ний недогарок, що містить 82-86% Ni. Металізований недогарок направляється на відновну плавку.
.6 Відновлювальна плавка
Процес відновної плавки металізованого недогарка нікелю здійснюється в дугових електричних печах. Теплота, необхідна для процесу, виділяється при горінні дуги, між графітовими електродами і металевим нікелем.
Технологічний процес відновної плавки оксиду нікелю в електричній печі складається з ряду послідовних операцій:
Шихтовка оксиду нікелю з відновником;
завантаження шихти і її розплавлення;
доведення металу;
випуск і гранулювання нікелю.
До складу шихти відновної плавки входять крім оксиду нікелю відновник, флюси та оборотні матеріали. Як відновлювача використовують нафтовий кокс, який містить незначну кількість сірки, порядку 0,2-0,5%. Як флюс використовується вапняк, а в якості оборотів поворотна пил.
Витрата коксу в процесі відновної плавки становить 125-170 кг на тонну нікелю.
Процес відновлення оксиду нікелю в печі описується наступними рівняннями хімічних реакцій
NiO + CO=Ni + CO 2 (2.35) 2 + C=2CO (2.36)
ложение реакцій (2.35) і (2.36) дає реакцію
NiO + С=Ni + CO (2.37)
Ці реакції починають протікати в шихті ще до її розплавлення.
Температура в рідкій ванні печі складає близько 1600 - 1700 о С. У міру розплавлення шихти відбувається розчинення оксиду нікелю в розплавленому металі, науглерожіваніе металу і розчинення утворюється карбіду в металевому нікелі. Внаслідок цього має місце відновлення карбіду нікелю в рідкій ванні по реакції:
Ni 3 C + NiO=4Ni + CO (2.38)
Остання реакція протікає дуже інтенсивно і супроводжується бурхливим виділенням оксиду вуглецю, що призводить до бавовни і викиданню з печі розплаву. Вуглець дуже добре розчиняється в розплавленому нікелі. Тому в рідкій ванні відбувається процес науглероживания нікелю. При змісті вуглецю в нікелі 2,2% вуглецю утворюється евтектика, що має відносно низьку температуру плавлення +1315 о С. Тому з метою прискорення процесу намагаються вести його при надлишку вуглецю. Це знижує час розплавлення шихти і знижує витрату електроенергії.
У процесі доведення металу надлишок вуглецю з металу легко видаляється присадкою в ванну оксиду нікелю. Видалення надлишку вуглецю обумовлено протіканням реакції (4.35).
Наприкінці плавки з метою запобігання вторинного окислювання металу киснем повітря і знесірчення металу в піч додають чистий вапняк. Витрата вапняку становить 5-28 кг на одну тонну металевого нікелю. При цьому сірка, присутня в металі у вигляді Ni 3 S 2 переходить у форму нерозчинного в рідкому нікелі сульфіду кальцію:
Ni 3 S 2 + 2CaO + 2C=3Ni + 2CaS + 2CO (2.39)
Нерозчинний в нікелі сульфід кальцію переходить в шлак. Шар шлаку, покриваючи поверхню металу, ізолює його від контакту з киснем повітря. Крім того, він оберігає склепіння печі від впливу високої температури, створюваної електричною дугою.
Після зняття шлаку пекти нахиляють і зливають розплавлений нікель в розливний жолоб. Готовий метал ллють у грануляційні басейни, на дні яких встановлена ??дірчаста корзина. Отримані гранули витягують з басейну, сушать, пакують у фанерні бочки і відправляють споживачеві. Витяг нікелю в процесі відновної плавки в електричній печі складає 99,0-99,5% .Огневой нікель повинен містити не менше 98,6% нікелю і кобальту.
Для електроплавкі застосовують трёхелектродние печі місткістю 4,5- 10т. Печі працюють періодично. Тривалість циклу плавки становить 6-8 годин.
Відновлювальна плавка оксиду нікелю завершує технологічну схему пирометаллургической переробки окислених нікелевих руд. Основними недоліками розглянутої технології переробки окислених нікелевих руд є многостадийность, низьке витяг нікелю і кобальту в штейн (70-85%), високий витрата дорогого коксу та повна втрата залізної складової руди.
2.7 Плавка на феронікель
Усунення основних недоліків традиційної технології переробки окислених нікелевих руд досягається при їх переробці на феронікель в електричних печах. Ферроникель являє собою сплав заліза і нікелю, в який так само переходить кобальт.
При плавці на феронікель досягається значне спрощення технологічної схеми переробки окислених нікелевих руд. При цьому істотно підвищується витяг нікелю і кобальту і знижується витрата пали...
