СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА БОГАТОГО НИКЕЛЕВОГО ШТЕЙНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК C22B23/02 

Настоящее изобретение касается способа и устройства для получения богатого никелевого штейна в комбинации суспензионной плавильной печи и электрической печи.

Обычно богатый никелевый штейн производится из сернистых концентратов следующим образом: сначала концентрат сушится и плавится в суспензионной плавильной печи в никелевый штейн. Полученный таким образом никелевый штейн далее преобразуется в богатый никелевый штейн, в котором объединенное содержание никеля и меди составляет 72-75% по весу, например, в конвертере типа Пирса-Смита. Дополнительно к этому шлак из суспензионной плавильной печи и конвертера очищается в электрической печи, откуда полученный штейн возвращается как загрузка для конвертора. Образующиеся в процессе газы из суспензионной плавильной печи и из конвертера собираются и используются в получении серной кислоты.

Вышеописанный традиционный способ производства богатого никелевого штейна является надежным, был испытан и оправдал себя, но все же имеет ряд недостатков. Такими недостатками являются, например, его высокие инвестиционные затраты. Кроме того, процесс образует два потока разных газов, из которых второй поток газа конвертера при способе продувки, является высоко переменным по количеству, что делает обработку газа и производство серной кислоты дорогими. Использование конвертера также вызывает проблемы, связанные с дымом в рабочем районе, потому что камин конвертера должен смещаться в разных стадиях конвертерного процесса. Далее, процесс требует перемещения расплавленного материала из суспензионной плавильной печи в конвертер, и из конвертера в электрическую печь, а также из электрической печи в конвертер. В силу вышеописанных причин процесс образует большое количество промежуточных продуктов, которые снова вызывают расходы для их обработки, плавки и очистки.

Цель настоящего изобретения состоит в устранении ряда недостатков предшествующего уровня техники и в достижении лучшего и более простого способа получения богатого никелевого штейна, а также устройства, соответствующего для этого способа, в котором недостатки, вызываемые конвертерным процессом, устраняются путем использования комбинации суспензионной плавильной печи и электрической печи в изготовлении богатого никельного штейна. Существенные новые отличия изобретения изложены в пункте 1 приложенной формулы изобретения.

В способе изготовления богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению богатый никельный штейн производится в суспензионной плавильной печи, такой как печь для плавки во взвешенном состоянии. Как результат высокого никельного содержания богатого штейна и высокого кислородного потенциала печи, никельное содержание шлака суспензионной плавильной печи также высокое. Шлак из суспензионной плавильной печи восстанавливается в электрической печи, которая либо отдельная, либо соединена со суспензионной плавильной печью с помощью специального сепарационного элемента. При необходимости, по крайней мере, часть богатого никельного штейна может также подаваться в электрическую печь. Штейн, образованный в электрической печи, по крайней мере, частично возвращается обратно в суспензионную плавильную печь. Возвращенный штейн, который загружается в суспензионную плавильную печь либо как гранулированный, либо как расплавленный, далее восстанавливает шлак из суспензионной плавильной печи и одновременно снижает количество возвращаемого в цикл материала. Таким образом, способ и устройство согласно настоящему изобретению создают возможность устранения использования конвертера, как одной стадии процесса.

Как следствие, способ для получения богатого никельного штейна согласно настоящему изобретению ведет к значительным преимуществам по сравнению с традиционным способом. При использовании гранулированного штейна из электрической печи для загрузки в суспензионную плавильную печь не требуется перемещать расплавленные материалы в способе производства согласно настоящему изобретению, и как результат, дымовые проблемы в рабочей зоне существенно снижаются. Соответственно по существу нет промежуточных продуктов, образующихся в связи с производством богатого никелевого штейна. Далее согласно изобретению образуется только один по существу равномерный газовый поток, что снижает затраты, связанные с производством серной кислоты и обработкой газа.

При применении способа и устройства для получения богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению в новой промышленной установке, пространства и другие средства, необходимые для конвертера, могут быть исключены с самого начала. Это делает промышленную установку более компактной и значительно более дешевой в отношении капитальных затрат по сравнению с предшествующим уровнем техники. Соответственно потребность в рабочей силе снижается благодаря способу производства богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению.

Изготовление богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению может также применяться на существующих промышленных установках, потому, что используемая в способе технология как таковая известна. Но в способе производства богатого никелевого штейна согласно настоящему изобретению соединение оборудования вместе и способ проведения для получения богатого никелевого штейна существенно отличаются от предшествующего уровня техники.

Изобретение поясняется подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, среди которых: фиг. 1 иллюстрация предпочитаемого варианта реализации изобретения при виде сбоку в поперечном сечении, и фиг. 2 иллюстрация другого предпочитаемого варианта реализации изобретения при виде сбоку в поперечном сечении.

Как показано на фиг. 1, в реакционную шахту 2 суспензионной плавильной печи 1 подается окисляющий газ 3, флюс 4, концентрат 5 и штейн 6, образованный в электрической печи, а также колошниковая пыль 7, полученная из системы охлаждения 21 отходящих газов. Газы, образуемые в суспензионной плавильной печи 1, удаляются через вертикальную шахту 8 для обработки газа в системе 21 охлаждения газа. Но шлак 9 из суспензионной плавильной печи 1 и образованный богатый никелевый штейн 10 удаляются из отстойника 11 через разгрузочные люки 19 и 20 соответственно.

