Производство никеля

Московский Государственный Авиационный Институт

(Технический Университет)

кафедра «Конструкционные материалы»

Реферат

на тему:

«Производство никеля»

Студент: Павлюк Д.В. группа 02-206
Преподаватель: Тазетдинов Р.Г.

2000г.

Содержание:

Введение……………………………………………………………………………….3

Общие сведения о производстве никеля на различных предприятиях……………4

Схема обжига флотационного концентрата с полным возвратом пыли…………..5

Схема обжига флотационного концентрата с частичным возвратом пыли……….7

Обогащение никелевых руд………………………………………………….……….9

Флотация……………………………………………………………………………….9

Переработка медно-никелевых штейнов…………………………………………….11

Переработка файнштейна…………………………………………………………….11

Получение металлического никеля………………………………………………….13

Электролитическое рафинирование…………………………………………………14

Список использованной литературы ………………………………………………..16

ВВЕДЕНИЕ

Кобальт и никель как индивидуальные химические элементы открыты лишь в середине XVIII в. Но их минералы были известны с древнейших времен.

Минералы никеля употреблялись в Китае за 235 лет до н. э. для изготовления монет, в которых содержалось 78% меди и до 20% никеля (этот сплав назывался пагфонгом). В Европе аналогичный минерал был открыт в 1094 г. в Саксонии. Но так как извлечь из него металл не умели, то назвали «купферникель», что означает «дьявольская медь».

Никель был открыт шведским ученым А. Ф. Кронштедтом и 1751 г. в минерале николите. Первое практическое применение он обрел в 1824 г., когда в Европе появилась имитация китай­ского пагфонга, а с 1850 г. в ряде стран началось производство мелких никелевых монет.

В конце XIX и начале XX в. были открыты многие исклю­чительно ценные свойства кобальтовых н никелевых сплавов и с этого времени оба металла приобретают все подрастающее зна­чение. И кобальт, и никель принадлежат к стратегическим металлам, н применяются в очень важных областях играющих первостепенную роль в научно-техническом прогрессе.

Кобальт и никель широко применяются для изготовления маг­нитных сплавов. Качество постоянных магнитов определяется величиной остаточной индукции (в гауссах) и коэрцитивной си­лой, т. е. сопротивлением размагничиванию (в эрстедах). Кроме того, магниты должны быть устойчивы к температурным и меха­ническим воздействиям (вибрации) и поддаваться обработке.

Никель и кобальт не принадлежат к числу наиболее распро­страненных элементов, но они широко распространены в природе. Оба металла обнаружены в солнечной короне и найдены в метео­ритах, а на земле встречаются повсеместно: в горных породах, в морской и речной воде, в каменных углях и почве, в раститель­ных и животных организмах. Их абсолютное и относительное ко­личество в каждом случае варьирует в довольно широких преде­лах, но, как правило, никеля больше, чем кобальта.

В земной коре кобальт и никель находятся преимущественно в виде сульфидов и арсенидов или продуктов их окисления, а так­же в виде силикатов, образуя самостоятельные минералы и соп­ровождая аналогичные минералы железа, меди, марганца и неко­торых других элементов. По-видимому, близость ионных и атом­ных радиусов этих металлов допускает взаимное замещение. При этом в никелевых и железных рудах, а также в силикатных гор­ных породах соотношение Со : Ni в ряде случаев примерно такое же, как и в метеоритах, В отдельных месторождениях Сибири и Урала никель был найден в металлическом состоянии.

Полагают, что пo мере охлаждения земной коры различные химические элементы выделялись как бы в три этажа: в более глубоких внутренних слоях тяжелые металлы, за ними сульфиды и, наконец, в самом внешнем поясе — силикаты. В результате дифференциации магмы кобальт и никель концентрируются в ос­новном в ультраосновных горных породах, причем их содержание выше в тех скалах, которые выделились раньше. Так, например, в базальтах относительное количество обоих металлов в 6 раз выше, чем в олигоклазах, а в гранитах совершенно ничтожно.

Если судить по составу метеоритов, то можно полагать, что в недрах земли содержится до 8—10% кобальта и никеля, в сульфидах от 1 до 4%, а в силикатах 0,001% Со и 0,02% Ni. По дан­ным, общее содержание никеля в земной коре 0,02% и соответ­ственно кобальта 0,001%. Однако за последние годы и ряде работ приводятся иные данные: содержание кобальта в них оце­нивается в 0,004%, никеля 0,01%.

