Металлургический способ получения ферроникеля путем доменной плавки оксидно-никелевой руды, не содержащей кристаллизационную воду

(51) 21 5/02 (2009.01) 21 3/02 (2009.01) 22 С 38/08 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ просеивание сырой руды, приготовление из рудного порошка спеченных рудных агломератов, смешение спеченных рудных агломератов, кокса, негашеной извести/известняка, доломита и флюорита и выплавка данной смеси в доменной печи. Массовое содержание добавок в агломератах следующее 0,38 флюорита, 08 доломита, 435 негашеной извести/известняка. В отличие от ранее известных данных из уровня техники, содержание флюорита в агломератах обожженной руды в плавильном процессе в соответствии с настоящим изобретением может ослабить влияние хрома на температуру доменной печи, и избежать аварий,таких как прогар тигля по причине слишком высокого содержания флюорита. Содержащийся в доломите магний способен решить проблему плохой текучести расплавленного чугуна, связанную с наличием хрома в никелево-хромовых рудах. Известняк может не только обеспечить необходимую щелочность, но также способен уравновесить обе вышеуказанные добавки. Металлургический способ доменной плавки в соответствии с настоящим изобретением обладает такими преимуществами, как низкая себестоимость и высокий коэффициент извлечения сырья.(74) Болотов Юрий Альбертович Кульжамбекова Сауле Даниаровна Шатрова Елена Геннадьевна Бутабаева Джаннета Жалоловна(54) МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОНИКЕЛЯ ПУТЕМ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ОКСИДНОНИКЕЛЕВОЙ РУДЫ, НЕ СОДЕРЖАЩЕЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИОННУЮ ВОДУ(57) Настоящее изобретение относится к металлургическому способу получения ферроникеля путем доменной плавки оксидно-никелевой руды, не содержащей кристаллизационную воду, который включает следующие этапы дробление и 22955 Настоящее изобретение относится к способу доменной плавки,в частности к металлургическому способу получения ферроникеля путем доменной плавки оксидноникелевой руды,не содержащей кристаллизационную воду. Повсеместное широкое применение нержавеющей и специальной стали приводит к дефициту поставок и быстрому росту цен на никель, который является основным компонентом в изготовлении нержавеющей и специальной стали. В соответствии со сложившейся технологией металлический никель, в основном, извлекают из сульфидно-никелевой руды, содержащей около 30 всех земных запасов никеля. Однако в настоящее время ощущается нехватка данных запасов после непрерывной их разработки в течение почти столетия. В связи с этим в настоящее время все больше уделяется внимание извлечению никеля из латеритных никелевых руд (оксидноникелевые руды), которые содержат примерно 70 всех земных запасов никеля. Основной причиной,по которой никель до сих пор не извлекался в больших количествах из этих руд, является высокая себестоимость его извлечения из таких минеральных ресурсов, сложность технологии,низкий выход и высокая степень загрязнения. В настоящее время выплавка богатых латеритных никелевых руд (содержание никеля более 2,0) обычно осуществляется в рудовосстановительных(для плавки сырой руды) печах. Однако этот способ имеет много недостатков, таких как высокое потребление энергии,сильное загрязнение окружающей среды и низкий выход промежуточной продукции. В случае бедных латеритных никелевых руд (с низким содержанием никеля) обычно применяют гидрометаллургические методы,а именно сернокислое выщелачивание, т.е. превращение твердых оксида никеля, хрома, железа и т.п.,содержащихся в латеритной никелевой руде, в смешанный раствор жидких сульфатов никеля,хрома, железаи т.п. с последующим отделением сульфата никеля, получая тем самым посредством электролиза металлический никель с выходом 12 от общего объема, при этом все остальные компоненты уходят в отходы. Используемое в данной технологии оборудование требует крупных одноразовых вложений, сам процесс является сложным, длительным и сильно загрязняет окружающую среду. Доменная плавка также может использоваться, однако поскольку в латеритной никелевой руде обычно присутствует оксид хрома СГ 2 О 3, то его очень высокая точка плавления может приводить к сильной вязкости расплавленного чугуна так, что расплавленный чугун, содержащий никель и хром, не может течь нормальным образом, что приводит к таким серьезным последствиям как заморозка печи или повреждение печи. Многие компании и исследовательские институты в стране и за рубежом на протяжение длительного времени занимаются изучением технологии, с помощью 