Рецензенты: докт. техн. наук С. И. Соболь и кольчугинский тех­никум по обработке цветных металлов 14 страница

Выделение пирротинового концентрата при обогащении руды улучшает качество первичного никелевого концентра­та вследствие вывода из него значительной части железа и серы и упрощает его последующую металлургическую переработку. Однако при получении пирротинового концен­трата, содержащего до 1,5 % Ni, возникает необходимость в обязательной его переработке с целью извлечения никеля, серы и платиноидов.

Флотационное обогащение может быть коллективным или селективным. При коллективной флотации ставится задача отделить пустую породу и получить обогащенный продукт — медно-никелевый концентрат. Последующая се­лективная флотация позволяет разделить большую часть никеля и меди в самостоятельные концентраты. Полного разделения меди и никеля при селективной флотации, не происходит вследствие прорастания минералов меди и ни­келя, и второй продукт селекции будет, по существу, являть­ся никелево-медным концентратом, отличающимся от ру­ды значительно более высоким отношением Ni: Си. На практике такой концентрат обычно называют просто нике­левым.

Таким образом, в зависимости от принятой схемы обо­гащения сульфидных мед но-никелевых руд можно получать коллективные медно-никелевые, медные, никелевые и пир- ротиновые концентраты, состав которых приведен в табл. 15.

Концентрат	Ni	Си	Fe	S	Si02
Коллективный	3,6-6,5	3,0—6,0	38—40	28—30	22—14
Медный...	1,5—1,6	25—30	40—45	32—34	2—4
Никелевый..	6—11	4—6	37—40	25—29	14—20
Пирротиновый	0,1—1,55	0,05—0,17	55—60	36—37	1—3

Как следует из приведенных данных, соотношение ни­келя и меди в медно-никелевых и никелевых концентратах изменяется примерно от 2: 1 до 1:2. Такие концентраты можно перерабатывать по одной и той же технологии. Мед­ные концентраты с соотношением меди и никеля, равным примерно 20: 1, перерабатывают на медеплавильных заво­дах (см. гл. 7)..

Кроме окисленных никелевых и сульфидных медно-ни­келевых руд, сырьем для получения никеля может служить мышьяковистые руды, добываемые в Бирме и в Канаде.

§ 3. Современное состояние производства никеля

Никелевая промышленность, возникшая только в конце XIX столе­тия, является сейчас одной из крупнейших подотраслей цветной метал­лургии. По производству и потреблению никель занимает пятое место среди всех цветных металлов.

Для извлечения никеля из всех видов рудного сырья используют как пиро-, так и гидрометаллургические процессы. Применяемые в настоя­щее время при производстве никеля технологические схемы построены преимущественно на сочетании пирометаллургических и гидрометадлур- гических методов.

В современной металлургии никеля с момента ее возникновения су­ществует как бы два самостоятельных технологических направления, что связано с использованием двух видов руд — окисленных и сульфидных, которые различаются по химическому составу и физическим свойствам. В технологических схемах переработки этих руд много кажущейся общ­ности, напрнмер используют одинаковые процессы и аппараты, получа­ют однотипные продукты. Однако в целом они принципиально не схожи друг с другом. На это оказывает влияние не только различное исходное сырье, но и конечные цели его переработки.

Переработка окисленных никелевых руд заканчивается получением, как правило, так называемого огневого никеля, отправляемого потреби­телю без дополнительного рафининирования. Никель в этом случае очи­щается от небольшого числа примесей (Fe, Со, Си, S) в течение всей многостадийной технологии. Этот никель по ГОСТ 849—70 отвечает маркам Н-3 и Н-4. Технологическая схема переработки сульфидных мед­но-никелевых руд заканчивается обязательным рафинированием черно­вого (огневого) никеля. Это позволяет не только получать никель выс­ших марок, вплоть до никеля особой чистоты (>99,99 % Ni), но и обес-

печивает высокое извлечение еще 13 ценных компонентов, содержащихся в перерабатываемых рудах или концентратах.