Следы никеля обнаружены в продуктах вулканических извер­жений и в нефти, в минеральных источниках и в пахотной земле, в растениях и в живых организмах (в частности, он содержится в поджелудочной железе).

В основном минералы никеля и кобальта представляет собой сульфиды, арсениды, арсенаты и силикаты. Они часто образуют соединения с примесью железа, меди или марганца, свинца и не­которых других металлов. При этом кобальта больше в сульфидах и арсенидах, а никеля — в силикатах.

Собственно никелевых минералов и минеральных видов изве­стно около 50. В основном это сульфиды, арсениды и силикаты. Силикаты никеля содержат следы кобальта, a арсениды сопровождаются аналогичными кобальтовыми минералами.

Наиболее важное промышленное значение в настоящее время имеют пентландит, никелин и гарниерит. Никель входит в состав многочисленных минералов других элементов, среди которых особенно важное значение имеет пирротин. Хотя содержание никеля здесь не превышает 0,6%, но распространенность пирротина, мощность его месторождений и сравнительная доступность ни­келевых включений делает извлечение этого металла из руд прак­тически целесообразным.

Никелевые и медно-никелевые руды часто сопровождаются ми­нералами не только кобальта, но и некоторых других ценных ме­таллов, в том число платины и ее аналогов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ НИКЕЛЯ НА РАЗНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.

Производство никеля из руд включает несколько стадий переработки сы­рья с получением на каждой из них соответствующего полупродукта. В мировой практике на большинстве предприятий, производящих никель, такими полупродуктами являются никелевый концентрат или никелевый (медно-никелевый) файнштейн. Они направляются на окислитель­ный обжиг для возможно более полного удаления серы из материала пе­ред последующей переработкой его на анодный металл.

Содержание серы в закиси никеля перед ее плавкой на аноды должно быть в пределах 0,01-0,5 %. Такое низкое содержание можно получать окислительным обжигом сульфидного материала лишь при 1100—1250 С. Нагрев никелевого сульфидного материала до такой температуры сопро­вождается спеканием и оплавлением его зерен уже при 650—750 С, что и явилось тем барьером, который долго не могли преодолеть во время ис­пытаний обжига этих материалов в печах кипящего слоя.

До внедрения окислительного обжига никелевых сульфидных полу­продуктов в промышленных печах кипящего слоя(КС) его подготовку к высокотемпера­турной обработке осуществляли в две стадии: первую — в многоподовых печах при температурах до 840-860°С с механическим перегреванием ма­териала на 12 подах и пересыпанием его с пода на под и вторую — в трубча­той вращающейся печи с нагревом закиси никеля до 1100—1250С. На пер­вой стадии обжига зерна сульфидного материала медленно нагревались до 840-860°С, окисляясь с поверхности, что предотвращало их спекание в интервале температур 650-750°С. Процесс осуществляли в сложных по конструкции, громоздких и трудно управляемых печах, занимавших большую площадь, требовавших большого расхода углеродистого топлива и тяжелого физического труда.

Вторую стадию окислительного обжига осуществляли без каких-либо трудностей в трубчатых вращающихся печах, получение высокой темпе­ратуры в которых достигалось за счет сжигания углеродистого топлива.

Освоение процесса окислительного обжига в печах позволило устра­нить крупные недостатки прежней технологии и перевести ее на автоген­ный режим. Появилась возможность механизировать и автоматизировать отдельные операции и весь процесс.

Получаемые при обжиге отходящие газы содержат повышенную кон­центрацию сернистого ангидрида, что позволяет производить из него сер­ную кислоту. Избыточное тепло процесса можно отводить и использовать для технологических нужд.

В настоящее время окислительный обжиг никелевых сульфидных мате­риалов и полупродуктов широко применяют в производстве никеля. В связи с тем, что объемы производства никеля во всем мире непрерывно возрастают, дальнейшее совершенствование технологии этого вида обжи­га имеет большое значение. Необходимо изыскивать резервы для даль­нейшего улучшения технико-экономических показателей и повышения эффективности производства.

На никелевых предприятиях исходным материалом для обжига в ки­пящем слое являются никелевые файнштейны и никелевые концентраты, получаемые при разделении медно-никелевых файнштейнов методом фло­тации.

