ах глибоке видалення сірки неможливо. З цієї причини окислювальний випал файнштейна проводиться у дві стадії.
Низькотемпературна стадія випалу здійснюється в печах киплячого шару (малюнок 2.3).
- подина соплами; 2- завантажувальний отвір; 3-кожух; 4- футеровка; 5-сопло; 6-отвір для випуску недогарка
Малюнок 2.3 - Піч киплячого шару для окисного випалу нікелевого Файнштейн
Для підвищення тугоплавкости шихти попередньо подрібнений Файнштейн змішують з оборотної оксидної пилом з газоходів, циклонів і електрофільтрів. Кількість оборотних матеріалів сягає близько 25-30%. Це дозволяє вести випал при температурі 900-1050 о С.
У першу чергу в окислювальному атмосфері печі відбувається окислення металевої складової файнштейна
2Ni + O 2=2NiO, (2.30)
а потім окислення сульфіду нікелю
Ni 3 S 2 + 7O 2=6NiO + 4SO 2 (2.31)
Печі для випалення файнштейна мають деякі конструктивні особливості в порівнянні зі звичайними печами киплячого шару. Вони мають збільшений діаметр у верхній частині. Це дозволяє знизити швидкість газів, що відходять, а, отже, зменшити пиловиносу нікелевого недогарка, який складає 25-35%.
Крім того, вивантаження недогарка проводиться не через зливний поріг, як це відбувається у звичайних печах, а через розвантажувальної отвір, розташоване на рівні поду. Це запобігає накопиченню в печі великих спёкшіхся частинок недогарка.
Вихід недогарка з печей киплячого шару становить 70-75%, а витяг нікелю в недогарок 99,4%.
Недогарок, виходить з печі киплячого шару, піддається сульфатхлорірующему випалу в трубчастому реакторі - холодильнику. Процес відбувається за рахунок фізичного тепла недогарка.
В якості хлорсодержащего реагенту використовують кухонну сіль або природний сильвініт (NaCl · KCl), який підмішують до вивантажених гарячого огірків з температурою 700-800 о С в кількості 10-15%. У процесі випалу NaCl розкладається сірчистим або сірчаним ангідридом пічних газів в присутності кисню по реакціях:
2NaCl + SO 2 + O 2=Na 2 SO 4 + Cl 2 (2.32)
NaCl + SO 3 + 0,5O 2=Na 2 SO 4 + Cl 2 (2.33)
Швидкість і повнота розкладання кухонної солі збільшується з підвищенням концентрації оксидів сірки в газах і за наявності в шихті оксидів заліза і нікелю, які служать каталізатором. Виділяється при цьому газоподібний хлор дуже активний і інтенсивно хлорують з'єднання металів, присутніх в огарки і, в першу чергу, сполуки міді.
Хлориди міді при температурі випалу більш стійкі до дії кисню, ніж хлориди інших металів, що входять до Файнштейн. Тому мідь в огарки сульфатхлорірующего випалу, в основному, присутній у формі добре розчинних хлоридів, оксихлоридов і сульфатів. Переклад міді в розчинну форму становить 75-80%. Залізо, нікель і кобальт залишаються при цьому у вигляді нерозчинних оксидів. Винос пилу в процесі випалу не перевищує 3- 4% від маси випалювального матеріалу.
Недогарок після сульфатхлорірующего випалу направляють на обезмежіваніе. Процес обезмежіванія полягає в вилуговуванні міді підкисленою (6-30г/л H 2 SO 4) водою методом просочування в перекидних нутч-фільтрах. Після вилуговування недогарок характеризується наступним складом: Ni - 75-76%; Cu - 15-0,25%; Co - 0,48-0,5%; Fe - 0,9-1,2%; S - 0,9-1,2%; вологи до 10%.
вилуженого недогарок піддають другій стадії окислювального випалу, який здійснюється в трубчастих обертових печах. Піч опалюється природним газом чи мазутом. Паливо спалюється в печі з великим надлишком кисню. Це дозволяє створити в печі окислювальну атмосферу.
Недогарок з бункера подається в хвостову частину печі з температурою 800 о С. Після завантаження він рухається в печі назустріч топковим газів, які містять 8-10% кисню. Температура топкових газів досягає 1200 - 1300 о С. Висока температура і наявність у газовій фазі кисню призводить до майже повного окислювання сірки. Її залишковий вміст в огарки не перевищує 0,02%.
Отриманий в трубчастої печі оксид нікелю має наступний склад: Ni - 78%; Cu - 0,4%; Co - 0,4-0,5%; Fe - 0,3-0,4%.
З обпалювальне печі гарячий оксид нікелю, що має температуру 900-1000 о С, надходить у трубчастий реактор. У реактор вводять 4-8% нафтового коксу. У реакторі за рахунок фізичної теплоти недогарка протікає хімічна реакція
NiO + C=Ni + CO (2.34)
Відновлення оксиду нікелю в трубчастої печі відбувається на 40-50%. З реактора виходить металізова...
