SU1696564A1 - Шихта дл производтсва ферроникел - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к цветной металлургии и может быть использовано при производстве ферроникел  методом электроплавки окисленных никелевых руд. Целью изобретени   вл етс  увеличение извлечени  в сплав никел  и кобальта, уменьшение его загр зненное™ вредными примес ми - серой и фосфором, снижение удельных затрат основных материалов. Шихта дл  производства ферроникел  содержит , мас.%: известн к 25-30; антрацитовый штыб 3-12, комплексный карбидо- угольный материал 0,1-10 и никельсодержа- щее сырье остальное Применение шихты позволит повысить извлечение в сплав никел  и кобальта в среднем на 1,28%, уменьшить в сплаве содержание серы и фосфора з среднем на 10-15% и снизить на 15% удельный расход никельсодержащего сырь  и известн ка. 1 табл

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии и может быть использовано дл  производства ферроникел  методом электроплавки окисленных никелевых руд.

К восстановител м дл  производства ферроникел  предъ вл ют следующие основные требовани : высокое удельное электросопротивление , достаточно высокие прочность и термостойкость, чтобы не образовывалось много мелочи при нагреве топлива в верхних горизонтах печи, неспе- каемо сть в услови х электроплавки, достаточна  чистота по содержанию вредных примесей серы и фосфора.

Показатель удельного электросопротивлени  восстановител  при электроплавке имеет огромное значение, так как от него зависит общее электросопротивление ванны печи, а также распределение в ней выдел емой мощности

Химический состав восстановител  определ ет его физико-химические свойства и технико-экономические показатели восстановительного процесса. Вследствие этого при выборе восстановител  дл  этого или ионного процесса руководствуютс  как их химическим составом, так и металлургическими свойствами.,

Известна шихта дл  электроплавки окисленных никелевых руд на ферроникель, состо ща  из никелевой руды, коксика, известн ка или мрамора. К недостаткам лтой шихты можно отнести низкое извлечение никел  и кобальта, сильную загр зненность примес ми.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой  вл етс  шихта дл 

О

о о сл

ON

электроплавки окисленных никелевых руд на ферроникель, примен ема  на Побуж- ском никелевом заводе следующего состава , мас.%:

Известн к25-30

Антрацитовый штыб 3-12 Никелева  рудаОстальное

Недостатками данного состава шихты  вл ютс  низкое извлечение никел  и кобальта, загр зненность серой и фосфором, большой удельный расход электроэнергии.

Целью изобретени   вл етс  увеличение извлечени  никел  и кобальта, уменьшение загр зненности вредными примес ми - серой и фосфором, снижение удельных затрат основных материалов,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что шихта дл  электроплавки окисленных никелевых руд на ферроникель, включающа  ни- кельсодержащее сырье, известн к и антрацитовый штыб,дополнительно содержит комплексный карбидоугольный материал при следующем соотношении компонентов , мас.%:

Известн к25-30

Антрацитовый штыб 3-12 Комплексный карбидоугольный материал0,1-10 Никельсодержащее сырьеОстальное При этом комплексный карбидоугольный материал имеет следующий химический состав , мас.%: карбид кремни  5-30, оксид кремни  5-20, оксид железа 1-5, оксид алюмини  0,5-5, металлический кремний 1-10, углерод остальное.

Другое отличие состоит в том, что в качестве комплексного карбидоугольного материала примен ют кусковые или окуско- ванные известными методами отходы электродных заводов, которые получаютс  в результате взаимодействи  при 1800- 2800°С высокозольного углеродного материала и кварцевого песка (засыпки) при графитации электродной продукции,

В комплексном карбидоугольном материале углерод распределен в элементарных объемах равномерно и окружает пленкой каждую карбидную, оксидную и оксикар- бидную частицу, Это обеспечивает при его использовании в составе предлагаемой шихты дл  производства ферроникел  значительное увеличение скорости восстановительных реакций, повышает активное сопротивление ванны печи и улучшает другие технико-экономические показатели.

Антрацитовый штыб содержит в своем составе до 2% серы, это  вл етс  существенным недостатком, так как происходит загр знение вредной примесью. Известно,

что основное количество серы (70-80%) вводитс  в процесс антрацитовым штыбом

Процесс получени  комплексного карбидоугольного материала происходит при

1800-2800°С, что обусловливает весьма низкое содержание в нем серы и фосфора. Это играет положительную роль в процессе получени  ферроникел , уменьшает загр зненность вредными примес ми.

0Выбор комплексного карбидоугольного

материала в качестве восстановител  в предлагаемом составе шихты дл  производства ферроникел  объ сн етс  тем, что присуща  этому материалу природа строени  и

5 существующие химические св зи обеспечивают более высокое электросопротивление, хорошие термодинамические и кинетические услови  физико-химических взаимодействий между составными компонентами

0 в процессе электроплавки, низкое содержание серы и фосфора.

Использование комплексного материала в качестве комплексного восстановител  обеспечивает повышение технико-экономи5 ческих показателей процесса электроплавки . Все компоненты, вход щие в его состав,  вл ютс  полезными при плавке на ферроникель , поэтому введение комплексного карбидоугольного материала в состав ших0 ты дл  электроплавки окисленных никелевых руд повышает электросопротивление ванны печи и улучшает термодинамические и кинетические услови  восстановлени  никел  и кобальта.