Шлак 9 из суспензионной плавильной печи далее транспортируется в электрическую печь 12, где шлак 9 восстанавливается с помощью кокса 13, используемого в качестве восстанавливающего агента. В результате процесса восстановления образуется шлак 14 и металлизированный штейн 15, которые удаляются из электрической печи 12 через разгрузочные люки 16 и 17 соответственно. Металлизированный штейн 15 подвергается гранулированию 18 после удаления из печи. Гранулированный штейн 6 возвращается как исходный материал в суспензионную плавильную печь обратно для производства богатого никелевого штейна.

Как показано на фиг.2, суспензионная плавильная печь 1 и электрическая печь 22 соединены друг с другом таким образом, что установленная между суспензионной плавильной печью 1 и электрической печью 22 перегораживающая стенка 23 препятствует расплавленному богатому никелевому штейну 10, образованному в суспензионной плавильной печи 1, течь в электрическую печь 22, не дает возможность шлаку 9 из суспензионной плавильной печи течь как перелив в электрическую печь. Перегораживающая стенка 23 может быть образована лишь как одна секция, и в этом случае стенка 23 является общей для суспензионной плавильной печи 1 и электрической печи 22, или, например, из двух секций, и в этом случае секции стенки 23, смежные с суспензионной плавильной печью 1 и электрической печью 22, являются отдельными, и между стенками образован соединительный канал 24.

Пример. Способ согласно изобретению был применен в отношении сульфидного концентрата, который содержал 6,9% (вес.) никеля, 1,2% (вес.) меди, 36,3% (вес. ) железа, 26,5% (вес.) серы и 11,5% (вес.) оксида кремния. Концентрат загружался в реакционную шахту печи для плавки во взвешенном состоянии, и на каждую тонну концентрата также подавалось 82 г штейна из электрической печи, 230 кг флюса и 98 кг колошниковой пыли, выделенной из отходящих газов плавильной печи во взвешенном состоянии. Дополнительно к этому загружалось 320 Нм³ окисляющего газа со степенью обогащения кислородом 80% в реакционную шахту на каждую тонну загруженного в ней концентрата.

Продуктом, полученным из отстойника плавильной печи во взвешенном состоянии, был богатый никелевый штейн, содержащий 65% (вес.) никеля, 10% (вес. ) меди и 22% (вес. ) серы. Кроме того, из отстойника плавильной печи во взвешенном состоянии был получен шлак, содержащий 3% (вес.) никеля, 0,6% (вес.) серы и 30% (вес.) оксида кремния.

Шлак из плавильной печи во взвешенном состоянии далее транспортировался в электрическую печь, где шлак восстанавливался с помощью кокса. При восстановлении были получены фаза шлака и фаза металлизированного штейна, которая в связи с удалением из электрической печи была гранулирована и возвращена как исходный материал в плавильную печь во взвешенном состоянии. На основании шлака из электрической печи, который содержал 0,15% (вес.) никеля и 0,17% (вес. ) меди, было отмечено, что в случае способа согласно настоящему изобретению достигнутая скорость возврата никеля, который подавался в концентрат, была 97,9%

Использование: изобретение касается способа и устройства для производства богатого никелевого штейна. Способ согласно изобретению включает в себя следующие стадии: обрабатываемый концентрат вместе с флюсом, возвращаемой в цикл, колошниковой пылью и окисляющим газом подается с суспензионную плавильную печь; в суспензионной плавильной печи образуются шлак и богатый никелевый штейн; по крайней мере, шлак из суспензионной плавильной печи подается в электрическую печь, где он восстанавливается в присутствии восстанавливающего агента, так что в электрической печи образуются шлак и металлизированный штейн; по крайней мере, часть металлизированного штейна из электрической печи возвращается как исходный материал в суспензионную плавильную печь. Устройство для реализации способа согласно изобретению включает в себя суспензионную плавильную печь и электрическую печь. 2 с. и 6 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ производства богатого никелевого штейна, включающий загрузку обрабатываемого концентрата вместе с флюсом, возвращаемой в цикл колошниковой пылью и окисляющим газом, плавку на богатый никелевый штейн и шлак, направление шлака из печи взвешенной плавки в электрическую печь для восстановления в присутствии восстанавивающего агента с получением шлака и металлизованного штейна и гранулирование штейна, отличающийся тем, что часть металлизованного штейна из электрической печи возвращают в печь взвешенной плавки в качестве исходного материала. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть штейна из печи взвешенной плавки подают в электрическую печь. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что штейн гранулируют после электрической печи. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть возвращаемого в печь взвешенной плавки штейна загружают в расплавленном состоянии. 5. Устройство для производства богатого никелевого штейна, содержащее печь взвешенной плавки и электрическую печь, отличающееся тем, что печи размещены отдельно или расположены на одной подине. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что печи, расположенные на одной подине, разделены перегораживающим элементом. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что перегораживающим элементом является перегораживающая стенка. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что перегораживающим элементом является канал.