RU2682197C1 - Method of pyrometallurgical processing of oxidated nickel ore - Google Patents
Method of pyrometallurgical processing of oxidated nickel ore Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682197C1 RU2682197C1 RU2018120269A RU2018120269A RU2682197C1 RU 2682197 C1 RU2682197 C1 RU 2682197C1 RU 2018120269 A RU2018120269 A RU 2018120269A RU 2018120269 A RU2018120269 A RU 2018120269A RU 2682197 C1 RU2682197 C1 RU 2682197C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ferronickel
- nickel
- oxidizing agent
- natural gas
- furnace
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к процессу пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды, содержащей цветные металлы и железо, с получением ферроникеля и чугуна.The invention relates to metallurgy, in particular to the process of pyrometallurgical processing of oxidized nickel ore containing non-ferrous metals and iron, to obtain ferronickel and cast iron.
Существует большое количество способов переработки окисленной никелевой руды, в основе которых лежит восстановление оксидов никеля и железа из оксидного расплава твердым углеродом.There are a large number of methods for processing oxidized nickel ore, which are based on the reduction of nickel and iron oxides from an oxide melt with solid carbon.
Известен способ пирометаллургической переработки окисленных никелевых руд методом плавки на ферроникель в электродуговой сталеплавильной печи с использованием предварительного подогрева руды в трубчатых вращающихся печах (Никель, Т.2 Окисленные никелевые руды. Характеристика руд. Пирометаллургия и гидрометаллургия окисленных никелевых руд. Резник Д.И. др. - М.: ООО «Наука и технологии», 2001, с. 161-168).A known method of pyrometallurgical processing of oxidized nickel ores by smelting on ferronickel in an electric arc steelmaking furnace using pre-heating of ore in tubular rotary kilns (Nickel, T.2 Oxidized nickel ores. Ore characteristics. Pyrometallurgy and hydrometallurgy of oxidized nickel ores. Reznik DI dr. . - M.: “Science and Technology” LLC, 2001, p. 161-168).
Недостатком указанного способа является трудоемкость осуществления способа (подогрев перерабатываемого сырья в трубчатой печи) и большой расход электроэнергии при последующем плавлении огарка с получением низкого по содержанию никеля расплава.The disadvantage of this method is the complexity of the method (heating the processed raw materials in a tubular furnace) and the high energy consumption during subsequent melting of the cinder with obtaining a low nickel content of the melt.
Известен способ переработки окисленного никелевого сырья, согласно которому окисленная никелевая руда предварительно брикетированная, подвергается восстановлению в шахтной печи восстановительным газом, полученным при сжигании природного газа в специальной камере сгорания. Восстановленная руда при температуре 900°С поступает в электропечь, где плавится с получением ферроникеля и шлака, которые направляются на дальнейшую переработку (Серия: «Производство тяжелых цветных металлов. Производство никеля за рубежом», ч. 2, выпуск 2, 1979, с. 26-21, М, ЦИИНцветмет).A known method of processing oxidized Nickel raw materials, according to which the oxidized Nickel ore pre-briquetted, is subjected to reduction in a shaft furnace with reducing gas obtained by burning natural gas in a special combustion chamber. The reduced ore at a temperature of 900 ° C enters an electric furnace, where it is smelted to produce ferronickel and slag, which are sent for further processing (Series: “Production of heavy non-ferrous metals. Nickel production abroad”, part 2, issue 2, 1979, p. 26-21, M, TsIINtsvetmet).
Основным недостатком способа является его низкая экономичность, обусловленная высоким расходом условного топлива и энергии, невысокое извлечение никеля и кобальта из перерабатываемого сырья.The main disadvantage of this method is its low profitability, due to the high consumption of equivalent fuel and energy, low extraction of Nickel and cobalt from the processed raw materials.
Общим недостатком таких способов является низкое содержание никеля в ферроникеле при высоком его извлечение в сплав.A common disadvantage of such methods is the low nickel content in ferronickel with its high extraction into the alloy.