2 которой ферроникель можно было бы получать посредством доменной плавки латеритной никелевой руды в одну стадию. Однако по сей день отсутствуют сообщения об успехах. Следовательно, эту злободневную проблему предстоит решить для нахождения промышленного способа выплавки ферроникеля непосредственно из латеритной никелевой руды, который бы характеризовался высокой эффективностью,низким потреблением энергии, высоким выходом,низкой себестоимостью и отсутствием загрязнений или незначительным их уровнем. Известен металлургический способ получения ферроникеля из оксидно-никелевой руды,выбранный в качестве наиболее близкого аналога(Патент Российской Федерации 2132400, МПК С 22 В 23/02, публ. 27.06.1999 г.). Он включает агломерацию с получением спеченных рудных агломератов и доменную плавку агломератов в смеси с коксом и подачей воздушного дутья, для получения ферроникеля. Агломераты производят с основностью (СаО) /02 0,6 - 1,2 и соотношением /60 - 120, а воздушное дуть подают в количестве 1,5 - 2,5 объма печи в 1 мин и давление в печи поддерживают в пределах 1,0 2,5 атм. Известный способ недостаточно эффективен. Для решения вышеозначенной проблемы настоящее изобретение предусматривает металлургический способ получения ферроникеля путем доменной плавки оксидно-никелевой руды,не содержащей кристаллизационную воду в одну стадию. Воплощение изобретения достигается следующим техническим решением. Изобретение предусматривает металлургический способ получения ферроникеля путем доменной плавки оксидно-никелевой руды,не содержащей кристаллизационную воду, который состоит из следующих этапов- дробление и просеивание сырой руды,причем в качестве сырья для доменной плавки используют куски сырой руды с размером частиц 10-60 мм смешивание исходного рудного порошка с размером частиц менее 10 мм с порошком кокса,негашеной известью/известняком с последующим обжигом для получения спеченных рудных агломератов- дробление и просеивание спеченных рудных агломератов, причем в качестве сырья для доменной плавки используются спеченные рудные агломераты с размером частиц 10-50 мм, и спекание рудного порошка с размером частиц менее 10 мм смешивание спеченных рудных агломератов,кусков сырой руды,кокса,известняка/негашеной извести,доломита и флюорита и доменная плавка с целью получения ферроникеля, при этом содержание добавок в спеченной руде следующее, мас. флюорит 0,3-8 доломит 08 4 35. Причем куски сырой руды можно не добавлять в качестве металлургического сырья на стадии плавления. При этом содержание основных компонентов оксидно-никелевой руды следующее, мас. никель 0,5-4,5 хром 0,3-12 железо 38-55. Предпочтительно, содержание добавок в обожженной руде следующее, мас. флюорит 0,3-5 доломит 0,5-5 известняк/негашеная известь 8-15. При этом содержание СаО в известняке превышает 50, тогда как содержание СаО в негашеной извести превышает 80 содержаниев доломите превышает 10, а содержание Сар 2 в флюорите выше, чем 80. По сравнению с известным уровнем техники температура печи может достигать 1700 С в обычной технологии плавления в доменной печи. Хром в оксидно-никелевой руде присутствует в основном в форме СггОз, точка плавления которого приближается к 2300 С. Соответственно,степень восстановления хрома из оксидноникелевой руды ограничена вследствие плохой текучести полученного расплавленного чугуна, что способствует возникновению такого явления как заморозка печи, и даже приводит к авариям. В металлургическом способе получения ферроникеля посредством плавки никелево-хромовой железной руды в соответствии с настоящим изобретением,добавление флюорита может эффективно ослабить влияние хрома на температуру печи и повысить текучесть расплавленного чугуна. Тем временем,поскольку в соответствии с настоящим изобретением флюорит добавляется в строго рассчитанном количестве,можно успешно избежать таких аварий как прогар тигля из-за слишком большого количества флюорита. Между тем, в металлургическом способе по настоящему изобретению, содержащийся в доломите магний также может быть полезным для решения проблемы плохой текучести расплавленного чугуна, вызванной присутствием хрома в никелевохромовых рудах. Известняк может не только обеспечить необходимую щелочность, но также способен уравновесить две вышеуказанные добавки. Металлургический способ одностадийной доменной плавки, предусмотренный настоящим изобретением,характеризуется небольшой длительностью технологического процесса,высокой производительностью непрерывного производства, полным извлечением никеля, хрома и железа из латеритной никелевой руды, высоким коэффициентом