Шихта для выплавки чернового ферроникеля

(51 ИС Е Е К ПАТЕНТУ ВОГО ллургии окисленсть изосостав, ,0 - 84,5, 5,0, вос- водстваВизобретения к производ- элементаркорольков я и кальция, для оксидов ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленно- СТИ(56) Грань Н.И. и др. Электроплавка окисленных никелевых руд. М.: Металлургия, 1971, с. 55 - 96.Технологическая инструкция Побужского никелевого завода ТИ-86 ЭПУ, 1986. Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве ферроникеля из окисленных железоникелевых руд.Производство ферроникеля из окисленных железоникелевых руд характеризуется низкой степенью извлечения никеля и особенно железа. Выход шлаков от состава шихты составляет 80-90 О, в которых содержится 8 - 10 О железа. 0,05 - 0,06 никеля.Особенностью плавки таких руд в электропечах является необходимость насыщения чернового металла кремнием для предотвращения растворения углеграфитовый футеровки и обеспечения нормального теплового режима рафинирования чернового ферроникеля.Обеспечения достаточного содержания кремния в черновом ферроникеле 3 - 3,5 достигается эа счет увеличения удельного расхода электроэнергии,(54) ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧЕРНФЕРРОНИКЕЛЯ(57) Использование: в цветной метапри производстве ферроникеля изных железоникелевых руд. Сущнобретения: шихта имеет следующиймас.о: железоникелевая руда 60кальцийсодержащий флюс 10,0-2становитель 5,0 - 10,0 шлак произферросилиция 0,5 - 5,0, 2 табл. Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и сокращение потерь железа и никеля.Поставленная цель достигается тем, что известная шихта, включающая окисленную железоникелевую руду, кальцийсодержащий флюс и восстановитель, дополнительно содержит шлак производства ферросилиция при следующем соотношении ингредиентов, мас.: железоникелевая руда 60,0-84,5; кальцийсодержащий флюс 10- 25,0; восстановитель 5,0 - 10.0; шлак произ. водства ферросилиция 0,5 - 5,0. Сущность предлагаемого заключается в следующем; шл ства ферросилиция содержит ный кремний в виде ферросилиция, карбиды кремн являющиеся высокоактивными никеля и железа.Взаимодействие укаэанных элементовпроисходит как в твердой фазе в откосахшихты в печи, так ипри контакте жидкогорасплава с откосом шихты.Твердофазное и жидкофазное взаимодействие составляющих шлак производстваферросилиция с оксидной частью шихтыпроисходит,с, эюеотермическим эффектомпо уравнениям.:+ 3902+ 0 (2)39+ 2 Ге 20 з = 4 Ге+ 3902+ ц (3)9 С+2 Ге 20 з=2 Ре+ 902+ СО + О (4)9 С + М 320 з = гй 3 + 902 + СО + 0 (5)Образующаяся в результате взаимодействия по уравнениям 4 и 5 газовая фазабарботирует шлаковый расплав восстанавливая оксиды железа и никеля:РеО+ СО = Ге+ СО 2 (6)йЮ+ СО=%+ С 02 (7)Экзотермическое тепло образующеесяйо уравнениям 1 - 5 способствует снижениюрасхода электроэнергии на плавку.Кроме того, непрореагировавшие корольки ферросилиция и элементарногокремния растворяются в черновом ферро никеле вызывая побочный эффект - тормозят взаимодействие черновогоферроникеля с углеграфитовой футеровкойпечи,Известно, что растворимость углерода вферроникеле ограничивается содержаниемв нем кремния. Чем выше содержание кремния в черновом ферроникеле тем меньшесодержание углерода, Это остается справедливым при содержании кремния в черновом ферроникеле от О до 6. Добавка шлакапроизводства ферросилиция в шихту менее1 ф не обеспечивает значительного снижения расхода электроэнергии и существенного снижения содержания железа и никеля вшлаке, Повышение расхода шлака производства ферросилиция более 8 нецелесообразно, так как беэ существенногоувеличения извлечения никеля приводит кувеличению непроизводительных затрат,кроме того не исключается возможностьвспенивания расплава, что приведет к технологическим осложнениям,В исследованной научно-технической и патентной литературе аналогов шихты со сходными признаками не обнаружено, В связи с этим предлагаемое техническое решение обладает новизной и существенными отличительными признаками.