Известен способ обеднения шлаков, содержащих тяжелые цветные и благородные металлы, включающий продувку оксидного расплава в электропечи восстановительными газами, подаваемыми в приэлектродную зону (патент РФ №2176276, С22В 7/04, опубл. 27.11.2001 Бюл. №33). Указанным способом можно перерабатывать также окисленную никелевую руду.A known method of depletion of slag containing heavy non-ferrous and noble metals, including purging the oxide melt in an electric furnace with reducing gases supplied to the near-electrode zone (RF patent No. 2176276, C22B 7/04, published on November 27, 2001 Bull. No. 33). Oxidized nickel ore can also be processed by this method.
К достоинствам способа относится: большая интенсивность процесса по сравнению с восстановлением расплава твердым углеродом, загружаемым на поверхность расплава, высокое извлечение никеля. К недостаткам - низкое содержание никеля в ферроникеле. Это происходит потому, что в качестве восстановительных газов используются углеводороды, которые при попадании в приэлектродную зону с высокой температурой разлагаются на водород и углерод. Последний интенсивно взаимодействует, как с никелем, так и железом, что при высоком извлечении никеля приводит к низкому его содержанию в ферросплаве.The advantages of the method include: a higher intensity of the process compared to the restoration of the melt with solid carbon loaded onto the surface of the melt, high nickel recovery. The disadvantages are the low nickel content in ferronickel. This is because hydrocarbons are used as reducing gases, which decompose into hydrogen and carbon when they enter the near-electrode zone with high temperature. The latter intensively interacts with both nickel and iron, which, with high nickel recovery, leads to its low content in the ferroalloy.
Известен способ пирометаллургической переработки окисленных никелевых руд с получением ферроникеля, включающий предварительный подогрев никелевой руды совместно или без флюсующих добавок при температуре ниже 700°С без получения жидких расплавов в трубчатой вращающейся печи и восстановительную плавку в электродуговой печи, а перед восстановительной плавкой проводят плавление никелевой руды с флюсующими добавками в плавильной печи с получением рудо-флюсового расплава, который направляют на восстановительную плавку в электродуговую печь постоянного или переменного тока, при этом газы плавильной и электродуговой печей используются для подогрева никелевой руды (патент РФ №2453617, МПК С22В 23/02, опубл. 20.06.2012).A known method of pyrometallurgical processing of oxidized nickel ores to produce ferronickel, including preheating of nickel ore with or without fluxing additives at temperatures below 700 ° C without producing liquid melts in a tubular rotary kiln and reduction melting in an electric arc furnace, and nickel ore is melted before reduction melting with fluxing additives in a melting furnace to obtain an ore-flux melt, which is sent to reduction smelting in an electric arc a direct or alternating current furnace, while the gases of the melting and electric arc furnaces are used to heat nickel ore (RF patent No. 2453617, IPC СВВ 23/02, publ. 20.06.2012).
Восстановительную плавку осуществляют в печи постоянного тока твердым восстановителем - углем путем подачи его в рудо-флюсовый расплав с получением сплава ферроникеля с содержанием никеля 8,0% и шлака, который направляют в отвалы. Полученный сплав выпускают в ковш, а затем заливают в один из двух конверторов емкостью 30 т и продувают кислородом до повышения содержания никеля в сплаве - 20%.Recovery smelting is carried out in a direct current furnace with a solid reducing agent - coal by feeding it into an ore-flux melt to produce a ferronickel alloy with a nickel content of 8.0% and slag, which is sent to dumps. The resulting alloy is discharged into the bucket, and then poured into one of two converters with a capacity of 30 tons and purged with oxygen to increase the nickel content in the alloy - 20%.
Недостатком способа является большой расход электроэнергии и газа восстановителя для снижения остаточного содержания обедняемых цветных металлов в отвальных шлаках.The disadvantage of this method is the high consumption of electricity and gas reducing agent to reduce the residual content of depleted non-ferrous metals in waste slag.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение содержания никеля в ферроникеле, полученном в результате переработки окисленных никелевых руд при высоком извлечении никеля.The technical result of the invention is to increase the nickel content in ferronickel obtained by processing oxidized nickel ores with high nickel recovery.
Указанный технический результат достигается следующим образом.The specified technical result is achieved as follows.
