способ подготовки шихты к плавке для производства штейна из окисленных никелевых руд

Формула изобретения

Способ подготовки шихты к плавке для производства штейна из окисленных никелевых руд, включающий сушку сырой руды, отсев крупной фракции, смешивание мелкой фракции руды с сульфидизатором и брикетирование, отличающийся тем, что после сушки до остаточной влажности менее 7% окисленную никелевую руду разделяют на фракции +2 мм и -2 мм, крупную фракцию избирательно измельчают и разделяют с помощью пневмоклассификации на легкую фракцию с плотностью менее 2,7 г/см³ и тяжелую фракцию с плотностью более 2,7 г/см³, которую выводят из состава шихты, а легкую фракцию и фракцию -2 мм смешивают и перед брикетированием в шихту дополнительно вводят коксовую мелочь.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к производству никелевого штейна в шахтных печах.

Известен способ обогащения окисленных никельсодержащих руд [1], включающий распульповывание руды в пульпу, промывку пульпы руды в течение, по крайней мере, 1 мин, сортировку промытой руды во влажной среде для отделения, по крайней мере, тонкой фракции с использованием грохота с размером ячеек между 80 мкм и 3 мм для отделения тонких частиц от зернистых частиц таким образом, чтобы в зернистой фракции оставалось не более 10 вес.% тонкой фракции, тяжелосредную сепарацию зернистой фракции при плотности разделения 1,7-2,5 с получением легкой фракции и тяжелой фракции и извлечение легкой фракции, отделенной в виде обогащенной руды.

Недостатком способа является сложная схема обогащения с применением большого количества воды и специального оборудования для промывки руды и трудность разделения на грохоте влажных глинистых материалов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки окисленных никелевых руд к плавке [2], включающий смешивание разных сортов руды (усреднение их состава), сортировку руды по крупности (грохочение), дробление крупных кусков руды и гипса, сушку руды в сушильных барабанах, смешивание подсушенной руды с сульфидизатором (пиритом, гипсом), изготовление брикетов, сушку брикетов. При шахтной плавке брикетов из окисленных никелевых руд расход кокса составляет 32-35%. Выход штейна составляет 7-10% от массы сухих брикетов, при этом содержание никеля в штейне 13-15%.

Недостатком способа является высокий расход кокса не тонну произведенного никеля в штейне, особенно при использовании руды с высоким содержанием оксида магния.

Задачей изобретения является уменьшение удельного расхода кокса при плавке брикетов из окисленной никелевой руды в шахтных печах.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем сушку сырой руды, отсев крупной фракции, смешивание мелкой фракции руды с сульфидизатором и брикетирование, согласно изобретению после сушки до остаточной влажности менее 7% окисленную никелевую руду разделяют на фракции +2 мм и -2 мм, крупную фракцию избирательно измельчают и разделяют с помощью пневмоклассификации на легкую фракцию с плотностью менее 2,7 г/см³ и тяжелую фракцию с плотностью более 2,7 г/см³, которую выводят из состава шихты, а легкую фракцию и фракцию -2 мм смешивают и перед брикетированием в шихту дополнительно вводят коксовую мелочь.

Сушка окисленной никелевой руды до остаточной влажности менее 7% способствует эффективному последующему разделению частиц руды по крупности, а это позволяет увеличить в руде содержание никеля и уменьшить содержание оксида магния. Повышение содержания никеля в руде способствует снижению удельного расхода кокса при шахтной плавке.

Разделение руды на крупную (+2 мм) и мелкую (-2 мм) фракции после сушки позволяет эффективно отделять на обычном оборудовании частицы размером менее 2 мм от крупных кусков руды. В связи с тем, что никель концентрируется в мелкой фракции, ее выделение из руды позволяет увеличить общее содержание никеля в шихте для брикетирования.

Избирательное измельчение крупной фракции руды позволяет выделить минералы никеля в отдельную фазу, обособленную от нерудных минералов и пустой породы.

Разделение с помощью пневмоклассификации измельченной руды на легкую фракцию с плотностью менее 2,7 г/см³ и тяжелую фракцию с плотностью более 2,7 г/см³ позволяет получить руду (легкая фракция) с высоким содержанием никеля и отделит ее от пустой породы (тяжелая фракция). Повышение содержания никеля и снижение содержания оксида магния в руде способствует снижению удельного расхода кокса при шахтной плавке.

Смешивание легкой фракции и фракцию -2 мм, полученных на предыдущих этапах подготовки, позволяет получить прочные брикеты с высоким содержанием никеля. Повышение прочности брикетов способствует снижению расхода кокса в шахтной плавке.

Дополнительное введение в шихту для брикетирования коксовой мелочи способствует снижению расхода кокса в шахтной плавке.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что способ подготовки шихты к плавке для производства штейна из окисленных никелевых руд отличается от известного тем, что после сушки до остаточной влажности менее 7% окисленную никелевую руду разделяют на фракции +2 мм и -2 мм, крупную фракцию избирательно измельчают и разделяют с помощью пневмоклассификации на легкую фракцию с плотностью менее 2,7 г/см³ и тяжелую фракцию с плотностью более 2,7 г/см³, которую выводят из состава шихты, а легкую фракцию и фракцию -2 мм смешивают и перед брикетированием в шихту дополнительно вводят коксовую мелочь. Таким образом, заявляемая шихта соответствует критерию “новизна”.

Анализ известных в технической и патентной литературе способов подготовки к плавке окисленных никелевых руд не выявил применение заявленных признаков с целью уменьшение удельного расхода кокса при плавке брикетов из окисленной никелевой руды в шахтных печах, что свидетельствует о неочевидности заявляемого изобретения.

Пример конкретного выполнения. Окисленную никелевую руду, содержащую, мас.%: Fе₂O₃=15,4; Ni=1,42; CaO=1,3; MgO=19,6; SiO₂=44,2; влага=27,5 сушили в сушильном барабане до остаточной влажности не более 7%, подвергали грохочению с разделением на фракции +2 мм и -2 мм, крупную фракцию избирательно измельчали и разделяли на пневмоклассификторе на две фракции: легкую (плотностью менее 2,7 г/см³) и тяжелую (плотностью более 2,7 г/см³), которую выводили из состава шихты, а легкую фракцию и фракцию -2 мм смешивали, в шихту дополнительно вводили коксовую мелочь и брикетировали. В результате такой подготовки содержание никеля в руде возросло до 1,96%, содержание оксида магния снизилось до 18%. Готовые брикеты и кокс загружали в шахтную печь и выплавляли никелевый штейн. В процессе проведения испытаний фиксировали параметры работы печи и расход кокса. Штейн и шлак выпускали из печи, штейн анализировали на содержание Ni. До проведения испытаний шахтная печь работала на брикетах, полученных по способу, описанному в прототипе. Результаты испытаний приведены в таблице.

Анализ приведенных результатов показывает, что использование способа подготовки шихты к плавке для производства штейна из окисленных никелевых руд позволяет снизить удельный расход кокса в шахтной печи с 27,4 до 19,1 т/т никеля в штейне.

Источники информации

1. Заявка на патент РФ №98115383/03 от 05.08.1998, Опубл. в БИПМ 2000, №13.

2. Цейдлер А.А. Металлургия меди и никеля. М.: ГНТИ по черной и цветной металлургии, 1958, С.245-279.