Следующая группа примесей – это химические соединения, электрохимически нейтральные (сульфиды, селениды. теллуриды). Примеси этой группы выпадают на дно ванны в шлам. Поскольку в электролите постепенно повышается содержание примесей, то часть его уделяют на специальную переработку для очистки от вредных примесей и извлечения меди и никеля. Электролит обычно содержит 140-190 г/л СuSO4×5Н2О и 150—220 г/л Н2S04. Серную кислоту добавляют для повышения электрической проводимости и снижения напряжения на ванне. Электролиз ведется при 55-70°.
Катоды после выгрузки из ванны промывают водой и направляют на переплав либо потребителю без переплава. Переплав катодной меди ведут в отражательной или индукционной печах. Анодный скрап в количестве ~15 % от начальной масс идет на переплав. Шлам идет из переработку, где из него извлекают ценные элементы.
Интенсификация электролитического рафинирования достигается путем увеличения плотности тока с одновременным изменением скорости и характера циркуляции электролита и другими способами. Для получения более плотных, ровных катодов и повышения их чистоты в электролит добавляют поверхностно-активные вещества, например желатину, столярный клей, отходы целлюлозного производства, в количестве от десятых долей грамма до сотен граммов на 1 т меди.
Никелевые руды разделяют на сульфидные и окисленные. в сульфидных рудах содержатся минералы: пентландит, реже милерит, а также растворы никеля в пирротине. наряду с никелем в рудах присутствует медь, а также кобальт, металлу платиновой группы. содержание никеля в сульфидных рудах находится в пределах 0,3-5,5%, меди 0,6-4,5%, кобальта 0,01-0,2%. в пустой породе содержаться оксиды, сульфиды и силикаты железа, кремнезем, глинозем и в небольших количествах оксиды кальция и магния.
Окисленные никелевые руды содержат водные магнезиальноникелевые силикаты непостоянного состава, например минерал гарниерит Ni4[Si4O10][OH]4×4H2O. Окисленные руды имеют большое содержание влаги (30%). В сухой руде содержание никеля 0,9-1,5%, кобальта до 0,15%. В пустой породе содержаться гидраты оксидов железа, алюмосиликаты, кремнезем, оксид магния, тальк и другие составляющие.
Переработка руд начинается с подготовки; с этой целью руду подвергают дроблению и окускованию, сортировке по крупности, смешиванию с добавками. Окускование ведется брикетированием и агломерацией. Дальнейшая переработка включает в себя плавку шихты. Плавку ведут главным образом в шахтных печах.
Цель – перевод никеля в штейн, а пустой породы в шлак. Шахтные печи устроены аналогично печам для плавки медных руд. Температура в районе фурменной зоны составляет 1450-1500°С, а на колошнике – 400-500°С.
В окисленных рудах сера отсутствует, поэтому в шихту помимо агломерата и брикетов в качестве серосодержащих добавок вводят гипс или пирит. В состав шихты вводят также входят флюсы и кокс.
Сульфидизация происходит по реакциям:
NiO + 3CaS = Ni3S2 + 3CaO + 0,5 S2
NiO + 3FeS = Ni3S2 + 3FeO + 0,5 S2
Извлечение никеля в штейн составляет 75-80%. В никелевых штейнах содержится 16-20%Ni, 54-60% Fe, 18-20%S, 0,1-0,2% Cu. Содержание никеля в шлаках 0,14-0,22%, кренезема 42-44%.
Производительность шахтной печи – 25-34 т/м². применение дутья обогащенного кислородом приводит к повышению производительности печей, снижению расхода топлива и уменьшению пылевыноса. Полученный в шахтной печи штейн направляют для переработки в конвертер.
Конвертеры для продувки никелевых штейнов по конструкции, аналогичен конвертерам, применяемым при производстве меди. Вместимость конвертеров 20-40 т. в первый период идет накопление расплава с промежуточными продувками.
Основные реакции:
2Fe + O2 + SiO2 = Fe2SiO4
3Fe + SO2 = 2FeO + FeS
2FeS + SiO2 + 3O2 = Fe2SiO4 + 2SO2
В первый период продувки идет главным образом окисление железа, так как скорость окисления железа больше, чем скорость окисления сульфида железа. В результате продувок расплава в процессе накопления получается обедненный железом штейн.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.