Получение никелевого файнштейна и огневого никеля

Следующей стадией пирометаллургического обогащения штейна является отделение Ni от Fe с получением файнштейна и конверторных шлаков, обогащенных кобальтом. Это осуществляется продувкой штейна воздухом в конверторе. Для этого используют горизонтальный конвертор.

В процессе конвертирования выжигают Fe и FeS:

6Fe + 3O₂ + 3SiO₂ = 3[2(FeO)^.SiO₂] + 2Q (178)

2FeS + 3O₂ + SiO₂ = 2(FeO)^.SiO₂ +2SO₂ + Q (179)

эти реакции идут последовательно.

По реакции (178) одно и то же количество кислорода образует в 3 раза больше шлака и выделяет в 2 раза больше тепла, чем реакция (179), поэтому именно она поддерживает систему в расплавленном состоянии.

Очень важно определить конец процесса, так как пока есть FeS, окисление никеля идет незначительно, за счет реакции (180):

NiO + FeS = NiS + FeO (180),

поэтому потери Ni со шлаками незначительные. Кобальт по сродству к кислороду находится между Fe и Ni, его потери также незначительные, он концентрируется в файнштейне.

Процесс можно вести двумя способами:

1). Конвертировать не до конца, оставлять ~ 2,5% Fe в файнштейне, тогда кобальт остается также в файнштейне вместе с никелем.

2). Вести полное выжигание железа, тогда кобальт переходит в конверторный шлак. В последние порции шлака переходит 60% Со. Они содержат: 2 – 5% Ni и 0,2 – 0,4% Co.

Выбор процесса зависит от, того будет ли рафинироваться никель. Если рафинирования не будет, т.е. выпускается огневой никель, то кобальт лучше перевести в шлак. Если обязательно рафинирование, то кобальт выгоднее оставить в файнштейне.

Файнштейн – это сплав сульфида никеля с некоторым количеством металлического никеля. Можно ли продувкой никелевого файнштейна получить чистый металл по аналогии с медью:

Cu₂S + 2Cu₂O = 6Cu + SO₂ (181)

Это возможно, если подавать кислородное дутье, а не воздух:

Ni₃S₂ + 4NiO = 7Ni + 2SO₂ (182),

но в промышленности не используют. Используют обжиг файнштейна, а затем восстановительную плавку.

Файнштейн хрупкий, его дробят и обжигают. Обжиг нужно вести осторожно, так как файнштейн легкоплавкий, поэтому обжиг ведут в две стадии:

1). Обжиг в печах кипящего слоя, выжигают серу до 2 – 3%.

2). Обжиг при высоких температурах (1200°С) в барабанных вращающихся печах.

Иногда между ними включают хлорирующий обжиг. Огарок смешивают с сильвинитом (KCl и NaCl), пропускают через барабанную печь и охлаждают. Во аремя этого обжига разлагаются хлориды:

8NaCl + 4SO₂ + 2H₂O + 3O₂ = 4Na₂SO₄ + 2Cl₂ + 4HCl (183)

Хлорирующие агенты действуют на оксиды меди и никеля:

2CuO + 2Cl₂ = 2CuCl₂ + O₂ (184)

2CoO + 2Cl₂ = 2CoCl₂ + O₂ (185)

хлориды реагируют с Na₂SO₄:

CoCl₂ + Na₂SO₄ = 2NaCl + CoSO₄ или NaCl^.2CoSO₄ (186)

В результате этого процесса Cu, Co(Ni) переходят в водорастворимые соли, огарок охлаждают и выщелачивают водой, фильтруют и раствор направляют на получение кобальта. Оставшийся огарок идет на окончательный обжиг.

Восстановительную плавку ведут в электропечах с минимальным количеством флюсов и использованием нефтяного кокса, чтобы меньше загрязнять никель. Таким методом получают огневой никель.

Дата добавления: 2014-11-06; просмотров: 266; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!