использования природного сырья. Получаемый после плавки шлак является отличным сырьем для производства бетона. За исключением выброса определенного объема СО 2, отсутствуют какие-либо другие твердые или жидкие отходы и загрязняющие вещества. Кроме того, металлургическая технология доменной плавки, предусмотренная настоящим изобретением,обладает определенными преимуществами, такими, например, как низкая себестоимость. Предусмотренная в настоящем изобретении доменная печь потребляет 150-200 киловатт-часов на тонну чугуна, в то время как обычная технология плавки руды требует 20004000 киловатт-часов и 0,5 тонны кокса на тонну чугуна. Например, такие производственные факторы как высокий выход, в частности, средний выход доменной печи,выше,чем у рудовосстановительной печи, низкий уровень загрязнения,пыли,высокий коэффициент извлечения сырья, который, соответственно,составляет 97-98 для железа, 99 для никеля и 40-50 для хрома. Далее настоящее изобретение поясняется и описывается в соответствии с примерами,приведенными ниже. Данные примеры не ограничивают возможности настоящего изобретения, а все модификации и изменения основываются на сущности настоящего изобретения не выходят за его рамки. В соответствии со способом получения ферроникеля по настоящему изобретению осуществляют следующие действия- дробление и просеивание сырой руды,причем в качестве сырья для доменной плавки используются куски сырой руды с размером частиц 10-60 мм смешивание сырья из рудного порошка с размером частиц менее 10 мм с порошком кокса,негашеной известью/известняком с последующим спеканием(агломерацией) для получения спеченных рудных агломератов- дробление и просеивание спеченных рудных агломератов, причем в качестве сырья для доменной плавки используются частицы спеченных рудных агломератов с размером 10-50 мм, и повторное спекание рудного порошка с размером частиц менее 10 мм- смешивание спеченных рудных агломератов руды, кусков сырой руды, кокса,негашеной извести/известняка,доломита и флюорита и доменная плавка с целью получения ферроникеля. Спеченную руду и другое сырье можно смешивать и плавить при этом спеченную руду и сырую руду можно смешивать в любых соотношениях. В общем количестве при использовании сырой руды соотношение рудной породы к коксу составляет 1,9-2,11, при использовании спеченной руды соотношение рудной породы к коксу составляет 2,2-2,41. Основные компоненты никелево-хромовой железной руды, а также их содержание (мас.) приведены ниже ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Металлургический способ получения ферроникеля из оксидно-никелевой руды,включающий агломерацию с получением спеченных рудных агломератов и доменную плавку для получения ферроникеля, отличающийся тем,что используют оксидно- никелевую руду, не содержащую кристаллизационную воду, сырую руду дробят и просеивают, причм сырь из рудного порошка размером частиц менее, чем 10 мм смешивают с порошком кокса, негашеной известью/известняком с последующей агломерацией для получения спеченных рудных агломератов, дробят и просеивают спеченные рудные агломераты, причем в качестве сырья для доменной плавки используют спеченные рудные агломераты с размером частиц 10-50 мм, а рудный порошок с размером частиц менее 10 мм агломерируют снова, смешивают спеченные рудные агломераты, кокс, известняк/негашеную известь и флюорит и осуществляют доменную плавку, при этом содержание добавок в спеченной руде следующее, мас. флюорит 0,38 известняк/негашеная известь 435. 2. Металлургический способ по п.1,отличающийся тем, что при подготовке сырья для доменной плавки добавляют доломит в количестве до 8 мас 3. Металлургический способ по п.1 или 2,отличающийся тем, что содержание основных компонентов в оксидно-никелевой руде следующее, мас. никель 0,5-4,5 хром 0,3-12 железо 38-55 4. Металлургический способ по п.1 или 2,отличающийся тем, что при подготовке сырья для доменной плавки добавляют куски сырой руды с размером частиц 10-60 мм, полученные при просеивании дробленной сырой руды. 5. Металлургический способ п.2 или 4,отличающийся тем, что предпочтительное содержание добавок в спеченной руде следующее,мас. флюорит 0,35 доломит 0,55 известняк/негашеная известь 815 6. Металлургический способ по любому из пп.1, 2 или 4, отличающийся тем, что содержание СаО в известняке выше, чем 50, тогда как содержание СаО в негашеной извести выше, чем 80. 7. Металлургический способ по п.2 или 4,отличающийся тем, что содержаниев доломите выше, чем 10. Металлургический способ по любому из пп.1, 2 или 4, отличающийся тем, что содержание 2 в флюорите более, чем 80.