При рассмотрении технологических схем переработки окисленных никелевых и сульфидных медно-никелевых руд (рис. 91 и 92) обращает на себя внимание следующее:

1) подготовка окисленных и сульфидных рук к плавке на штейн различна;

2) обязательными процессами для обеих технологических схем яв­ляются плавка на штейн, конвертирование штейнов, окислительный об­жиг файнштейна или богатого никелевого концентрата, восстановитель­ная плавка закиси никеля на металл;

3) для образования штейна при плавке окисленных никелевых руд, не содержащих серы, в шихту вводится серусодержащий материал — сульфидизатор (гипс CaS0₄-2H₂0 или пирит FeS2);

4) при переработке сульфидных руд обязательно проводят операции разделения меди и никеля и электролитического рафинирования черно­вого никеля;

5) никель, полученный из сульфидных руд, отличается более высокой чистотой по сравнению с огневым никелем;

6) кобальт из технологической цепочки выводится в первом случае с конвертерными шлаками, а во втором — при электролитическом рафи­нировании.

Попутное получение кобальта при металлургической переработке ни­келевых руд является характерной особенностью никелевой промышлен­ности. В Советском Союзе из окисленных никелевых и сульфидных мед­но-никелевых руд получают более 80 % кобальта от общего выпуска в стране. Этим путем кобальт впервые в мире был получен в 1937 г. на Уфалейском никелевом заводе. Позднее производство кобальта было ор­ганизовано также на всех отечественных и многих зарубежных никеле­вых заводах.

В 1970 г. в нашей стране впервые выдал кобальтовую продукцию комбинат «Тувакобальт», работающий на базе кобальтово-никелево-мед­ных мышьяковистых руд.

Приведенная на рис. 91 технологическая схема получения никеля нз окисленных руд сложна, приводит к высоким потерям никеля и осо­бенно кобальта и требует большого расхода дорогостоящего кокса.

Упрощение технологии, повышение извлечения никеля и кобальта н сокращение электрических затрат достигаются при плавке окисленных никелевых руд на ферроникель.

На ряде заводов для переработки как окисленных (Куба), так и сульфидных руд (СССР и Канада) применяют гидрометаллургические схемы. Обладая рядом преимуществ при переработке бедных руд (выше извлечение), эти схемы в то-же время очень громоздки, сложны и при­менимы для ограниченного состава руд.

Вследствие большого различия технологические процессы получения никеля из окисленных никелевых и сульфидных медно-никелевых руд описываются отдельно.

§ 4. Получение огневого никеля из окисленных руд

Плавка на штейн

Плавка на штёйн окисленных никелевых руд повсемест­но проводится в шахтных печах, которые требуют прочной кусковой, желательно пористой шихты. Этим требованиям

f

Усреднение

Кокс

_г

брикетирование

1 Г~

Агломерация

Брикет (агломерат')

Известняк

Кокс

Воздух

Сульдзидизатор (гипс или пирит)

Пладка на штейн

Газы

I

Ватмосрзеру

Воздух

Пыль

I

В оборот

Штейн

Шлак

В отвал

Кварц

1 I ГР

Конвертирование

I

Конвертерный шлак

I

На извлечение кобальта

Газы

Файнштейн

Воздух

Окислительный обжиг

Закись никеля

1 I Г

Восстановитель

Известняк

Восстановительная плавка

Шлак

L

Огневой никель

I

К потребителю

Рнс. 91. Принципиальная схема получения никеля нз окисленных руд (цифрами обозначены варианты подготовки руды к плавке)

г

f 1» }

Хвосты ПирротинаВыи Си концентрат Ni-Cu | концентрат f концентрат

В отВал t На медный I

На специальную зоВод I. Флюсы

переработку f

Плавка на штейн - ^ j j,

Газы Cu-Ni штейн Шлак

Кварц

Воздух

т»

1К

В отвал

Конвертирование

f 1

Газы

Конвертерный шлак Си - N i /райнштейн Рудный штейн I Восстановитель |

1 t f----------------- 1

Г

Флотационное разделение меди и никеля

f)

богатый Богатый

Си концентрат Ni концентрат

f | Воздух

На медный т f

Онислительный обжиг

f

Штейн

Шлак

t

В отвал

Обеднение

J---------

Закись никеля

—}

Газы

Восстановитель

f

В производство

1 t

Восстановительная плавка

------------ }-------------

Черновой никель (аноды) f

Электролитическое рафинирование

т

Г

1

Кобальтовый кек ♦ _

В производство кобальта

Катодный никель f

К потребителю

Шламы - \

На извлечение благородных металлов

Рис. 92. Принципиальная схема получения никеля из сульфидных мед­но-никелевых руд.

природные окисленные никелевые руды не удовлетворяют, и перед плавкой их подвергают окускованию методом бри­кетирования или агломерации.