Никелевый файнштейн получают из окисленных никелевых руд. содер­жащих мало меди, путем восстановительно-сульфидирующей плавки на штейн с последующей продувкой его в конверторах. Так получают файн­штейн на Уфалейском никелевом заводе, комбинате "Южуралникель" в Советском Союзе, заводе "Дониамбо" в Новой Каледонии, заводе "Сисакаима" в Японии и на других предприятиях. Полученный из окисленных никелевых руд файнштейн содержит 77-82 % Ni, до 2 % Сu и 16-22 % S.

Из медно-никелевых руд также получают никелевый файнштейн. По этой технологии осуществляют селективное разделение компонентов руды методом флотации с высокой степенью отделения меди от никеля и получают раздельные рудные концентраты: никелевый медный и пирротиновый. На заводе "Томпсон" в Канаде в процессе переработки такого концентрата получают никелевый файнштейн с 75 % Ni, 3 % Си и 20 % S, который направляют на переплавку и отливку сульфидных анодов с по­следующим выделением никеля электролизом.

Необходимо отметить, что из-за очень сложного химического и мине­ралогического состава медно-никелевых руд операциями обогащения трудно получить селективные никелевые концентраты с низким содержа­нием меди. Поэтому в результате переработки таких концентратов получа­ют медно-никелевый файнштейн (Норильский горно-металлургический комбинат, завод "Коппер Клифф" в Канаде, завод "Харьявалта" в Фин­ляндии) .

На некоторых отечественных предприятиях, а также на заводе "Конистон" (Канада) богатые медно-никелевые сульфидные руды подвергают плавке без предварительного обогащения. Бедные никелевые сульфидные руды обогащают с получением медно-никелевого концентрата (комбинат "Печенганикель", завод "Фолконбридж" в Канаде). В обоих случаях в процессе переработки рудного сырья получают медно-никелевый файнштейн. в котором содержится 35—65 % Ni, 20—50 % Сu, примеси благород­ных и редких металлов.

Большую часть металлического никеля в мире — электролитного, карбо­нильного, восстановленного порошкообразного никеля, закиси никеля и других продуктов— получают из медно-никелевых файнштейнов путем их предварительного флотационного разделения на медный и .никелевый сульфидные концентраты с последующим окислительным обжигом нике­левого концентрата.

Флотационный метод разделения медно-никелевого файнштейна в Со­ветском Союзе был разработан в 40-х годах в Ленинградском горном ин­ституте под руководством проф. И.Н.Масленицкого. В 1951 г. этот способ был внедрен на НГМК, а в 1956 г. — на "Североникеле". За рубежом фло­тационное разделение файнштейна было внедрено впервые на заводе "Коппер Клифф".

Современный процесс разделения медно-никелевого файнштейна со­стоит из медленного охлаждения, дробления, измельчения и разделения на медный и никелевый концентраты методом флотации. При этом медь концентрируется в пенном продукте, а никель — в нижнем сливе. Никеле­вый концентрат содержит 67-73 % Ni. 0,6-4.0 % Сu. 22—25 % S. а также благородные и редкие металлы.

Процесс окислительного обжига флотационного никелевого концентра­та осуществлен на НГМК и "Североникеле", на заводах "Коппер Клифф" и "Мацусако".

Никелевый концентрат получают также из окисленной латеритовой руды в процессе ее автоклавного сернокислотного выщелачивания и осаж­дения сероводородом никеля вместе с кобальтом. Этот концентрат содер­жит до 53 % Ni и 35 % S. На Буруктальском никелевом заводе его обжи­гают в печи с максимальным удалением серы и получением закиси никеля, которую направляют на дальнейшую переработку.

Т
аким образом, на большинстве отечественных и зарубежных никеле­вых предприятий применяют окислительный обжиг богатых сульфидных никелевых полупродуктов — файнштейнов, флотационных концентратов и концентратов гидрометаллургической переработки окисленных никеле­вых руд.

Практическое осуществление процесса обжига сульфидных никелевых материалов определяется их физико-химическими свойствами, термоди­намикой и кинетикой окислительных процессов. Знание этих процессов и их термодинамических характеристик имеет большое значение для рас­четов оптимальных режимов окислительного обжига никелевых сульфид­ных материалов в кипящем слое перед их последующей переработкой на металл.

