Способ переработки окисленных никелькобальтсодержащих материалов Советский патент 1974 года по МПК C22B1/08 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам хлоридвозгоночного обжига окисленных руд. Известен способ переработки окисленных никелькобальтсодержащихматериалов, включающий хлоридвозгоночный обжиг с применением хлористого водорода и сжигание топлива. Предлагаемый способ отличается тем, что сжигание топлива ведут с коэффициентом избытка воздуха, равным 1-2, при рециркуляции хлористого водорода с удельным расходом 0,15-0,35 т/т исходного материала. Это позволяет повысить извлечение никеля, кобальта и селективно отделить их от пустой породы и железа. Теоретические расчеты показали и экспериментальная проверка при 1100°С подтвердила, что реакции гидролиза хлоридов NiCla + H-jO jrNiO + 2HCl(I) CoCla -f HsO j: CoO -f 2HC1 2/3 FeCU-f HjO:: :l/3 Fe,O,-f 2HC1 (III) 1/2 Fed,-f 1/4 FeCU-f I/4Fe304 + 2HCl в присутствии 5-10% паров воды, в газовой фазе должно находиться 40-80% хлористого водорода. Аналогичные данные получены и для элементов пустой породы (Са, Si, Mg, Al). При отсутствии паров будут хлорироваться железо и часть пустой породы. Таким образом, возможно селективное отделение никеля и кобальта при использовании хлористого водорода в количестве, необходимом для подавления гидролиза хлоридов никеля и кобальта, но недостаточном для предотвращения гидролиза хлоридов железа и пустой породы. В табл. 1 приведено минимальное соотношение коицентраций хлористого водорода и паТаблица 1

ров воды в газовой среде, необходимое для подавления гидролиза хлоридов и перевода металлов в виде хлоридов в газовую фазу при 1100°С.

Р1нтенсивное удаление образующихся хлоридов никеля и кобальта при введении процесса в фильтрующем или кипящем слое позволяет снизить-необходимую минимальную концентрацию хлористого водорода при наличии в газах 5-20% паров воды с 7,5-30% до 8-20%. При этом отнощение

концентрация HCI0,4-1,0

0,25-1,0

концентрация НгО

Максимально возможная концентрация хлористого водорода определяется из экономических соображений.

Способ осуществляют следующим образом.

Хлоридвозгоночный обжиг производят при 1000-1150°С в фильтрующем или кипящем слое. В качестве хлорирующего агента используют газообразный хлористый водород, который в ходе работы регенерируют известными способами и возвращают в голову процесса. Газовая фаза представляет собой продукты сгорания топлива (жидкого или газообразного), осуществляемого с коэффициентом избытка воздуха 1,0, и содержит 5-20% паров воды, 1 - 10% кислорода и 8-20% хлористого водорода. Количество хлористого водорода в газовой фазе зависит от концентрации паров воды в дутье. Образующиеся хлоРИДЫ никеля и кобальта возгоняют, очищают от механического уноса и улавливают в системе сухого или мокрого улавливания. В присутствии 5-20% паров воды и кислорода не происходит хлорирования и отгонки железа и пустой породы, благодаря чему осуществляется селективное отделение никеля и кобальта. Степень отгонки никеля составляет 85-95%, кобальта 8,5%. В лабораторном реакторе были проведены

опыты по хлоридвозгоночному обжигу никелькобальтсодержащего сырья. В реактор подавалась газовая смесь, содержащая 10% паров воды, 10% кислорода, хлористый водород и азот. Образующиеся хлориды возгонялись и

собирались в конденсаторе.

Процесс хлоридвозгонки окисленной никелевой руды (охристой) был проведен в фильтрующем слое при отнощении концентраций хлористого водорода и паров воды в газовой фазе 0,8:1,0 и длительности опытов 30 мин. Исходный состав руды и результаты опытов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Степень отгонки Со 85%

В качестве никелькобальтсодержащего промпродукта был взят огарок, полученный при окислительном обжиге медноникелевого промпродукта Норильского горно-металлургического комбината, содержащий 0,2% серы.

Хлоридвозгоночный обжиг проводился в кипящем слое при (НС1) : (П2О) 1,5: 1,0 и температуре опытов 1100°С.

Состав исходного сырья и результаты опытов даны в табл. 3. .

Таблица 3