Способы плавки никелевых сплавов

3. Современное состояние производства никеля

Для извлечения никеля из всех видов рудного сырья используют как пиро-, так и гидрометаллургические процессы и технологические схемы. Наряду с этим в современной металлургии никеля с момента ее возникновения существуют два четко разделенных в промышленных условиях технологических направления, что связано с переработкой двух основных типов никелевых руд.

В технологических схемах переработки окисленных никелевых и сульфидных медно-никелевых руд много кажущейся общности (например, применяют одинаковые процессы и аппараты, получают однотипные продукты и полупродукты). Однако в целом они во многом не схожи друг с другом.
Переработка окисленных никелевых руд несколько проще и заканчивается получением, как правило, так называемого огневого никеля, отправляемого потребителю (в основном в черную металлургию) без дополнительного рафинирования. Огневой никель по ГОСТ 849-70 отвечает маркам Н-3 и Н-4.
Технологические схемы переработки сульфидных медно-никелевых руд требуют обязательного разделения меди и никеля и заканчиваются обязательным электролитическим рафинированием чернового металла.
Это позволяет не только получать никель высших марок вплоть до марки Н-0 с содержанием никеля не менее 99,99 %, но и обеспечивает попутное высокое извлечение еще 14 ценных компонентов, содержащихся в перерабатываемом рудном сырье.


4. Получение огневого никеля из окисленных руд

Плавка на штейн окисленных никелевых руд повсеместно проводится в шахтных печах, которые требуют прочной кусковой, желательно пористой шихты. Этим требованиям природные окисленные никелевые руды не удовлетворяют, и перед плавкой их подвергают окускованию методом брикетирования или агломерации.

Цель шахтной плавки окисленных никелевых руд - максимальное извлечение никеля и кобальта в штейн и ошлакование пустой породы. Образование штейна из оксидного материала происходит в результате восстановления и сульфидирования никеля, кобальта и частично железа, содержащихся в руде в форме оксидов и силикатов. Шихта для такой плавки состоит из брикетов или агломерата, оборотов, флюсов и сульфидизатора. Так как окисленные нике-левые руды являются силикатными, то в качестве флюса при плавке используют основной флюс - известняк. Сульфидизаторами железа и никеля служат гипс или пирит, а топливом кокс.

Принципиальная технологическая схема переработки окисленных никелевых руд пирометаллургическим способом: I,II – варианты подготовки никелевой руды к плавке

Гипс при плавке в отличие от пирита является одновременно флюсующим материалом, так как в конечном итоге практически полностью в форме оксида кальция СаО переходит в шлак.
Никелевый штейн представляет собой сплав сульфидов никеля и железа, в котором растворены свободные металлы - никель и железо (ферроникель).Обычно заводской штейн содержит, % Ni 15... 18; Fe 60... 63; Со 0,4...0,6; S16...20 и прочие 1...2.