Способ переработки никельсодержащих отходов легированных сталей и сплавов Советский патент 1975 года по МПК C22B7/00 

1

Изобретение относится к области металлургии и может быть использован при переработке никель содержащих отходов легированных сталей и сплавов.

Известен способ переработки отходов от изгоговления специзделий из высоколегированных сталей и сплавов, полученных после электрохимической и электроимпульсной обработки этих специзделий, при котором отходы плавя со штейном и легкоплавким шлаком для перевода никеля и кобальта в штейн, а части вольфрама, хрома и молибдена - в шлак. Однако наблюдается получение никеля в виде промпродукта (штейна), а не в виде товарного продукта (например, ферроникеля). Кроме того, такие легирующие металлы, как вольфрам, молибден, хром, извлекают,ся в промпродукт (шлак) в недостаточНОЙ степени.

Цель изобретения - более высокое извлечение никеля, кобальта и большей части железа из никельсодержащих отходов легированных сталей и сплавов в товарный ферроникель, а хрома, вольфрама и молибдена - в шлаковый промпродукт (и частично - в возгоны). Для этого плавят отходы при температуре 145(Ы900°С, продувают расплав кислородом или воздухом в течение 15-20 мин и вводят в расплав натрийсодержащие .флюсы (например, соДу) в количестве 0,2-2,0 вес.ч. от веса отходов с последующим сливом образовавшихся шлака и ферроникеля. В процессе плавки и продувки расплава хром, воль|)рам и молибден окисляются и переходят в шлак, а никель, кобальт и часть железа остаются в сплаве, который представляет со30 L

бой товарный ферроникель.

Пример I. Са ружку никель содержащих отходов весом 15 кг,расплавляют в дуговой электропечи мощностью 60 ква. Рабочий .режим печи: напряжение45 в, сила тока до 300 а. Печь футерована хромомагнезитовым кирпичом. Нагрев достигался двумя графитовыми электродами диаметром 75 мм, расположенными наклонно в ванне печи. Стружка расплавляется в течение 40 мин при температуре 1460°С, После расплавления стружки отбирают пробу расплава из печи.

Состав исходного расплава стружки, %: никель 53,89; хром 19,9; вольфрам 6,1; молибден 3,1.

На расплав стружки загружают 8 кг непрокаленной соды, после расплавления соды через силикатовый стержень, погруженный в расплав, продувают расплав кислородом, расход которого регу лируют редуктором. Продувают 15 .мин при отключенной печи. Расход кислорода за время продувки 750 л (50 л/мин). По окончании продувки шлак сливают в изложницы. Первый слив шлака получают весом 9,5 кг с содержанием, foi никель 3,8; хром 26,14; вольфрам 6,05; молибден 2,9.

После первого слива шлака в печь загружают еще 8 кг непрокаленной соды и повторяют операцию расплавления соды и продувку расплава кислородом., По окончании продувки и отстаивания из печи сливают шлак ( слив) и сплав в изложницы.

Вес полученного шлака слива 5,5 кг с содержанием, %: никель 1,02; хром 6,4; вольфрам 4,96; молибден 2,83; Вес полученного сплава (ферроникеля) и,2 кг с содержанием, %: никель 93,51; хром не обнаружен; вольфрам 0,08; молибден 0,12; сера 0,05; углерод 0,02; фосфор 0,02; марганец 0,02. Извлечение никеля в сплав составляет 95, извлечение в шлак хрома вольфрама 96%;молибдена 93.. .

Во время плавки в печи и во время слива продуктов плавкизамеряют темпе-, ратуру оптическим пирометром ОППИР-09. Температура шлака колеблется от 1400 до 1500°С.,

Пример 2. Стружку никельсодержащих i отходов весом 20 кг расплавляют в дуговой электропечи мощностью 60 ква при температуре 1600°С. После расплавления стружки в печь загружают 10 кг непрокаленной соды и 5 кг кварца (с содержанием окиси кремния около 70). Плавку шихты, продувку кислородом, отбор проб и слив продуктов плавки производят аналогично примеру I.

Расход кислорода (за 2 продувки) 2,0 м. Расход соды (непрокаленной) 20 кг, кварцита 10 кг.

Содержание в исходной стружке составляет %: никель 58,4; хром 19,1; вольфрам 7,76; молибден 3,01.

Получают сплав (ферроникель) 14,2 кг с содержанием, fo: никель 79,3; хром 0,30; вольфрам 0,60; молибден 0,42; остальное железо. Извлечение никеля в сплав 96,5;S, а хрома, вольфрама и молибдена в шлаковый продукт более 9С каждого.

Пример 3. В трехтонную 3 электродную дуговую электропечь мощностью 1,8 мгвт загружают 2000 кг чушек отходов легированных сплавов марки BI-I02, 2400 кг соды порошковой, 1200 кг кварцевого песка. После расплавления шихты при 160(-1700°С расплав отходов продувают кислородом в два приема. Время продувки 30 мин. На каждую продувку используют 10 баллонов кислорода

ijj

(60 нм ). Общий расход кислорода на плавку 80 баллонов (120 нм кислорода), общее время продувки I ч,.

60 L

Содержание в исходных отходах (чушках), fo: никель 38,3; железо 45,3; вольфрам 5,50; молибден 2,15; хром 15,4.

В результате плавки получают товарный ферроникель весом 870 кг (ферроникель из печи слит не полностью) состава, % никель 47,32; железо 52,0; хром не обнаружен; молибден 0,19; вольфрам менее 0,2 и 2 слива шлака. . слив

ч

весом 2300 кг состава, %. вольфрам 3,97; молибден 0,55; трехокись хрома 11,4; никель 2,6. слив шлака весом 1420 кг состава, % вольфрам 1,25; молибден 1,10; трехокись хрома 6,2; никель 2,2.

Извлечение никеля в ферроникель около 95, железа около 65)S. Извлечение в шлаковый полупродукт вольфрама хрома молибдена 35.

Ориентиров очные технико экономические расчеты по переработке никель содержащих отходов легированных сплавов (в количестве 3300 т в год при среднем составе отходов, % никель 61,0; хром 17,0; вольфрам 3,2; молибден 3,3) на .ферроникель (товарный) (с извлечением вольфрама, молибдена и хрома в шлаковый

промпродукт) дают годовую прибыль 1,6 млн.руб. в год при переработке отходов с содовыми шлаками.

Формула изобретения

Способ переработки никельсодержащих отходов легированных сталей и сплавов плавлением, отличающийся тем, что, о целью повышения извлечения из отходов (Никеля, кобальта и железа в ферроникель и извлечения хрома, вольфрама и молибдена в шлаковый продукт, плавку никельсодержащих отходов проводят при температуре 1450-1900°С, а полученный расплав продувают кислородсодержащим газом в течение 15-120 мин с добавкой натрийсодержащих флюсов в количестве 0,2-2,0 вес.ч. от веса отходов с последующим сливом образовавшихся шлака и ферроникеля.