Окислительный обжиг файнштейна имеет целью удалить серу до содержания менее 0,02 % и перевести никель в NiO.
В связи с тем, что глубокое удаление серы требует высоких температур, а Ni3S2 легкоплавок (tпл = 788 °С) может при высоких температурах спекаться, обжиг проводят в две стадии. Первую стадию осуществляют в печах кипящего слоя, окисляя серу до содержания 1-2 % и поддерживая для предотвращения спекания частиц файнштейна температуру около 1000 °С.
Печь кипящего слоя для обжига файнштейна футерована, имеет площадь пода 7—8 м2 и расширяется кверху, чтобы уменьшить скорость отходящих газов и тем самым вынос пыли (частиц файнштейна). В поду из жароупорного бетона расположено множество (до 2000) отверстий (сопел) для подачи воздуха. Для загрузки шихты служит воронка, а с противоположной стороны имеется разгрузочное устройство.
Процесс обжига автогенный и непрерывный, через воронку в печь непрерывно загружают из-мельченный до 0,5 мм файнштейн. Восходящий снизу из сопел поток воздуха поддерживает зерна файнштейна во взвешенном состоянии и они совершают движение, похожее на кипение жидкости, что обеспечивает хороший контакт частиц с дутьем. Витающие в кипящем слое частицы файнштейна окисляются по реакциям:
Ni3S2 + 3,5O2 = 3NiO + 2SO2
Ni + l/2O2 = NiO
с выделением тепла. Для повышения тугоплавкости шихты в нее добавляют оборотную пыль. Через разгрузочное устройство непрерывно стекает продукт обжига — огарок. Выход огарка составляет 60—70 %, а пыли 30-40 %.
Вторую стадию обжига осуществляют в трубчатых вращающихся печах диаметром 2—3 и длиной до 50 м, футерована изнутри и установлена под углом 2—3° к горизонтали; благодаря наклону пересыпающийся при ее вращении мелкокусковой материал передвигается от верхнего конца к нижнему. Печь отапливают природным газом или мазутом, подаваемыми через горелку в нижнем ее конце.
Шихту, т.е. огарок с температурой 700—800 °С, загружают в верхний конец печи, двигаясь вниз, шихта нагревается факелом до ~ 1300 °С и высыпается из нижнего конца. Высокая температура и наличие в топочных газах кислорода (8—10 %) обеспечивают почти полное окисление серы огарка. Получаемый оксид никеля содержит, %: Ni ~ 78; Cu 0,4; Со 0,4-0,5; Fe 0,2-0,4.
Огарок из обжигового агрегата выходит с температурой ~950°С, ранее огарок просто охлаждали, а в настоящее время тепло используют для частичного восстановления NiO.
Огарок ссыпают в трубчатый реактор, добавляя туда 4—8% нефтяного кокса. За счет физического тепла огарка происходит восстановление части (до 40—50 %) NiO углеродом кокса. Предварительное восстановление ускоряет и удешевляет последующую плавку в электропечах.
Смотрите видео на металлургическую тематику в нашем новом разделе - "ВИДЕО" Читайте также:
