ва.
Плавка на феронікель відноситься до відновним процесам і здійснюється руднотермічних печах. Головними перевагами цієї плавки є можливість переробки руд з тугоплавкої магнезіально - силікатної порожньою породою, досягнення досить високого вилучення металів, невелика витрата палива і більш висока комплексність використання сировини.
Технологічна схема плавки окислених нікелевих руд на феронікель предуcматрівает попередній процес агломерації руди або процес сушіння і прокалки окисленої нікелевої руди в трубчастих обертових печах. Процес прокалки нерідко поєднують з попередніми відновленням руди. Сушка забезпечує видалення гігроскопічної вологи, а прогартовує видалення конституційної вологи і часткове відновлення руди. Сушка і часткове відновлення оксидів руди значно знижують витрату електричної енергії при подальшій плавці руди в електропечі. Недогарок, нагрітий до 700- 900 о С, надходить на плавку в Руднотермічних піч. Як відновлювача плавки використовують коксову дрібниця крупністю 10-35 мм. Витрата коксу становить 3-4% від маси руди.
У процесі плавки оксид нікелю відновлюється по реакції:
NiO + C=Ni + CO (2.40)
Одночасно з нікелем відновлюються кобальт, залізо, хром і кремній:
Fe 2 O 3 + C=2Fe + 3CO (2.41) + C=Co + CO (2.42) 2 + 2C=Si + 2CO (2.43)
Сr 2 O 3 + 3C=2Cr + 3CO (2.44)
У результаті плавки отримують феронікель, забруднене в основному кремнієм, хромом та вуглецем. У процесі плавки феронікель забруднюється також сіркою і фосфором.
Хром надходить у піч з окисленої нікелевої рудою, в якій присутня у вигляді оксиду хрому. Сірка вводиться в електропіч, як з вихідною рудою, так і з відновником, а фосфор переважно вводиться в процес разом з рудою.
Витяг нікелю в феронікель становить 90-95%, а кобальту 85-90%.
Ферроникель, отриманий в електропечі містить 4-20% Ni, до 10% Si, до 3% Cr, до 1,5% С, 0,4% S, 0,3% P.
Оскільки феронікель, забруднений хромом, сіркою, кремнієм, фосфором і вуглецем, то він піддається рафінуванню.
Очищення від сірки виробляється наведенням на розплавлений феронікель вапняно-глиноземистого шлаку, що містить 53% СаО і 47% Al 2 O 3. Очищення феронікелю від сірки проводиться за рахунок хімічної реакції:
(CaO) + [FeS]=(CaS) + (FeO) (2.45)
В якості регента для видалення сірки з феронікелю може бути використана сода, яка переводить сірку в шлак по реакції:
Na 2 CO 3 + [FeS] + [C]=(Na 2 S) + [Fe] + CO + CO 2 (2.46)
Утворені в результаті реакцій сульфіди CaS і Na 2 S нерозчинні у металевій фазі і переходять в шлак.
Видалення інших домішок з феронікелю здійснюється в конверторі, де рідкий феронікель продувається чистим киснем. Для рафінування використовується так званий дуплекс - процес, що передбачає продувку феронікелю до двох конверторах.
Спочатку продування феронікелю здійснюється в конверторі з кислою (динасового) футеровкою. Тут відбувається видалення таких домішок як Si, Cr і С за рахунок протікання реакцій, які володіють більшою спорідненістю до кисню, ніж залізо:
[Si] + O 2=(SiO 2) (2.47)
[Cr] + 1,5O 2=(Cr 2 O 3) (2.48)
[C] + 0,5O 2=CO (2.49)
Окислення домішок можливо також оксидом заліза, що містяться в шлаку, а також киснем, розчиненим у металевій фазі:
[Si] +2 (FeO)=2 [Fe] + (SiO 2) (2.50)
[Cr] + 3 (FeO)=(Cr 2 O 3) + 3 [Fe] (2.51)
[C] + [O]=CO (2.52)
Остання реакція протікає в об'ємі ванни і має велике значення для дегазації сплаву.
Шлаки, що виходять в процесі кислої продувки, мають наступний склад; Ni - 0,07%, SiO 2 - 34-51%, FeO - 22-40%, Fe 2 O 3 - 4,5-13%, Cr 2 O 3 - 1,5-10%.
Друга стадія процесу рафінування здійснюється в конверторі з основною футеровкою. На цій стадії здійснюється очищення феронікелю від фосфору і остаточне очищення від сірки.
ошлакования фосфору протікає по хімічної реакції:
2 [P] + 5 (FeO) + (CaO)=Ca 2 (PO 4) 3 + 5 [Fe] (2.53)
Остаточна очищення від сірки протікає по реакції (2.45).
Шлак від продувки феронікелю в конверторі з основною футеровкою має наступний складу; Ni - 0,2-0,3%, Co - 0,02-0,08%, Fe - 30-50%, CaO - 20-30%.
Витяг нікелю і кобальту в п...