Брикетирование проводят на валковых прессах (см. рис. 45) в брикеты яйцеобразной формы массой 0,2—0,3 кг каждый. Перед брикетированием руду измельчают на мо­лотковых дробилках и подсушивают. Связующим материа­лом служит глина, содержащаяся в самой руде. В состав шихты для брикетирования вводят сульфидизатор. Гото­вые брикеты сушат теплом отходящих газов шахтных пе­чей.

Брикетирование без связующего — сравнительно деше­вая и простая операция. Однако получающиеся брикеты имеют недостаточную прочность, совершенно негазопрони­цаемы и содержат влагу. Их плавка требует повышенного расхода топлива и характеризуется меньшей удельной про­изводительностью.

Агломерация (спекание) — более дорогой и сложный метод подготовки руды по сравнению с брикетированием. Однако с технологической точки зрения он является более совершенным процессом. Агломерация позволяет по- ' лучать хорошо термически подготовленный пористый ма­териал с достаточно высокой механической прочно­стью.

^ Для агломерации окисленных никелевых руд использу­ют ленточные агломерационные машины с площадью вса­сывания 50 и 75 м².'

Во время приготовления шихты к руде добавляют обо­ротный агломерат и коксик (мелкий кокс), расход которых от массы руды соответственно составляет 18—20 и 8—10 %. Крупность руды и оборота 20—30 мм, коксика 5 мм. При смешении шихты ее увлажняют до оптимальной влажно­сти 21—23 %.

Агломерат или брикеты являются рудной составляющей шихты при плавке на штейн.

Никелевый штейн представляет собой сплавы сульфи­дов никеля и железа, в котором растворены свободные ме­таллы— никель и железо (ферроникель). Такой штейн на­зывают металлизированным; он характеризуется перемен­ным содержанием серы. Правило Мостовича на никелевый штейн не распространяется. Обычно заводской штейн со­держит, %: 15—18 Ni; 60—63 Fe; 0,4—0,6 Со; 16—20 S и 1—2 прочих. Получение более богатого никелем ци'ейна нежелательно, так как это ведет к увеличению потерь ни­келя в шлаках.

Цель шахтной плавки окисленных никелевых руд — мак­симальное извлечение никеля и кобальта в штейн и ошла- кование пустой породы. Образование штейна из оксидного материала происходит в результате восстановления и суль- фидирования никеля, кобальта и частично железа, содер­жащихся в руде в форме оксидов и силикатов. По этой причине плавка окисленных никелевых руд в шахтных пе­чах получила название восстановительно-сульфидизирую- щей плавки.

Шихта для такой плавки состоит из брикетов или агло­мерата, оборотов, флюсов и сульфидизатора. Так как окис­ленные никелевые руды являются силикатными, то в ка­честве флюса при плавке используют основной флюс — из­вестняк. Сульфидизаторами железа и никеля служат гипс или пирит, а топливом — кокс.

Расход сульфидизатора (гипса или пирита) определя­ется требованиями к составу получаемого штейна и вели­чиной десульфуризации при плавке.

Ниже приведен расчет потребного количества гипса при плавке на штейн окисленной никелевой руды, содержащей

1,7 % Ni, остальное — пустая порода и влага:

Пример 7. Для расчета примем:

1) извлечение Ni в штейн 85 %.

2) штейн должен содержать 18 % Ni, 20 % S, остальное — железо;

3) десульфуризация при плавке 40 %;

4) сульфидизатор — чистый гипс [CaS04-2H₂0] (18,6% S).

Расчет ведем йа 100 кг руды. Определим количество получающего­ся штейна;

в штейн с учетом извлечения перейдет никеля 1,7-0,85= 1,44 кг;

тогда общее количество штейиа составит (1,44:18) 100 = 8 кг.

Обращает на себя внимание низкий выход штейиа. Из 100 кг руды его получается всего 8 кг, т. е. выход штейна составит 8 % от руды. Тогда количество и состав штейна будут следующими;

«г %

Никель... 1,44 18

Сера.... 1,60 20

Железо... 4,96 62

Всего,. 8,00 100

С учетом десульфуризации при плавке для образования такого ко­личества штейна потребуется серы 1,6: 0,4=4 кг или гипса 4:0,186= =21,5 кг.

Основными процессами шахтной плавки окисленных ни­
келевых руд являются горение топлива, штейно- и шлако­образование и разделение жидких продуктов плавки.

Качество сжигания топлива и распределение газовых по­токов являются едва ли не самыми главными факторами, определяющими многие технологические параметры шахт­ной плавки: производительность печей, расход топлива, из­влечение металлов и т. д. Горение углерода кокса происхо­дит за счет кислорода, подаваемого в печь через фурмы с воздухом или обогащенным дутьем.

