Плавка окисленных никелевых руд на штейн — КиберПедия 

Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьше­ния длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Плавка окисленных никелевых руд на штейн

2017-12-12 748
Плавка окисленных никелевых руд на штейн 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

 

Никелевые руды, содержащие 1—1,2% Ni в виде силикатов и алюмосиликатов закиси никеля, перерабатывают на никелевый штейн, содержащий до 20% Ni. В качестве источника серы слу­жат либо пирит FeS2 либо гипс CaSO4.2H2O.

 

Плавку ведут в таких же печах, как и для медного сырья, в восстановительной среде. В печи гипс восста­навливается до сульфида кальция по реакции:

СаSO4 + 4СО = СаS + 4СО2.

 

При плавке с пиритом (его вводят в виде массивного колчедана или в виде отходов углеобога­тительных фабрик) идут реакции:

2FeS2 = 2FeS + S2; 0,5S2 + O2 = SO2.

Далее протекает практически необратимая реакция:

3FeSштейн + 3NiOшлак =Ni3S2 штейн + 3FeOшлак + 0,5S2.

 

Так как процесс идет в восстановительной среде, закись никеля, даже если она остаётся в шлаке, восстанавливается углеродом до металла.

 

 

Обычно содержание никеля в шлаках 0,1—0,2%, главным образом из-за растворенного в шлаке сульфидного никеля и взвешенных тонкодисперсных корольков штейна.

 

FeOшлак + CaS = FeSштейн + CaOшлак,

 

3NiOшлак + 3CaS = Ni3S2 штейн + 2CaOшлак+ 0,5S2.

 

Константа равновесия первой реакции при 1400° С k= 104,5, из чего следует, что вся закись железа FеО может быть переведена в сульфид железа с помощью СаS, или при избытке FеО остаток СаS будет практически отсутствовать. Для второй реакции k еще больше.

Однако закись никеля сульфидируется, главным образом сернистым железом, получаемым по первой реакции. Никелевый штейн содержит обычно 15—20% Ni. Его можно продуть воздухом в конвертере и полу­чить чистый никелевый сульфид — файнштейн.

 

 

Конвертирование никелевого штейна, так же как и медного, осуще­ствляется с добавкой в конвертер кварцевого флюса для ошлаковывания железа. При продувке воздуха штейн (сульфиды и содер­жащиеся в нем железо и никель) частично окисляется, но закись никеля тут же вступает в реакцию с сульфидом железа, переводящим никель в сульфидную фазу (файнштейн). Продувку ведут до тех пор, пока не получится суль­фид никеля с примесью металлического никеля. Конвер­терный шлак, содержащий повышенное количество никеля (до 4%), направляют на специальный обеднительный передел в конвер­теры или электропечи.

 

Файншейн напрявляют на восстановительную плавку с нефтекоксом, не содержащим серу, и получают черновой никель, пригодгый для выплавки ферроникеля и электролитического рафинирования, а шлак, содержащий кобальт, направляют в кобальтовое отделение.

 

(В конверторах с продувкой кислорода черновой никель в принципе можно получить, но при температурах более 1500оС. Термодинамика такая!)

 

Производство важнейших тяжёлых цветных металлов пирометаллургическими способами

 

К пирометаллургическим относят процессы, идущие при повышенных температурах: сушка, различные виды обжига (хлорирующий, сульфатизирующий, окислительный, восстановительный и др.), спекание и сплавление компонентов шихты, различные виды плавок (рафинировочная, плавки на штейн и шлак и др.), металлотермия. К ним относят также "хлорную металлургию" (производство циркония, титана, тантала и ниобия) и электролиз в расплавах (производство алюминия и магния).

 

МЕДЬ

В 1997 г. суммарное мировое производство рафинированной меди составило 13,6 млн. т, в том числе ~2 млн. т (14,6%) из вторичного сырья. Четыре крупнейшие страны-продуцента: США, Чили, Япония и Китай – обеспечили 51,8% мирового производства рафинированной меди из первичного и вторичного сырья, а страны, вошедшие в первую десятку продуцентов, – 74,4%.

 

Основные страны производители меди по данным за 1997 г. (тыс. т)

  Рафинированной меди Черновой меди Меди в концентратах
США 2452,4 1720,9  
Чили 2116,6 1389,6  
Япония 1278,7 1350,4 0,9
Китай 1179,4   495,5
Германия 673,6 349,1 -
Россия      
Канада 560,3 626,5  
Польша 440,6   414,7
Бельгия и Люксенбург   142,5 -
Перу 384,1 326,4  
Замбия 338,4 315,8 352,9
Казахстан 302,5 327,4 316,2
Мексика     393,1

 

В России в 2002 г. произведено более 800 тыс. т рафинированной меди, из которой 450 тыс. т приходится на «Норильский никель» и 320 на УГМК.

Бóльшую часть меди получают из сульфидных медных (медно-никелевых, медно-цинковых) руд.

В России около 70% всей меди производится из медно-никелевых сульфидных руд (Норильск, Кольский полуостров), 22,6% из медно-колчедановых (медных и медно-цинковых руд), остальная – из других типов руд.

 

 

Переработка сульфидных медных концентратов с получением катодной меди в самом общем виде состоит из следующих стадий:

· автогенная плавка (концентрата или огарка) на штейн (сплав сульфидов меди и железа)

во взвешенном состоянии или в расплаве;

· конвертирование штейна (продувка кислородом) с получением черновой меди;

· окислительное (анодное) рафинирование черновой меди;

· электролитическое рафинирование анодной меди.

 

Основное оборудование для пирометаллургического производства меди

 

Плавка во взвешенном состоянии отличается от плавки в расплаве тем, что нагрев, окисление и расплавление шихтовых компонентов протекает в газошихтовом факеле.

 

 

 

 

C + O2 → CO2 + Q;

CuFeS2 + O2 → Cu2S + FeS + SO2;

Cu2S + FeS + O2 → Cu2S + FeO + SO2;

Cu2S + FeS + O2 + SiO2 → Cu2S + (FeO)2SiO2 + SO2;

Cu2S + O2 → Cu + SO2

 

Достоинства автогенных технологий по сравнению с традиционными процессами плавки (отражательной и электроплавкой):

сокращение расходов топлива;

стабилизация потоков и сокращение объёмов отходящих газов и повышение концентрации в них SO2, что дает возможность утилизировать эти газы с минимальными затратами. За счет этого объём выбросов SO2 резко сокращается;

высокая удельная производительность;

возможность регулировать состав штейна и получать в процессе плавки концентратов богатые штейны.

 

 


Поделиться с друзьями:

Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...

Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.017 с.