ОБЖИГ ФЛОТАЦИОННОГО КОНЦЕНТРАТА С ПОЛНЫМ ВОЗВРАТОМ ПЫЛИ

На Норильском горно-металлургическом комбинате никелевый концент­рат получают путем, флотационного разделения медно-никелевого файнштейна, содержащего, %: 35-45 Ni; 30-40 Сu; 1,5-3,0 Fe; 21-23,7 S. После медленного охлаждения и последующих операций дробления, из­мельчения и флотации получают два основных и один промежуточный продукт.

Рис. 1. Технологическая схема обжига никелевого концентрата на НГМК:

1 - сгуститель; 2 - барабанный вакуум-фильтр; 3 - ленточный транспортер; 4 -бункер для кека; 5 — бункер для пыли; 6 — бункер для шихты; 7 - печь КС; 8-циклон; 9 — дымосос; 10 — электрофильтр; 11 — бункер для угля; 12 — трубчатая печь; 13 — скруббер

К основным продуктам относятся никелевый и медный концент­раты, промежуточным является магнитная фракция. Никелевый концент­рат и магнитную фракцию направляют для последующей переработки окислительным обжигом в печах КС. В никелевом концентрате содержит­ся 65,5 % Ni и 24 % S; в магнитной фракции 68,7 % Ni и 4,2 % S. Содержание класса крупности частиц меньше 53 мкм в концентрате составляет 88—95 %, в магнитной фракции 10—15%.

После сгущения и фильтрации пульпы кек транспортером подается в бункер шихтарника печей КС. Сов­местно с никелевым концентратом эти операции проходит часть оборот­ной пыли, подаваемой в сгуститель пневмотранспортом из электро­фильтров и в мокром виде из скрубберов. Доля пыли, подаваемой в обо­рот, составляет 15—20 % от общего ее количества.

Из бункера кек влажностью 7—8 % тарельчатым питателем выгружает­ся в лопастный двухвальный смеситель. Сюда же из параллельного бунке­ра поступает сухая оборотная пыль из циклонов и газоходов. За счет добавки сухой пыли шихта после смесителя имеет влажность не более б%. .

Пройдя двухвальный смеситель, шихта приобретает однородную и хо­рошо сыпучую структуру. Ленточным транспортером ее подают в бункер, откуда ленточным питателем загружают через свод загрузочной камеры в печь КС.

Готовый продукт с уровня пода печи по наклонной течке самотеком непрерывно поступает в трубчатую вращающуюся печь. Часть закиси ни­келя отгружается для приготовления активного никелевого порошка и на доводку анодного никеля при его выплавке.

Газы из обжиговой печи проходят грубую очистку в циклонах и газо­ходах. На печи параллельно работают два газохода. Газоходные отверстия расположены в стенке печи под сводом. Отсос газов из печи осуществляет­ся дымососом ВГД-20, который направляет газы в электрофильтры. После электрофильтров газы выбрасываются через 160-м трубу в атмосферу. Пыль из циклонов и газоходов подается в кюбелях на шихтарник с по­мощью мостовых кранов.

Схема обжига в целом характеризуется полным возвратом пыли на обжиг. Причем, кроме собственной (обжиговой пыли), в печь КС подает­ся пыль из трубчатых и анодных печей. Следует, однако, заметить, что выход пыли трубчатых и анодных печей сравнительно мал. Схема обжига характеризуется также отсутствием утилизации тепла и серы газов и от­сутствием охлаждения слоя. Обогащение кислородом дутья не приме­няют. На обжиг подается неокатанная шихта.

Основные технологические показатели обжига на отдельных печах несколько отличаются, что объясняется их конструктивными особеннос­тями. В целом эти показатели можно характеризовать следующими дан­ными:

Удельная производительность по концентрату:

на площадь пода, т/(м² ·сут) .…………………………...................... 13

на внутренний объем печи, т/ (м²_·сут) ...............……………………. 1,1

Удельный расход воздуха на 1 т концентрата, м³/т .......…………... 1800

Температура в слое, °С. ........................……………………………... 1140

Пылевынос, %:

от загрузки .....………………………………………........................... 30—35

от концентрата. ...........................…………………………………….. 40—45

Высота слоя в насыпном состоянии, м ...............………………….... 1,5

Давление воздуха в дутьевой камере (под подиной печи), кгс/см²…. 0,45

Содержание SO, в газах после электрофильтров, % ....………….... 4,5

В совокупности с характеристикой продуктов обжига приведенные технологические показатели дают достаточно «полное представление о ре­зультатах обжига никелевого концентрата на Норильском комбинате.