,1000°С

Уровень

шихты

Рнс. 93. Распределение тем­ператур в поперечном сече­нии шахтной печи

Вблизи фурм, имеется большой избыток кислорода, кокс сгорает по реакции С+0₂=С02+393780 кДж. По мере уда­ления от фурм горение становится неполным (С+72О2=СО-|-172200 кДж). Зона печи, в которой в газо­вой фазе присутствует свободный кислород, называется кислородной. В шахтиых печах она простирается от фурм вверх и внутрь печи на 500—600 мм. '

Образующиеся при горении кок­са горячие газы поднимаются вверх, нагревают шихту и вступают с ней в химическое взаимодействие. В пер­вую очередь это взаимодействие приводит к образованию новых ко­личеств СО по реакции С0₂+С = =2СО. В результате этого в облас­ти фурм концентрация СО в газе в центре печи достигает 24 % •

Для работы шахтных печей ни­келевой плавки типичен периферий­ный ход печи, что связано с нерав­номерным распределением шихты, при ее загрузке в условиях низкой высоты столба шихты. Для периферийного хода характерно распределение температур, показанное на рис. 93. В фоку- се'печи развиваются температуры до 1600—1700 °С. На вы­ходе из печи газы содержат 10—16 % С0₂ и 8—16 % СО и имеют температуру около 500—600 °С.

Цель шахтной плавки окисленных никелевых руд — максимальное извлечение никеля и кобальта в штейн и ошлакование пустой породы. Процессы штейно- и шлако­образования тесно связаны с Протеканием реакций восста­новления оксидов и их сульфидирования.

Реакции восстановления протекают при взаимодействии газовой фазы, содержащей значительные количества СО, и твердого углерода кокса с брикетами или агломератом и получающимися при плавке расплавами. Результатом вос­становления является образование низших оксидов железа и металлической фазы по реакциям:

№0 + СО = Ni + С0₂; (54)

NiSi0₃ -f СО = Ni + С0₂ + Si0₂; (55)

Fe₂0₃ + СО = 2Fe0 + С0₂; (56)

FeO + СО = Fe + С0₂. (57)

Химизм сульфидирования более сложен и различен при использовании гипса и пирита.

Гипс под воздействием высоких температур в конечном итоге полностью превращается в оксид кальция (СаО), пе­

реходящий в шлак, по реакциям:

CaS0₄ • 2Н₂0 = СаО + S0₃ + 2Н₂0;. (58)

CaS0₄ + 4С0 = CaS + 4С0₂; (59)

3CaS0₄ + CaS = 4Са0 + 4S0₂. (60)

Образовавшиеся по реакциям (58) — (60) серусодержа­щие газы и частично сульфид кальция сульфидируют ни­кель и железо:

3Ni0 + 7С0 + 2S0₂ = Ni₃S₂ + 7С0₂; (61)

FeO + ЗСО + S0₂ = FeS + 3C0₂; (62)

FeO + CaS = FeS + CaO. (63)

Получившаяся в результате восстановления и сульфиди- р<?вания сульфидно-металлическая фаза (Ni3S2, FeS, CoS, Ni, Fe), сплавляясь, образует никелевый штейн.

При сульфидировании пиритом FeS₂ процесс начинается с его термического разложения на FeS и элементарную се­ру, которые вместе с S0₂, образующимися при окислении сульфидов железа и серы, сульфидируют закись никеля.

Процессы сульфидирования заканчиваются в нижних горизонтах печи по реакции

3NiO + 2FeS + Fe = Ni₃S₂ + 3FeO. (64)

Использование пирита в качестве сульфидизатора поз­воляет регулировать состав штейнов и получать их с мень­шим количеством ферроникеля, т. е. более сернистыми. К обеднению штейнов никелем ведет введение в шихту больших количеств пирита, вследствие чего в штейн пере­ходит больше FeS. Избыток гипса такого эффекта не дает, \ так как гипс в конечном итоге весь переходит в шлак в ви- \ де СаО. „ j

Выход штейна при плавке окисленных никелевых руд не- j большой и составляет от 3 до 8 % от массы руды. \

Образование шлака происходит в результате взаимо- ' действия оксидов пустой породы с оксидами железа, обра­зующимися при восстановлении и сульфидировании и их плавлении.