В способе пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды, включающем предварительный подогрев исходной шихты совместно с флюсующими добавками без получения жидких расплавов, последующую восстановительную плавку в электродуговой печи с получением ферроникеля и шлака, согласно изобретению в качестве восстановителя используют восстановительный газ, получаемый путем совместной подачи в приэлектродную зону печи природного газа и окислителя, в качестве которого используют водяной пар, кислород или углекислый газ в соотношении 1:0,5-1,7 на 1 нм3 CH4.In the method of pyrometallurgical processing of oxidized nickel ore, including preheating the initial charge together with fluxing additives without producing liquid melts, subsequent reduction melting in an electric arc furnace to produce ferronickel and slag, according to the invention, reducing gas obtained by co-feeding into the near-electrode zone is used as a reducing agent natural gas and oxidizing furnaces, which use water vapor, oxygen or carbon dioxide in the ratio Nii 1: 0.5-1.7 on 1 nm 3 CH 4 .
При использовании в качестве окислителя кислорода его подают при соотношении природный газ: кислород 1:0,5-0,7, в случае использования водяного пара соотношение природный газ: водяной пар составляет 1:1,0-1,7, а при подаче в качестве окислителя углекислого газа соответственно - 1:1,0-1,5 CO2 на1 нм3 СН4.When using oxygen as an oxidizing agent, it is supplied at a natural gas: oxygen ratio of 1: 0.5-0.7, in the case of using water vapor, the natural gas: water vapor ratio is 1: 1.0-1.7, and when supplied to as an oxidizing agent of carbon dioxide, respectively - 1: 1.0-1.5 CO 2 per 1 nm 3 CH 4 .
Если количество окислителя будет меньше указанного, образующийся в результате конверсии восстановительный газ, кроме водорода и монооксида углерода, будет содержать некоторое количество сажистого углерода, который при взаимодействии с оксидным расплавом увеличит извлечение в ферроникель дополнительного количества железа, что увеличит его содержание в ферроникеле. Если количество окислителя подают больше указанного, то в восстановительном газе присутствует дополнительное количество H2O и СО2, что приводит к снижению степени извлечения никеля в расплав ферроникеля.If the amount of oxidizing agent is less than the specified one, the reducing gas resulting from the conversion, in addition to hydrogen and carbon monoxide, will contain a certain amount of carbon black, which, when interacting with the oxide melt, will increase the extraction of additional iron into the ferronickel, which will increase its content in ferronickel. If the amount of oxidizing agent is supplied more than indicated, then an additional amount of H 2 O and CO 2 is present in the reducing gas, which leads to a decrease in the degree of nickel extraction into the ferronickel melt.
Процесс ведут следующим образом.The process is conducted as follows.
В качестве исходного сырья рассматривается окисленная никелевая руда Серовского месторождения. Состав руды, % масс: Ni - 1,33; Со - 0,076; Fe - 12,8; SiO2 - 47,2; MgO - 13,73; Al2O3 - 4,12; CaO - 0,9; Cr2O3 - 1,2, п.п.п - 10,35.Oxidized nickel ore of the Serovskoye deposit is considered as a feedstock. Ore composition,% mass: Ni - 1.33; Co - 0.076; Fe - 12.8; SiO 2 - 47.2; MgO - 13.73; Al 2 O 3 - 4.12; CaO - 0.9; Cr 2 O 3 - 1.2, p.p.p - 10.35.