Обращает на себя внимание очень высокая температура обжига. Ранее высокая температура обжига была недостижима из-за чрезмерного укруп­нения материалов в слое. Существенное повышение температуры обжига объясняется увеличением давления дутья, что позволило увели­чить массу (высоту) слоя. Если раньше давление воздуха под подиной было 0,14 кгс/см², то теперь оно составляет 0,4—0,5 кгс/см². Большая масса слоя воспринимает и в значительной мере гасит резкие колебания изменения содержания серы в шихте, позволяя поддерживать высокий средний температурный уровень без резкого укрупнения частиц. Кроме того, увеличение высоты слоя позволяет увеличивать поток концентрата, не уменьшая среднего времени пребывания материала в слое. Соответст­венно загрузке изменяется и поток воздуха, т.е. увеличение загрузки концентрата на единицу площади пода печи приводит и к увеличению ско­рости дутья. Увеличение же скорости дутья позволяет поддерживать без­аварийную работу печи на более крупном материале (более крупной за­киси никеля).

Таким образом, увеличение давления дутья под подиной (увеличение высоты слоя) объективно приводит к возможности работы на повышен­ных температурах обжига. Увеличение температуры обжига, в свою оче­редь, обеспечивается интенсификацией загрузки, а также снижением коэффициента расхода дутья. При небольшой удельной произ­водительности невозможно обеспечить низкий коэффициент расхода дутья по гидродинамическим условиям, так как скорость дутья при прочих рав­ных условиях прямо пропорциональна удельной производительности по загрузке и удельному расходу дутья:

,

W_К.С. — скорость дутья на площадь пода, м/с (при нормальных условиях);

 удельная производительность печи по сырью (концентрату), т/(м²_·сут);

— удельный расход воздуха, м³/т концентрата; Т— темпе­ратура в слое. К;

К — коэффициент, учитывающий размерность парамет­ров и температуру в слое.

При указанных размерностях и К == 1,157 • 10^-5 при опреде­лении скорости дутья, приведенного к нормальным условиям, и К = 4,239 • 10^-8 при определении скорости дутья, приведенного к темпера­туре в слое. и нормальному давлению (избыточное давление отсутствует).

Следует отметить, что наличие магнитной фракции как отдельного вида сырья для обжиговых печей сопряжено с усложнением обжигового переде­ла в целом. Магнитную фракцию надо либо точно дозировать к основному потоку никелевого концентрата, что затруднительно, либо обжигать в отдельной печи.

Как показала практика НГМК, обжиг одной магнитной фракции харак­теризуется показателями, значительно отличающимися от показателей об­жига никелевого концентрата. Резкие колебания химического состава и физической структуры частиц магнитной фракции определяют и неста­бильность технологии ее обжига.

В заключение можно отметить, что схему обжига никелевого концент­рата на НГМК нельзя отнести к сложным, однако она обладает ограничен­ными возможностями по существенному повышению удельной произво­дительности из-за увеличения пылевыноса. К недостаткам следует отнести также отсутствие утилизации тепла и серы обжиговых газов.

ОБЖИГ ФЛОТАЦИОННОГО КОНЦЕНТРАТА С ЧАСТИЧНЫМ ВОЗВРАТОМ ПЫЛИ

На комбинате "Североникель", как и на НГМК. никелевый концентрат выделяют при разделении медно-никелевого файнштейна методом флота­ции. Концентрата среднем содержит, %: 67,3 Ni; 3,0 Сu; 1,7 Fe; 0,5 SiO; 24 S. Степень измельчения концентрата характеризуется содержанием фракции менее 0,044 мм в количестве 92 %.

Рис. 2. Технологическая схема обжига никелевого концентрата на комбинате "Североникель":

1 - сгуститель; 2 - барабанный вакуум-фильтр; 3 -.бункер с тарельчатым питате­лем; 4 - печь КС; 5 - котел-утилизатор; 6 - циклон; 7 - эксгаустер; 8-электро­фильтр; 9 — трубчатая печь; 10 — холодильник

Действующая в настоящее время технологическая схема переработки никелевого концентрата приведена на рис.2. В соответствии с этой схе­мой пульпа никелевого концентрата после флотационного разделения файнштейна поступает в сгуститель. Туда же подают пневмотранспортом оборотную пыль в количестве около 10 % от массы концентрата. После сгущения и фильтрации на барабанных вакуум-фильтрах кек влажностью 8—9 % поступает в бункер, куда подают также влажные обороты цеха электролиза никеля. Из бункера материалы ленточным транспортером пе­редаются в лопастный двухвальный смеситель, куда поступает также оборотная пыль в количестве 5—10 % от массы концентрата. Далее шихту загружают через свод загрузочной камеры. Горячая закись никеля с темпера­турой 1080—1150 °С из печи КС с помощью двухсекторного регулируемо­го затвора самотеков поступает в трубчатую печь.