Выход шлака при плавке окисленных никелевых руд достигает иногда 120—130 % (обычно 95—105 %) от мас­сы переработанного рудного сырья. Это обусловлено необ­ходимостью вводить в шихту в качестве флюса большие количества известняка (до 30,%^чот массы руды), особенно при переработке высококремнистых руд. Следовательно,, плавка окисленных никелевых руд на штейн фактически является плавкой на шлак. По этой причине правильный выбор состава шлака определяет многие технико-экономи­ческие показатели и особенно потери никеля со шлаками.

Оптимальными при плавке на никелевый штейн счита-. ются шлаки, содержащие, %: 44—46 SiOo; 18—22 FeO; 15--18 СаО; 8—12 % MgO; 4—10 % А1₂0₃.

Содержание никеля в шлаках зависит от многих факто­ров и в значительной степени от содержания оксида желе­за в шлаке и никеля в штейне. Чем больше будет в шлаке FeO и чем богаче никелем будет получающийся штейн, тем больше никеля перейдет в шлак.

Практически установленное правило, согласно которо­му процентное соотношение никеля в штейне и в шлаке (коэффициент распределения) равно примерно 100±10, хо­рошо соблюдается для заводских условий. При плавке на штейн с 15—18 % Ni шлаки обычно содержат 0,12—0,2-%

Ni. Это отвечает прямому извлечению никеля в штейн в пределах 70—85 %, а в шлак до 25 % Ni от его содержания в руде.

Количество уносимой газами пыли зависит от расхода воздуха, физического состояния шихты и высоты ее за-; грузки. В среднем при плавке агломерата пылевынос сос­тавляет около 15 %, а при плавке брикетов 5—10 %. Пыль; по химическому составу почти не отличается от шихты и i после улавливания направляется в оборот. I

Шахтные печи никелевой плавки (рис. 94) имеют те же ’ конструктивные элементы, что и другие шахтные печи за- I водов цветной металлургии. Применяемые в никелевой про- J мышленности шахтные печи в области фурм имеют пло- |

Рис. 94. Шахтная печь для плавки окисленных никеле­вых руд На штейн:

/ — шатер; 2 — колошниковая площадка; 3 —кессон ис­парительного охлаждения; 4, 5 — коллекторы для подво­да и отвода охлаждающей воды; 6 — внутренний горн печи; 7 — наружный горн; 8 — шпур для штейна; 9 — шлаковая летка; 10 — фурма

щадь поперечного сечения 13,5—25 м, длину до 15 м, ши­рину в области фурм 1,4—1,6 м и высоту шахты 4,5—6 м. Поперечный профиль печей характеризуется либо парал­лельностью боковых стен, либо расширением их книзу.

Шахтные печи для плавки окисленных никелевых руд отличаются большим объемом внутреннего горна и отсут­ствием водяного охлаждения его стенок. При охлаждении расплава во внутреннем горне он зарастает в результате
выделения (кристаллизаций) тугоплавкого ферроникеля.

До недавнего времени стены шахтных печей на никеле­вых заводах изготавливали из водоохлаждаемых кессонов, а шатер на колошнике выполняли в виде огнеупорной клад­ки в металлическом каркасе или также из кессонов.

Кессоны шахтных печей представляли собой сварные коробчатые конструкции из листовой стали с патрубками для ввода и вывода охлаждающей воды. Перепад темпе­ратуры входящей и выходящей воды обычно составлял 5—■ 15 °С. В этих условиях каждый литр (кг) воды отбирал максимально 4,18-15=630 кДж тепла [4,18 — теплоем­кость воды, кДж/(кГ‘°С)],

В настоящее время применяют более эффективный спо­соб отвода избыточного тепла — испарительное охлажде­ние. Сущность способа состоит в использовании скрытой теплоты испарения воды (2253 кДж/кг), т. е. замены холод­ной воды на кипящую. Если принять во внимание, что тем­пература поступающей воды обычно составляет около

Рнс. 95. Кессон испарительного охлаждения:

1 — подвод воды; 2 — фурмен­ное отверстие; 3 — кессои водя­ного охлаждения (фурменный); 4 — переток воды из фурменно­го кессона в сборный коллек­тор; 5 — коллектор трубчатого кессона; 6 — трубчатый эле­мент; 7 — коллектор отвода па­роводяной смеси

30°С, то для ее нагрева до тем­пературы кипения потребуется еще около 290 кДж тепла. Таким 7 образом, при испарительном ох­лаждении каждый килограмм во­ды будет отбирать от охлаждае­мых элементов около 2550 кДж тепла, т. е. примерно в 40 раз больше, чем при использовании кессонов. Во столько же раз уменьшается расход охлаждаю­щей воды.

