СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПЕЧНЫХ ОТВАЛЬНЫХ НИКЕЛЕВЫХ ШЛАКОВ НА ФЕРРОНИКЕЛЬ И ЛИТЕЙНЫЙ ЧУГУН
METHOD OF RECYCLING OF FURNACE WASTE NICKEL SLAGS TO FERRONICKEL AND CAST IRON

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам переработки печных отвальных никелевых шлаков для получения товарного ферроникеля и литейного чугуна марок Л1-Л6 по ГОСТ 4832-95.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ получения ферроникеля, включающий смешивание никельсодержащей руды с углеродистым восстановителем, проплавление огарка в печи, выпуск шлака и металлического расплава (Пат. РФ на изобретение №2310694, C22C 33/04, опубл. 20.11.2007), согласно которому бедную железохромоникелевую руду предварительно сушат и обжигают, полученный огарок смешивают с углеродистым восстановителем в количестве 0,5-14% от массы руды, смесь проплавляют в печи с получением железистого шлака и металлического расплава, выпускают железистый шлак, затем осуществляют дефосфорацию металлического расплава, для чего вводят в него порциями флюс в количестве 5-20% от массы расплава и продувают кислородом, затем выпускают фосфористый шлак и никельсодержащий металлический расплав с содержанием никеля 5-20%.
Известный способ позволяет перерабатывать бедные железохромоникелевые руды с целью извлечения никеля в виде ферроникеля и не предполагает переработку печных отвальных шлаков, которые по химическому составу отличаются от состава железохромоникелевых руд (табл.1). А также в известном способе не указывается способ переработки железистого шлака, получающегося при расплавлении железохромоникелевых руд с углеродсодержащим восстановителем.
Задачей изобретения является получение товарного ферроникеля и литейного чугуна Л1-Л6 по ГОСТ 4832-95 из печных отвальных никелевых шлаков.
Технический результат заключается в получении товарного ферроникеля, содержащего не менее 5% никеля и литейного чугуна, марок Л1-Л6 по ГОСТ 4832-95.
Для решения поставленной задачи предложен способ переработки печных отвальных никелевых шлаков на ферроникель и литейный чугун марок Л1-Л6 (ГОСТ 4832-95), включающий смешивание предварительно просушенного печного отвального шлака с углеродсодержащим восстановителем в количестве 3-10% от массы шлака, расплавлением полученной смеси в факельной печи, работающей на отработанном моторном масле, и конструкция которой позволяет при ее наклоне сливать сначала жидкий металл, оставляя шлак, и после расплавления смеси печного отвального шлака с углеродсодержащим восстановителем производится выпуск из печи ферроникеля, содержащего более 5% никеля, в ковш, куда после окончания выпуска в целях десульфурации вводится железо-магниевая лигатура в количестве, необходимом для обеспечения допустимого содержания серы в ферроникеле, затем на шлак добавляется углеродсодержащий восстановитель в количестве 10-20% от массы шлака и производится последующее расплавление оставшегося в печи шлака с получением литейного чугуна марок Л1-Л6 (ГОСТ 4832-95), который после предварительного перегрева выпускают в ковш или изложницы.
Способ осуществляют следующим образом. Предварительно просушенный печной отвальный шлак смешивают с углеродсодержащим восстановителем (коксик или бой графитовых электродов) в количестве 3-10%. Необходимое количество восстановителя определяют расчетами для получения заданной марки ферроникеля и корректируют экспериментами. Меньшее содержание углеродсодержащего восстановителя применяют для получения богатых по никелю ферроникелевых сплавов, а увеличивая количество углеродсодержащего восстановителя, уменьшают содержание никеля в ферроникеле. Готовый ферроникель выпускают в ковш, куда после окончания выпуска вводится железо-магниевая лигатура с целью десульфурации в количестве, необходимом для обеспечения допустимого содержания серы в ферроникеле. Оставшийся в печи обогащенный железом шлак подвергается  дальнейшему плавлению после предварительного введения в печь углеродсодержащего восстановителя в количестве 10-20% от массы шлака. По расплавлению шлака и окончанию процессов восстановления железа из окислов полученный литейный чугун сливают в ковш для последующей разливки или непосредственно в изложницу, а оставшийся от переделов шлак в печи можно использовать в производстве цемента.
Таким образом, печные отвальные никелевые шлаки возможно перерабатывать комплексно с получением трех ликвидных товарных продуктов-ферроникеля, литейного чугуна, марок Л1-Л6 по ГОСТ 4832-95 и клинкера, идущего на производство цемента.
Представленная технология является безотходной.
Таблица 1
Состав отвального печного шлака
№ п/п
Элементный состав отвального печного шлака, % масс.
Fe<sub>общ.</sub>
SiO<sub>2</sub>
CaO
NiO
S
P
Cr
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
MgO
MnO
Na<sub>2</sub>O
1
25-30
40-45
7-10
2-3
1-1,5
0,02-0,03
0,01
4-6
12-14
0,3-0,5
0,4-0,5