучшением экологии процесса, т.к. ведет к снижению выброса суммы дымовых газов.A decrease in coke consumption is also accompanied by an improvement in the ecology of the process, since leads to lower emissions of the amount of flue gases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010132080A RU2441082C1 (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Method of producing nickel matte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010132080A RU2441082C1 (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Method of producing nickel matte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2441082C1 true RU2441082C1 (en) | 2012-01-27 |
Family
ID=45786477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010132080A RU2441082C1 (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Method of producing nickel matte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2441082C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817629C1 (en) * | 2023-08-15 | 2024-04-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Charge for reducing-sulphiding melting of oxidised nickel ores |
-
2010
- 2010-07-29 RU RU2010132080A patent/RU2441082C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817629C1 (en) * | 2023-08-15 | 2024-04-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Charge for reducing-sulphiding melting of oxidised nickel ores |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104471078A (en) | Method for preparing blast furnace blow-in coal | |
WO1999064636A1 (en) | Coal combustion enhancer and method of using in blast furnace | |
US8906120B2 (en) | Fuel enrichment process | |
RU2441082C1 (en) | Method of producing nickel matte | |
JP4892930B2 (en) | Ferro-coke manufacturing method | |
RU2441081C1 (en) | Method of pyrometallurgical processing of copper-containing materials | |
Fan et al. | Preparation technologies of straw char and its effect on pollutants emission reduction in iron ore sintering | |
RU2333236C1 (en) | Charge for production of furnace coke | |
JP5998763B2 (en) | Converter steelmaking method | |
KR20180119713A (en) | Method for injecting pulverized coal into oxygen blast furnace | |
RU2441080C1 (en) | Method of producing copper matte | |
RU2315084C2 (en) | Composition for preparing briquetted fuel | |
AU2013328042B2 (en) | Method for preparing blast furnace blow-in coal | |
Sikora et al. | The anthracite as sinter fuels | |
RU2334785C1 (en) | Coke briquette | |
JPH0285324A (en) | Operating method for sintering low in nox | |
RU2755316C1 (en) | Method for distilling arsenic from technical zinc oxide | |
JP2004263256A (en) | Method for charging raw material into blast furnace | |
RU2439006C1 (en) | Method of producing mineral wool | |
RU2788459C1 (en) | Charge for producing manganese ferroalloys | |
RU2489491C2 (en) | Blast-furnace smelting method | |
RU2490316C1 (en) | Pulverised coal fuel for blast-furnace smelting | |
RU2294389C1 (en) | Cake for the blast furnace hearth purging | |
KR100342674B1 (en) | Method for manufacturing sintered ore to which exothermic materials containing iron are added | |
WO1999051710A1 (en) | Carbon pellets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20121123 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130130 |