Конвертирование никелевых штейнов
Никелевые штейны состоят почти полностью из никеля, кобальта и железа в форме сульфидов или свободных металлов. Цель процесса конвертирования - получить никелевый файнштейн за счет окисления железа и серы, связанной с ним. При этом одновременно ставится задача максимального окисления кобальта и перевода его в конвертерный шлак. Необходимость извлечения кобальта в конвертерный шлак обусловлена тем, что если его не отделить от никеля на этой стадии технологии, то он весь перейдет в огневой никель, являющийся товарным продуктом, и будет потерян. Получение кобальта как самостоятельного товарного продукта в этом случае становится невозможным.
Присутствующие в никелевых штейнах металлы имеют различную химическую активность. Их сродство к кислороду убывает в ряду Fe - Co - Ni. Следовательно, при продувке штейна в конвертере в присутствии кварцевого флюса в первую очередь будут окисляться и ошлаковываться свободное железо и его сульфид:
6 Fe + 3 О2 + 3 SiO2 = 3 (2 FeO • SiO2) + 1876000 кДж
2 FeS + 3 О2 + SiO2 = 2 FeO • SiO2 + 2 SO2 + 937940 кДж
Установлено, что реакция окисления сульфида начинается только после окисления большей части свободного железа. Из реакций следует, что на одинаковый объем вдуваемого в конвертер кислорода на первой стадии выделяется почти в два раза больше тепла, требуется в три раза больше кварцевого флюса и образуется в три раза больше конвертерного шлака. Из-за отсутствия серы газы получаются бесцветными. Особенности первой стадии процесса учитывают на практике и используют для попутной переработки значительных количеств холодных материалов, включая оборотные продукты и никельсодержащие лом и отходы (вторичное сырье).
|
|
|
Окисление кобальта ускоряется по мере удаления из расплава железа. Особенно интенсивно оно идет в конце процесса конвертирования, и конвертерные шлаки последних сливов будут всегда богаче кобальтом. Для конвертирования никелевых штейнов используют горизонтальные конвертеры емкостью 20 и 30 т. Продукты процесса - никелевый файнштейн, конвертерный шлак и сернистые газы. Никелевый файнштейн содержит, %: 76-78 Ni; 19-21 S; 0,2-0,4 Fe; 0,3-0,5 Со и до 2 Cu. Более полное удаление железа и кобальта на стадии конвертирования нецелесообразно, так как это приведет к началу интенсивного окисления никеля и увеличению его перехода в шлак.
Состав конвертерных шлаков следующий, %: 0,7-1,2 Ni; 6,2-0,5 Со; 27-30 SiO2; 49-53 Fe; до 3,0 MgO. Такие шлаки в настоящее время обязательно обедняются методом перемешивания с бедным штейном в специальных конвертерах или электропечным способом. В результате обеднения конвертерных шлаков получают отвальные шлаки, содержащие 0,14 % Ni и 0,05 % Со, и кобальтовый штейн (автоклавную массу), который содержит 4-5 % Со и 24-30 % Ni. Штейн направляют в кобальтовое производство для извлечения кобальта и никеля.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 387; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!