5Кремний и углерод карбида кремни 

принимают участие в восстановлении окислов металлов.

Фосфор обладает высоким химическим сродством к карбиду кремни . Выход фос0 фора в газовую фазу при восстановлении его карбидом кремни  намного больше, чем при восстановлении антрацитовым штыбом .

Нар ду с увеличением интенсивности

5 восстановлени  при использовании SIC уменьшаетс  выход СО из зоны реакции что позвол ет повысить содержание фосфора в отход щих газах и снизить его содержание в металле.

0Выбор граничных значений предлагаемых компонентов обусловлен следующим. При использовании предлагаемого состава шихты улучшаютс  технико-экономические и термодинамические услови  восстановле5 ни  окислов увеличиваетс  степень восстановлени  окислов металлов, растет выход сплава и уменьшаетс  выход шпака. Температура плавлени  сплава понижаетс . В шлаке убывает содержание цветных металлов и железа, возрастает содержание кремнезема и окислов других трудновосстановимых элементов - магни , алюмини , кальци . Температура плавлени  и в зкость шлака увеличиваютс , а электропроводность падает. Извлечение никел , кобальта и железа в сплав по мере увеличени  расхода восстановител  растет.

Состав продуктов плавки и извлечение металлов в сплав зависит не только от расхода восстановител , но и от содержани  в нем углерода. Антрацитовый штыб содержит в своем составе нз сухую массу до 75% углерода и 4,6-6,5% летучих, что  вл етс  весьма нежелательным, а комплексный кар- бидоугольный материал содержит в своем составе 65-85% углерода, а также карбид кремни  5-30%.

Приведенные данные свидетельствуют о преимуществах комплексного карбидоу- гольного материала по сравнению с антра- цитовым штыбом.

Увеличение содержани  известн ка более 35% повышает содержание окиси кальци  в шлаках, что приводит к снижению температуры металпа и шлака на выпуске, Соответственно уменьшаетс  и температура расплава в самой электропечи, поэтому при производстве ферроникел  количество известн ка в предлагаемом составе шихты нецелесообразно увеличивать выше 35%.

В качестве углеродного восстановител  в предлагаемом составе шихты используетс  антрацитовый штыб Антрацитовый штыб в количестве 3-12% используют дл  полного восстановлени  окислов. При содержа нии антрацитового штыба менее 3% окислы восстанавливаютс  не полностью, а при увеличении его содержани  более 12% резко ухудшаютс  технико-экономические показатели .

Содержание комплексного карбидоу- гольного материала в предлагаемом составе шихты дл  производства ферроникел  должно находитьс  в пределах 0,1-10%. Нижний предел содержани  комплексного карбидоугольного материала в предлагаемом составе шихты обусловлен тем, что введение его в количестве, меньшем 0,1%, недостаточно дл  более полного процесса восстановлени  окислов, а также создани  ванны с высоким удельным электросопротивлением . Введение комплексного карбидоугольного материала в количестве, большем 10%, приводит к тому, что не все компоненты комплексного карбидоугольно- го материала полностью участвуют в процессе восстановлени  окислов. Оставша с  часть компонентов переходит в шлак, что

.

5 10 15

20

25 30

40

45 50 55

п

. о

приводит к повышенному шлакообразованию .

В идентичных лабораторных услови х на печи мощностью 160 кВА проведен сопоставительный анализ по выплавке ферроникел  на шихте предлагаемого состава и известного. Опробовано 10 составов шихты, отличающихс  друг от друга содержанием компонентов.

Составы шихт и результаты лабораторных испытаний приведены в таблице.

Как свидетельствуют результаты испытаний , при использовании 2-го, 3-го и 4-го составов шихт наблюдаетс  наилучшее извлечение Ni и Со в ферроникель и заметное уменьшение содержани  вредных примесей серы и фосфора. При ис/штани х 1-го состава шихты (известного) и запредельных значений предлагаемой шихты (составы 5-10) наблюдаетс  некоторое расстройство технологического процесса электроплавки ферроникел . Технико-экономические показатели процесса не улучшаютс , а в некоторых случа х даже ухудшаютс .

Установлено, что извлечение никел  и кобальта при использовании предлагаемого состава шихты дл  производства ферроникел  в среднем на 1,28% выше по сравнению с применением шихты известного состава.

Таким образом, использование комплексного карбидоугольного материала в качестве восстановител  в предлагаемом составе шихты дл  производства ферроникел  позвол ет увеличить извлечение никел  и кобальта в ферроникель и уменьшить содержание вредных примесей серы и фосфора . о

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Шихта дл  производства ферроникел , содержаща  никельсодержащее сырье, известн к и антрацитовый штыб, отличающа с  тем, что, с целью повышени  извлечени  в сплав никел  и кобальта, уменьшени  загр зненности его вредными примес ми - серой и фосфором, снижени  удельных затрат основных материалов, она дополнительно содержит комплексный кар- бидоугольный материал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Известн к25-30

   Антрацитовый штыб 3-12

   Комплексный карбидоугольный материал0,1-10

   Никельсодержащее

   сырьеОстальное