Способ переработки окисленных никелевых руд

012619 Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам хлоридовозгоночного обжига окисленных никелевых руд. Известен способ переработки железистых окисленных никелевых руд путем нагрева смеси руды,хлоридсодержащей соли, твердого углеродсодержащего восстановителя и флюсов с последующим обогащением измельченного огарка, при котором шихту подвергают ступенчатому нагреву до 750-850 С со скоростью более 10 /мин, далее в течение 1 ч со скоростью до 2 /мин, затем до 950-1050 С (Авт.св. СССР 395459, МПК С 22 В 1/08, опубл. 28.08.73). Недостатком известного способа является низкий выход товарных продуктов, обусловленный многоступенчатостью процесса и связанными с этим потерями никеля и кобальта. Кроме того, применение твердого хлоринатора существенно осложняет процесс, приводит к увеличению расхода энергоресурсов. Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ переработки окисленных никелевых руд, включающий хлоридовозгоночный обжиг исходного сырья в противотоке руды и смеси продуктов сгорания топлива и хлористого водорода, выделение образовавшихся хлоридов никеля и кобальта с последующим получением товарных продуктов (описание к Евразийскому патенту 009222,МПК С 22 В 23/02, опубл. 28.12.2007). Известный способ предполагает проведение хлоридовозгоночного обжига перерабатываемой руды во вращающемся реакторе с противоточной подачей руды и смеси продуктов сгорания топлива и хлористого водорода. Выделенные в системе сухого или мокрого улавливания образовавшиеся газообразные хлориды никеля и кобальта подвергают сульфатизации с получением промпродукта - сульфатов никеля и кобальта, в результате переработки которых получают товарную продукцию - металлические никель и кобальт. Недостатками известного способа является его низкая экономичность, обусловленная сложностью технологии, предусматривающей многоступенчатость получения товарной продукции, и как следствие большой расход энергоносителей, высокая себестоимость процесса. Заявляемое изобретение направлено на повышение экономичности способа переработки окисленных никелевых руд за счет упрощения технологии, снижения расхода электроэнергии и топлива. Для достижения отмеченного выше технического результата в способе переработки окисленных никелевых руд, включающем хлоридовозгоночный обжиг исходного сырья в противотоке руды и смеси продуктов сгорания топлива и хлористого водорода, выделение образовавшихся хлоридов никеля и кобальта с последующим получением товарных продуктов согласно заявляемому изобретению выделенные хлориды никеля и кобальта подвергают гидролизу в циклонном теплообменном аппарате с подачей водяного пара, процесс ведут при температуре не менее 800 С и концентрации водяного пара не менее 20%, полученные оксиды никеля и кобальта выводят в качестве товарных продуктов, а выделившийся хлористый водород направляют на стадию хлоридовозгоночного обжига. Кроме того, исходное сырье подвергают предварительному нагреву, осуществляемому в циклонном теплообменном аппарате. Сущность изобретения заключается в следующем. В результате проведенных исследований было установлено, что проведение гидролиза образовавшихся хлоридов никеля и кобальта в циклонном теплообменном аппарате с подачей водяного пара в заявляемых режимах позволяет осуществить в одном аппарате получение оксидов никеля и кобальта, являющихся ценными товарными продуктами. Полученные из хлоридов оксиды металлов представляют собой тонкодисперсный порошок, средний размер гранул которого не превышает 40 мкм. Частицы оксидов металлов выносятся потоком охлаждающегося газа в пылеуловительные аппараты. Полученные оксиды хорошо разделяются магнитной сепарацией. Таким образом, процесс переработки в целом существенно упрощается, делается более экономичным. Кроме того, осуществление в циклонном теплообменном аппарате одновременного нагрева исходного сырья (перед подачей последнего на хлоридовозгоночный обжиг) и направление хлористого водорода, выделившегося в процессе гидролиза, на стадию хлоридовозгоночного обжига также обеспечивает оптимальную с точки зрения экономичности организацию процесса переработки руды. Как уже отмечалось выше, существенно важное значение при этом играют полученные экспериментально режимы процесса гидролиза, осуществляемого в циклонном теплообменном аппарате. Оказалось, что при проведении процесса при температуре менее 800 С степень гидролиза хлоридов никеля и кобальта снижается, соответственно, на 4 и 3%. Также было установлено, что концентрация водяного пара в реакционном пространстве циклонного теплообменного аппарата должна составлять не менее 20%. Эксперименты показали, что при содержании влаги в газовой фазе меньше указанного значения гидролиз хлоридов никеля и кобальта идет, соответственно, только на 95 и 94%. Таким образом, отмеченные выше заявляемые условия позволяют существенно упростить технологию переработки окисленных никелевых руд с получением товарных оксидов никеля и кобальта, снизить расход электроэнергии, обеспечить повышение экономичности процесса в целом. Ниже приведен пример, подтверждающий возможность осуществления заявляемого изобретения с получением указанного выше технического результата.