Полученный при испаритель­ном охлаждении пар можно ис­пользовать для хозяйственных и технологических нужд, тогда как при кессонном охлаждении тепло нагретой в кессонах на ~10°С воды полностью и безвозвратно терялось при ее охлаждении на воздухе.

Охлаждающие элементы ис­парительного охлаждения пред­ставляют собой сваренные из труб кессоны, объединенные дву­мя коллекторами: нижним — для подвода воды и верхним —

для отвода пара (рис. 95). Для испарительного охлажде­ния пригодна только химически очищенная вода.

Разделение жидких продуктов плавки — никелевого штейна и шлака — можно проводить как во внутреннем горне, так и с использованием внешних отстойников. В пер­вом случае печь оборудуется шпуром для периодического выпуска штейна и шлаковой леткой почти непрерывного действия, расположенных на противоположных сторонах печи. При использовании наружного отстойного горна (см. рис. 94) штейн и шлак совместно поступают в него по за­крытому наклонному каналу. Нижняя часть горна запол­нена штейном до уровня, показанного на рис. 94 штрихо­вой линией. Шлак в этом случае, всплывая на поверхность расплава, проходит через слой штейна, подогревает его и обедняется в результате захвата взвешенных в шлаке сульфидных включений штейновым расплавом. Отстойный горн оборудован шпуром и леткой.

Плавка окисленных никелевых руд в шахтных печах на штейн характеризуется следующими основными технико­экономическими показателями:

	Плавка агломератр	Плавка брикетов
Удельный проплав,
т/(м^2-сут)........................... Извлечение в штейн, %:	39—41	25—27
никеля............................	66—68	75—84
кобальта........................	42—43	45-50
Расход кокса, %...	21—24	30—33

Интенсификации процесса шахтной плавки и снижению расхода кокса способствуют подогрев дутья и обогащение воздуха кислородом. При плавке агломерированной ших­ты нагрев дутья до 300 °С ведет к экономии топлива на 15,2%, а при 400 °С — на 23,3% и к росту проплава соот­ветственно на 10 и 15,3%. Обогащение дутья кислородом до содержания 25 % позволяет повысить проплав печи на 22,2' %, а расход кокса уменьшить на 17 %.

Конвертирование никелевых штейнов

Никелевые штейны состоят почти полностью из нике­ля, кобальта и железа в форме сульфидов или свободных металлов. Цель процесса конвертирования — получить ни­келевый файнштейн за счет окисления железа и серы, свя­занной с ним. При этом одновременно ставится задача мак­симального окисления кобальта и перевода его в конвер­терный шлак.

Необходимость извлечения кобальта в конвертерный шлак обусловлена тем, что если его не отделить от никеля на этой стадии технологии, то он весь перейдет в огневой никель, являющийся товарным продуктом, и будет потерян. Получение кобальта как самостоятельного товарного про­дукта в этом случае становится невозможным.

Присутствующие в никелевых штейнах металлы имеют различную химическую активность. Их сродство к кислоро­ду убывает в ряду Fe-»-Co-»-Ni. Следовательно, при про­дувке штейна в конвертере в присутствии кварцевого флю­са в первую очередь будут окисляться и ошлаковываться свободное железо и его сульфид:

6Fe + 30₂ + 3Si0₂ = 3(2FeO ■ Si0₂) + 1876000 кДж; (65) 2FeS + 30₂ + Si0₂ = 2FeO • Si0₂ + 2S0₂ + 937940 кДж. (66)

Установлено, что реакция (66) начинается только пос­ле окисления большей части свободного железа.

Из сопоставления реакций (65) и (66) следует, что на одинаковый объем вдуваемого в конвертер кислорода на первой стадии выделяется почти в два раза больше тепла, требуется в три раза больше кварцевого флюса и образу­ется в три раза больше конвертерного шлака. Из-за отсут­ствия серы газы получаются бесцветными. Особенности первой стадии процесса учитывают на практике и исполь­зуют для попутной переработки значительных количеств холодных материалов, включая оборотные продукты и ни­кельсодержащие лом и отходы (вторичное сырье).

Окисление кобальта ускоряется по мере удаления из расплава железа. Особенно интенсивно оно идет в конце процесса конвертирования, и конвертерные шлаки послед­них сливов будут всегда богаче кобальтом.

Дата добавления: 2015-08-29