Способ извлечения кобальта из конвертерных шлаков Советский патент 1961 года по МПК C22B7/04 C22B5/08 C22B23/02 

Известны два способа извлечения кобальта из конверторных шлаков в процессе получения никеля: смешение конверторного шлака со штейном в отдельном конверторе (промывка) и электроплавка конверторного шлака со штейном в присутствии восстановителя («обеднительная плавка). Суш.ественный недостаток обоих способов состоит в том, что извлечение кобальта из шлака ограничено установившимся равновесием между содержанием кобальта в шлаке и штейне. Возрастание концентрации кобальта в штейне тормозит дальнейший переход в него кобальта из шлака. В силу этого для получения всех конверторных отвальных шлаков требуется многократная их обработка штейном, что значительно усложняет технологический процесс.

Предложенный способ обеднения конверторных шлаков в значительной степени лишен указанных недостатков и повышает выход кобальта.

Отличительная особенность предложенного способа состоит в том, что металлизация штейна осуществляется путем восстановления окислов железа не в шлаке, а в штейне и может быть проведена в отсутствии шлака. Для этого используют явление перехода магнетита из конверторного шлака в штейн, имеющее место при перемешивании шлака со штейном с невысокой степенью металлизации или полностью не металлизированным. Одновременно с накоплением кобальта в штейне осуществляют частичный вывод его из штейна в богатую им металлическую фазу, выкристаллизовывающуюся из штейна.

Процесс состоит в обработке ряда последовательных порций конверторного шлака одним и тем же количеством штейна, причем после каждой из этих операций осуществляют восстановление в штейне магнетита, перешедшего из шлака, до металлического железа. Одновременно в массе штейна может быть создан определенный перепад температуры, при которой в наиболее холодной части штейновой ванны при 1050-1100° будет выпадать обогащенная кобальтом металлическая фаза.

№ 138059-- 2 При обработке каждой порции шлака известное количество сульфидного и металлического железа будет удаляться из штейна за счет реакций с окислами шлака, но одновременно в штейн переходит из шлака некоторое количество магнетита. В результате этого общее содержание железа в штейне и степень его металлизации не только не будут убывать в процессе обработки шлака, но будут несколько повышаться. Вместе с тем рост концентрации кобальта в штейне будет ограничен з связи с выделением части кобальта в твердую металлическую фазу. Несмотря на то, что в эту фазу будет переходить некоторое количество металлического железа из штейна, убыль его будет компенсироваться избытком железа, образующегося при восстановлении магнетита в штейне. Обеспечение в процессе обработки шлака постоянства содержания железа в штейне и степени его металлизации и ограничение роста концентрации в нем кобальта повышают степень обеднения по кобальту большей части конверторного шлака при использовании для этого не больших количеств штейпа (ориентировочно 10-15% от всей массы штейна).

В качестве восстановительного реагента для ведения данного процесса могут быть использованы как твердый углерод, так и углеродсодержаш.ие газы. Агрегат для обработки конверторного шлака в случае использования твердого восстановителя состоит из электропечи,в которой восстанавливают штейн углем или графитом, и из горизонтального вращающегося миксера, в который поочередно за,ливают конверторный шлак, а затем соответствующее количество восстановленного штейна из электропечи. Обогащенный кобальтом штейн из миксера после отделения от него шлака снова заливают в электропечь.

Для обработки конверторных шлаков при металлизации штейна с использованием газообразного восстановителя может быть применен вращающийся миксер типа конвертора.

Предмет изобретения

Способ извлечения кобальта из конверторных шлаков никелевого производства обработкой шлака металлизированным штейном, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода кобальта, обработку исходного кобальтсодержащего расплавленного шлака металлизированным штейном чередуют с восстановлением магнетита в металлизирующем штейне и выводе кобальта в твердую фазу.