-1 012619 Пример конкретной реализации заявляемого способа. Эксперименты проводились на укрупненно-лабораторной установке производительностью 200 кг/ч во вращающейся печи (внутренний диаметр - 0,6 м; длина - 4,8 м) с противоточной подачей сырья и газовой фазы. Печь отапливалась угольной пылью из угля Мамытского месторождения, сжигание которой осуществлялось в горелке с воздухом, нагретым до 400 С; в факел горелки подавали хлористый водород. Исследованиям подвергалась окисленная никелевая руда Бадамшинского месторождения, содержащая по массе: никеля (Ni) - 1,10%, кобальта (Со) - 0,08%, железа (Fe) - 22,0%. Исходный продукт - никелевую руду вышеуказанного состава, измельченную до гранул размером 1-3 мм, в количестве 200 кг/ч загружают во вращающуюся печь через загрузочное устройство, расположенное в верхней части печи. Под действием силы тяжести руда перемещается в нижнюю часть вращающейся печи. Противотоком подают смесь хлористого водорода и продуктов сгорания твердого топлива - угольной пылью из угля Мамытского месторождения, сжигание которой в горелке осуществлялось с коэффициентом избытка воздуха , равным 1,25. Газовая фаза, таким образом, содержала 12% паров хлористого водорода, 0,8% воды и 5% кислорода. Гидрохлорирование этими газами производится в нижней части вращающейся печи при температуре 1050-1100 С. Образовавшиеся газообразные хлориды никеля, кобальта и железа поступают в верхнюю часть вращающейся печи, где при температуре 850 С частично происходит гидролиз хлорида железа. Содержание паров воды при этом изменяется от 3,0 до 10%. Газообразные хлориды никеля, кобальта и железа в смеси с технологическими газами подаются в противоточный циклонный теплообменник по тангенциальному входу со спутовой подачей водяного пара. Концентрацию водяного пара в технологических газах поддерживают на уровне 20%. Температуру в реакционном пространстве поддерживают на уровне 850 С путем сжигания в нем любого энергетического топлива. Образовавшиеся в процессе гидролиза оксиды никеля, кобальта и железа улавливают в пылеулавливающих устройствах. Обеспыленные газы, содержащие хлористый водород, регенерируют и направляют на гидрохлорирование. Для утилизации тепла технологических газов, поступающих в теплообменник, в него одновременно подают исходную окисленную никелевую руду, которая нагревается до температуры 650-700 С, после чего ее подают в хлоратор (вращающуюся печь). Проведенные эксперименты показали, что переработка окисленной никелевой руды путем гидрохлорирования с последующим гидролизом полученных хлоридов металлов для перевода их в оксиды позволило получить в качестве товарной продукции 99,9% оксидов никеля и кобальта. Остаточное содержание хлоридов в пыли составило, %: 0,001 Со; 0,01 Ni; 0,1 Fe. Расход топлива на гидрохлорирование за счет предварительного нагрева руды в теплообменнике снизился на 22%. Результаты проведенных экспериментальных исследований приведены в таблице. В указанной таблице сравниваются показатели заявляемого способа (опыты 2, 3, 4) и опытов,условия проведения которых выходят за пределы, регламентированные формулой изобретения (опыты 1, 5, 6). Как видно из представленных материалов, только совокупность заявляемых признаков обеспечивает возможность достижения оптимальных показателей разработанного процесса переработки окисленных никелевых руд. Таким образом, заявляемое изобретение успешно решает задачу создания высокоэкономичной технологии переработки окисленных никелевых руд, позволяющей достигнуть высоких показателей извлечения ценных компонентов и получить в результате товарную продукцию - оксиды никеля и кобальта.-2 012619 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки окисленных никелевых руд, включающий хлоридовозгоночный обжиг исходного сырья с противоточной подачей руды и смеси продуктов сгорания топлива и хлористого водорода, выделение образовавшихся хлоридов никеля и кобальта с последующим получением товарных продуктов, отличающийся тем, что выделенные хлориды никеля и кобальта подвергают гидролизу в циклонном теплообменном аппарате с подачей водяного пара, процесс ведут при температуре не менее 800 С и концентрации водяного пара не менее 20%, полученные оксиды никеля и кобальта выводят в качестве товарных продуктов, а выделившийся хлористый водород направляют на стадию хлоридовозгоночного обжига. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходное сырье подвергают предварительному нагреву,осуществляемому в циклонном теплообменном аппарате.