Исходную шихту, содержащую никелевую руду вместе с флюсующими добавками (известняк) предварительно нагревают до температуры ниже 700°С в нагревательном агрегате, в качестве которого могут быть использованы вращающаяся, многоподовая и другие печи. В качестве газа-теплоносителя для нагрева шихты используют отходящие газы плавильного агрегата. Подготовленную нагретую шихту подают в плавильный агрегат, в качестве которого используют электродуговую печь переменного или постоянного тока, на поверхность расплавленного ферроникеля, оставленного от предыдущей плавки, который выступает в роли коллекторной фазы. В качестве восстановителя используют конвертированный природный газ. Совместную подачу природного газа и окислителя в образующийся в результате плавления шихты оксидный расплав осуществляют через фурму, погружаемую в приэлектродную зону расплава, или через отверстие в полом электроде, заглубляемом на заданную глубину. В приэлектродной зоне природный газ с высокой скоростью взаимодействует с окислителем (водяной пар, кислород или углекислый газ), образуя конвертированный восстановительный газ, который, барботируя через слой оксидного расплава, восстанавливает никель и железо с образованием капель ферроникеля, конденсирующихся в коллекторной фазе. Обедненный на 90% по никелю конечный шлак удаляют из печи. Его в жидком виде рекомендуется подавать в другой агрегат для получения чугуна. После нескольких плавок часть расплава ферроникеля сливают, а остаток используют для следующей серии плавок.The initial charge containing nickel ore together with fluxing additives (limestone) is preheated to a temperature below 700 ° C in a heating unit, which can be used as a rotary, multi-hearth and other furnace. As a heat carrier gas for heating the charge, the exhaust gases of the melting unit are used. The prepared heated charge is fed into a melting unit, which is used as an AC or DC electric arc furnace, on the surface of the molten ferronickel left from the previous melting, which acts as the collector phase. Converted natural gas is used as a reducing agent. The combined supply of natural gas and an oxidizing agent to the oxide melt formed as a result of the melting of the charge is carried out through a lance immersed in the near-electrode zone of the melt, or through an opening in a hollow electrode that is deepened to a predetermined depth. In the near-electrode zone, natural gas reacts with a high speed with an oxidizing agent (water vapor, oxygen or carbon dioxide), forming a converted reducing gas, which, sparging through a layer of oxide melt, reduces nickel and iron with the formation of droplets of ferronickel, which condense in the collector phase. 90% nickel depleted final slag is removed from the furnace. It is recommended to submit it in liquid form to another unit to produce cast iron. After several heats, part of the ferronickel melt is drained, and the residue is used for the next series of heats.
В таблице приведены данные о содержании никеля в конечном шлаке (NiO) и сплаве ферроникеля [Ni], полученных при восстановлении из оксидного расплава состава, %: NiO - 1,8, FeO - 17,4, SiO2 - 58,0, CaO - 13,52, Al2O3 - 7,39 MgO - 1,93, при температуре 1550°C продувкой восстановительным газом (ВГ), полученным в результате взаимодействия природного газа (CH4) с окислителем (Ок) при заданном соотношении CH4/Oк. (СН4 - общее количество природного газа, расходуемое на восстановление 1 кг расплава, ВГ - общее количество восстановительного газа, расходуемое на восстановление 1 кг расплава). Анализ приведенных данных показывает, что для получения богатого ферроникеля при извлечении никеля более 90%, при соотношении в исходной руде железа и никеля (Fe/Ni) равном 10-15, объемное соотношение природный газюкислитель составляет: для водяного пара 1:1,0-1,7, для кислорода - 1:0,5-0,7, для углекислого газа - 1:1,0-1,5.The table shows the data on the nickel content in the final slag (NiO) and ferronickel alloy [Ni] obtained during the reduction of the composition from the oxide melt,%: NiO - 1.8, FeO - 17.4, SiO 2 - 58.0, CaO - 13.52, Al 2 O 3 - 7.39 MgO - 1.93, at a temperature of 1550 ° C by blowing with a reducing gas (SH) obtained as a result of the interaction of natural gas (CH 4 ) with an oxidizing agent (OK) at a given ratio of CH 4 / approx. (CH 4 - the total amount of natural gas spent on the recovery of 1 kg of melt, VG - the total amount of reducing gas spent on the recovery of 1 kg of melt). An analysis of the data presented shows that to obtain rich ferronickel when extracting nickel more than 90%, when the ratio of iron and nickel (Fe / Ni) in the initial ore is 10-15, the volume ratio of natural gas oxidizer is: for water vapor 1: 1.0- 1.7, for oxygen - 1: 0.5-0.7, for carbon dioxide - 1: 1.0-1.5.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018120269A RU2682197C1 (en) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | Method of pyrometallurgical processing of oxidated nickel ore |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018120269A RU2682197C1 (en) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | Method of pyrometallurgical processing of oxidated nickel ore |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2682197C1 true RU2682197C1 (en) | 2019-03-15 |