Газы от обжига никелевого концентрата попадают сначала в котел-ути­лизатор и параллельно ему работающий водоохлаждаемый газоход, где охлаждаются до 400 °С, проходят грубую очистку в батарейных циклонах и эксгаустером направляются в электрофильтры УГТ-40/з и затем — на производство серной кислоты.

Часть пыли на "Североникеле" является готовой продукцией печи КС. Это в значительной мере ухудшает качество закиси никеля, выходящей из печи КС. Ниже приведен ее наиболее характерный гранулометрический состав,%:

Крупность фракции,

мм ............ +1 -1+0,63 -0,63+0,4 -0,4+0,31 -0,31

Выход, % .....7 15 50 18 10

Закись никеля получается при "жестких" условиях обжига: темпера­туре выше 1100 °С, содержании серы в шихте 21,5-22,5 %. Однако добав­ка пыли делает ее значительно мельче: средневзвешенное содержание мелочи меньше 0,20 мм в смеси закиси из слоя и пыли вместо 3—6 % сос­тавляет 20—30 %. Смесь закиси никеля и пыли представляет собой пыля­щий материал. Это заметно и по материальным балансам последующего передела закиси КС в трубчатых печах: чем больше загружают в трубча­тую печь такой шихты, тем больше получают пыли в котлах-утилизаторах за трубчатыми печами. При загрузке одной пыли в трубчатую течь пылевынос из нее достигает 50—60 %.

Кроме того, подача пыли в готовую продукцию значительно повышает содержание серы в ней. Если закись никеля, выгружаемая из слоя, имеет содержание серы 0.1—0,2 %, то в смеси этой закиси и пыли оно достигает 0.5%.

Таким образом, подача части пыли в готовую продукцию, уменьшая общую циркуляционную нагрузку на обжиг, приводит к существенному ухудшению качества продукта по крупности и содержанию серы.

Важной особенностью технологической схемы комбината "Североникель" является утилизация серы и тепла отходящих газов.

Основные технологические показатели обжига характеризуются сле­дующими данными:

Удельная производительность по концентрату:

на площадь пода, т/(м² ·сут)..........………………….......... 15

внутренний объем печи, т/(м³. сут) ...........……………... 0,8

Удельный расход воздуха на 1 т концентрата, m'/t ......... 1900

Коэффициент расхода дутья ...................………………... 1.3

Температура в слое, С. ............….......…………………...... 1120

Пылевынос, %:

от загрузки............................……………………………...... 30

от концентрата........................…………………………….. 40

Высота слоя в насыпном состоянии, м .………................. 1,7

Давление воздуха в дутьевой камере (под подиной печи), кгс/см² 0,47

Содержание SO₂ в газах после электрофильтров, % .......... 5,5

В целом значения показателей близки к таковым на НГМК. И в том и в другом случаях отмечается большой пылевынос. При обжиге никелевого концентрата на "Североникеле" прямой выход закиси никеля, выгружае­мой из печи КС, меньше, чем на НГМК, что соответствует балансу круго­оборота пыли:

Ф_П.К. =Ф_П. – Ф_П.О.

где Ф_ПК — поток пыли. выделяющейся непосредственно от загружен­ного концентрата;

Ф_П. — общий поток пыли из печи КС;

Ф_П.О. — поток оборотной пыли в печь КС.

При Ф_П. = Ф_П.О., выход закиси никеля Ф_З.Н. по массе соответствует загрузке концентрата Ф_К

Ф_ЗН = Ф_К β_ЗН /100

Этот случай отвечает схеме обжига с замкнутым циклом пыли — вся пыль обжига возвращается в печь КС.

При Ф_П < Ф_ПО на обжиг подается большее количество пыли, чем полу­чается в печи КС. В этом случае непосредственный выход закиси никеля, выгружаемой из печи, больше, чем загружается никелевого концентрата.