Существенными являются следующиепризнаки:0,3 0,5 2,5 5,0- введение в состав шихты для выплавки чернового ферроникеля шлака производства ферросилиция;- пределы соотношения ингредиентов.П р и м е р 1, В лабораторных условияхв алундовых тиглях плавили восстановленную шихту, состоящую иэ окисленной железоникелевой руды, известняка ивосстановителя при соотношении ингреди ентов,;:Окисленная железоникелеваяруда 73,0Известняк 20,0Восстановитель 7,0 15 Сравнительный опыт, по прототипу, азатем вводили дополнительно шлак производства ферросилиция,Исследовали следующие составы шихты:20 Шихта 2Окисленная железоникелеваяруда 72,7Известняк 20,0Восстановитель 7,0Шлак производстваферросилицияШихта 3Окисленная желеэоникелеваяруда 72,5 30 Известняк 20,0Восстановитель ф . 7,0Шлак производстваферросилицияШихта 435 Окисленная желеэоникелеваяруда 68,0Известняк 20,0Восстановитель 7,0Шлак производства40 ,ферросилицияШихта 5Окисленная железоникелеваяруда 68,0Известняк го,о 45 Восстановитель 7,0Шлак производстваферросилицияШихта 6Окисленная железоникелевая 50 руда 67,0Известняк 20,0Восстановитель 7,0Шлак производстваферросилиция 6,0Укаэанные составы шихты плавили притемпературе 1723 К. После охлаждения расплава продукты плавки взвешивали и анализировали. По результатам взвешивания ианализов рассчитывали извлечение никеляи железа.1836482 Таблица 1 Результаты лабораторных исследований представлены в таблице, Результаты лабораторных исследований по плавке шихты для производства чернового ферроникеля:Как видно из данных табл. 1, оптималь ный расход шлака производства ферросилиция находится в интервале 0,5-5,0 от массы железоникелевой руды шихта (3 - 6), Шихта 2 расход шлака производства ферросилиция 0,3 не удовлетворяет условиям 10 поставленной задачи. Не достигается значительного повышения извлечения никеля и железа, а шихта 6 не удовлетворяет так как происходит вспенивание расплава.На Побожском никелевом заводе были 15 проведены промышленные испытания предлагаемой шихты в течение 15 суток. В руднотермической печи плавили шихту:Окисленная железоникелеваяруда 69,0 20 Известняк 20,0 Восстановитель 7,0 Шлак производстваферросилиция 4,0Получен черновой ферроникель со сред нем содержанием кремния 3,5 и отвальный шлак со средневзвешенным содержанием никеля 0,012 фи железа - 6.0, Удельный расход электроэнергии на тонну окисленной железоникелевой руды 30 составил 900 кВтч/т при нормативном удельном расходе 980 кВт/т. Таким образом предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества:позволяет значительно на 50-80 кВтч/т снизить удельный расход электроэнергии;повышается извлечение никеля в товарный (черновой) ферроникель на 5,1 абс.,ф;повышается извлечение железа из руды на 26,6 абс,.Кроме того, за счет поддержания стабильного уровня содержания кремния в черновом ферроникеле повышается стойкость углеграфитовой футеровки руднотермических печей, а также повышается стабильность процесса рафинирования чернового ферроникеля вконвертерах (см. табл, 2).Формула изобретения Шихта для выплавки чернового ферроникеля, содержащая окисленную железо- никелевую руду, кальцийсодержащий флюс и восстановитель, отл ича ю ща яся тем, что, с целью снижения потерь никеля и железа и сокращения расхода электроэнергии, она дополнительно содержит шлак производства ферросилиция при следующем со" отношении ингредиентов, мас,ф,:Железо-никелеваяруда 60,0 - 84,5 Кальцийсодержащийфлюс 10,0-25,0 Восстановитель 5,0 - 10,0 Шлак производстваферросилиция 0,5-5,01836482 Таблица 2 Составитель И,АбрамТехред М.Моргентая дактор С,Кулакова Корректо уш аказ 3011 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ТС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10