Family
ID=65806040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018120269A RU2682197C1 (en) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | Method of pyrometallurgical processing of oxidated nickel ore |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2682197C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808305C1 (en) * | 2023-06-21 | 2023-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова" | Processing method for oxidized nickel ore |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3904400A (en) * | 1971-02-26 | 1975-09-09 | Basic Inc | Segregation roast process for the recovery of nickel from lateritic ore |
RU2176276C2 (en) * | 1999-12-22 | 2001-11-27 | Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" | Method of depleting slags containing heavy nonferrous and noble metals |
RU2185457C2 (en) * | 2000-05-26 | 2002-07-20 | Региональное Уральское отделение Академии инженерных наук Российской Федерации | Method of processing oxide-bearing nickel ore |
RU2453617C2 (en) * | 2009-06-04 | 2012-06-20 | Сергей Фёдорович Павлов | Method of pyrometallurgical processing of oxidised nickel ores |
EP1586665B1 (en) * | 2004-03-31 | 2016-05-11 | General Electric Company | Producing nickel-base cobalt-base iron-base iron-nickel-base or iron-nickel-cobalt-base alloy articles by reduction of nonmetallic precursor compounds and melting |
-
2018
- 2018-05-31 RU RU2018120269A patent/RU2682197C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3904400A (en) * | 1971-02-26 | 1975-09-09 | Basic Inc | Segregation roast process for the recovery of nickel from lateritic ore |
RU2176276C2 (en) * | 1999-12-22 | 2001-11-27 | Открытое акционерное общество "Институт Гипроникель" | Method of depleting slags containing heavy nonferrous and noble metals |
RU2185457C2 (en) * | 2000-05-26 | 2002-07-20 | Региональное Уральское отделение Академии инженерных наук Российской Федерации | Method of processing oxide-bearing nickel ore |
EP1586665B1 (en) * | 2004-03-31 | 2016-05-11 | General Electric Company | Producing nickel-base cobalt-base iron-base iron-nickel-base or iron-nickel-cobalt-base alloy articles by reduction of nonmetallic precursor compounds and melting |
RU2453617C2 (en) * | 2009-06-04 | 2012-06-20 | Сергей Фёдорович Павлов | Method of pyrometallurgical processing of oxidised nickel ores |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808305C1 (en) * | 2023-06-21 | 2023-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова" | Processing method for oxidized nickel ore |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6542354B2 (en) | Process for dissolving lithium ion batteries | |
HUT59445A (en) | Process for producing ferroalloys | |
MX2007002764A (en) | Method of continuous fire refining of copper. | |
CN104120351A (en) | Method for directly smelting copper-bearing antibacterial stainless steel by utilizing copper slag for reducing molten iron | |
JP2010508440A (en) | Recovery of non-ferrous metals from zinc and lead industry byproducts using electrothermal smelting in submerged plasma | |
CA2907005C (en) | Method and apparatus for recovering pgm and ferro-chrome from pgm bearing chromite ore | |
JPS58177421A (en) | Recovery of metal from molten slag | |
Harvey et al. | Greener reactants, renewable energies and environmental impact mitigation strategies in pyrometallurgical processes: A review | |
WO2008068810A1 (en) | Process for recovering valuable metals from waste | |
AU739426B2 (en) | Process for reducing the electric steelworks dusts and facility for implementing it | |
JP2010275568A (en) | Co-refining method for zinc and lead, and zinc-lead co-refining apparatus | |
RU2352672C2 (en) | Extraction method of metallic element, particularly metallic chromium, from charge containing metal oxides in arc furnace | |
US3390979A (en) | Direct steel making process | |
RU2682197C1 (en) | Method of pyrometallurgical processing of oxidated nickel ore | |
RU2639396C1 (en) | Method for pyrometallurgical processing of oxidized nickel ore | |
JP2004143492A (en) | Method of melting extra-low phosphorus stainless steel | |
US6582492B1 (en) | Method for producing melt iron | |
JP7364899B2 (en) | Melting method of cold iron source with slag reduction | |
JP4485987B2 (en) | Method for recovering valuable metals from waste containing V, Mo and Ni | |
RU2688000C1 (en) | Method of pyrometallurgical processing of oxidised nickel ore to obtain ferronickel in a melting unit | |
RU2194781C2 (en) | Method of processing raw materials containing nonferrous metals and iron | |
RU2808305C1 (en) | Processing method for oxidized nickel ore | |
KR101189183B1 (en) | Recovery method of valuable metals from spent petroleum catalysts | |
RU2783094C1 (en) | Method for depletion of slag melt containing iron and non-ferrous metals | |
WO1985001750A1 (en) | Smelting nickel ores or concentrates |