Схема с таким циклом соответствует норильской: там в печь КС возвра­щается вся пыль собственная, и к ней добавляется пыль из трубчатых и анодных печей.

Схема комбината "Североникель" характеризуется соотношением Ф_П > Ф_ПО. В этом случае из печи КС выдается меньше закиси никеля, чем загружено концентрата. Положительной стороной этой схемы является уменьшение грузопотока пыли в цикле печей КС. Кроме того. с умень­шением возврата пыли уменьшается пылевынос из печи, и получается более крупная закись никеля. Крупная закись никеля при достаточно высоких скоростях дутья в меньшей степени подвержена конгломерированию и залеганию, легко выгружается из печи КС даже при очень высоких температурах. В конечном итоге изъятие части пыли из кругооборота позволяет интенсифицировать обжиг усложняющих предварительных операций по окатыванию шихты.

ОБОГАЩЕНИЕ НИКЕЛЕВЫХ РУД

В характеристике никелевых руд была отмечена та особен­ность, что они обычно содержат минералы — пирротин, пентандит, халькопирит, а также платиновые металлы в основных по­родах, арсеииды и сульфиды никеля и кобальта в кислых маг­мах.

В коре выветривания никель находится в значительной части в виде силикатов — гарниерита и других минералов — и мето­дами механического обогащения не извлекается.

Если пирротин содержит изоморфно связанный с ним пентландит, а меди мало, то все сульфиды извлекаются коллективно и дальнейшее разделение производится металлургическим путем. Можно использовать для извлечения пирротина его магнитные свойства. Хвосты магнитной сепарации после дробления измель­чаются и флотируются.

Так как пирротин легко окисляется, то его необходимо быстро выводить из процесса. Это дает возможность сразу получить сульфидный концентрат и хвосты.

На фабрике фирмы Inеrnational Nikel Co. (Канада), где пе­рерабатываемая руда содержит 3,4% Сu и 1,7% Ni, проводят селективную флотацию с получением одного медного, а потом железо-никелевого концентратов. Медный концентрат три раза переочищают, что дает концентрат, содержащий 25% Сu и 1% Ni.

Исследована руда, являющаяся оруднением габбро-диабаза с нормальной и тонкой вкрапленностью сульфидов меди и никеля.

Основными рудными минералами являются пирротин, халькопи­рит, пентландит и магнетит. Руды содержат — 0,34% Ni и — 0,45% Сu. Основная масса породы представлена полевыми шпа­тами (20%), пироксенами (5—6%), оливином (2—3%) и вто­ричными минералами. Руда перерабатывалась но двухстадийной коллективно-селективной схеме. Черновой концентрат перед се­лекцией подвергался перечистке с подачей соды в количество 300 г/т концентрата.

Изучалась возможность депрессии вторичных минералов в кислой среде. Исследования показали, что время флотации, необ­ходимое для достижения извлечения—97%, в случае примене­ния депрессоров и трансформаторного масла в кислой среде, сокращается до 3—5 мин вместо 15 мин, при флотации в содовой среде. При расходе 367 г/т Na₂SiF₆ и 184 г/т Na₂CO₃ содержание Ni увеличивалось в 2 раза при высоком извлечении металла в концентрат.

Другая схема предусматривает коллективную флотацию халь­копирита и никеленосного пирротина со свободным пентландитом с последующей селективной флотацией коллективного концент­рата в содовой среде и с депрессией пентландита и пирротина.

В институте «Гинроникель» приведены опыты по восстановительному селективному обжигу никелевых руд в кипящем слое.

В никелевых рудах часто находятся легко флотируомые шламы магнезиальных силикатов, которые загрязняют концентрат. Для депрессии шламов пустой породы применяют органические депрессоры, например щелочной раствор крахмала, сульфонаты и сульфаты органических веществ, получающихся в целлюлоз­ной промышленности и др. Особенно эффективна карбоксилметилцеллюлоза.

Этиловый ксантогенат можно с успехом применять для извле­чения Ni и Со из различных растворов методом ионной флотации. Разработанный метод заключается в осаждении металлов и флотации их ксантогенатных осадков в обычных флотацион­ных аппаратах с небольшими добавками вспенивателя. Присут­ствующие в водах шламы не ухудшают процесс ионной флотации.

Прогресс регенерации этилового ксантогената из