Способы плавки никелевых сплавов

5. Конвертирование никелевых штейнов

Никелевые штейны состоят почти полностью из сульфидов никеля, кобальта и железа или свободных металлов.

Цель процесса конвертирования - получить никелевый файнштейн за счет окисления железа и серы, связанной с ним. Шахтные печи никелевой плавки имеют те же конструктивные элементы, что и другие шахтные печи заводов цветной металлургии.
Применяемые в никелевой промышленности шахтные печи в области фурм имеют площадь поперечного сечения 13,5...75м', длину до 15м, ширину в области фурм 1,4...1,6м и высоту шахты 4,5...6м.
Для конвертирования никелевых штеинов используют горизонтальные конвертеры вместимостью 20 и 30т. Продукты процесса - никелевый файнштейн, конвертерный шлак и сернистые газы.

Никелевый файнштейн обычно содержит, %: % 76... 78; S 19... 21; Fe 0,2...0,4; Со 0,3...0,5 и Cu < 2. Более полное удаление из файнштейна железа и кобальта на стадии конвертирования нецелесообразно, так как это приведет к началу интенсивного окисления никеля и увеличению его перехода в шлак.

6. Переработка никелевого файнштеинана огневой никель

Технология получения огневого никеля из файнштейна включает две стадии окислительного обжига (с промежуточным обезмеживанием огарка) и восстановительную плавку оксида никеля на металл. Цель окислительного обжига файнштейна - удаление из него серы до содержания менее 0,02% и перевод никеля в NiO.

Глубокое удаление серы требует высоких температур, а сульфид никеля Nі₃S₂ легкоплавок (t_пл= 788 С). Это и вынуждает проводить окисление файнштейна в две стадии.
Проводят в печах КС с целью удаления серы до 1...1,5%. Для повышения тугоплавкости шихты измельченный файнштейн смешивают с оборотной (оксидной) пылью. Это вместе с разобщенностью частиц, витающих в КС, позволяет вести первую стадию при 950... 1000'С. Окисление файнштейна протекает по реакции

2 Nі₃S₂+ 7О₂ = 6NiO+ 4SO₂.

Печи КС с площадью пода 7... 8 м' для первой стадии обжига никелевого файнштейна имеют ряд конструктивных особенностей .Они, во-первых, имеют увеличенный диаметр вверху, что снижает скорость газов на выходе из печи и уменьшает пылевынос богатого никелем огарка. Кроме того, разгрузка огарка проводится не через сливной порог, а с уровня пода и регулируется стопорным или дисковым затвором.