Способ переработки окисленных никелевых руд

006987 Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам хлоридвозгоночного 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 хлоридвозгоночный обжиг с применением хлористого водорода и сжигание топлива (авт.св.СССР 441310, МПК С 22 В 1/08, опубл.30.08.74). Известный способ предусматривает проведение хлоридвозгоночного обжига при 1000-1150 С в фильтрующем или кипящем слое. В качестве хлорирующего агента используют газообразный хлористый водород с удельным расходом 0,15-0,35 т/т исходного материала, который регенерируют известными способами и возвращают в голову процесса. Газовая фаза представляет собой продукты сгорания топлива (жидкого или газообразного), осуществляемого с коэффициентом избытка воздуха, равным 1-2. Процесс хлоридвозгонки ведется при концентрации паров воды в газовой фазе 5-20% в присутствии 8-20% хлористого водорода. В этих условиях не происходит хлорирования и отгонки железа, поэтому из окисленной руды селективно извлекается только никель и кобальт. Недостатком известного способа является низкое извлечение ценных компонентов. Заявляемое изобретение направлено на разработку технологии комплексной переработки окисленных никелевых руд, позволяющей достигнуть высоких показателей извлечения ценных компонентов,получить в результате товарную продукцию - хлориды никеля, кобальта и оксид железа, годные для получения чистых металлов. Для достижения отмеченного выше технического результата в способе переработки окисленных никелевых руд, включающем хлоридвозгоночный обжиг с применением хлористого водорода и сжигание топлива, согласно заявляемому изобретению переработке подвергают руды с содержанием воды 1530%, обжиг ведут во вращающемся реакторе с противоточной подачей руды и смеси продуктов сгорания топлива и хлористого водорода, при этом в качестве топлива, направляемого на сжигание, используют твердое топливо, сжигание которого ведут с коэффициентом избытка воздуха, равным 1,25-1,35. Сущность изобретения заключается в следующем. В результате проведенных исследований было установлено, что проведение хлоридвозгоночного обжига окисленных никелевых руд во вращающемся реакторе с противоточной подачей руды и газовой фазы в заявляемых режимных условиях позволяет обеспечить оптимальную организацию процесса переработки руды с точки зрения селективности извлечения никеля, кобальта и железа. Как показали исследования, хлоридвозгоночный обжиг перерабатываемой руды в потоке технологических газов (смеси продуктов сгорания твердого топлива и хлористого водорода) осуществляется в нижней части вращающего реактора в соответствии со следующими химическими реакциями: Эксперименты показали, что описанный выше процесс гидрохлорирования определяется составом газовой фазы, представляющей собой смесь хлористого водорода и продуктов сгорания твердого топлива. Было установлено, что использование в качестве технологического топлива, направляемого на сжигание, твердого топлива позволяет минимизировать содержание воды в газовой фазе. Эксперименты показали, что при использовании жидкого или газообразного топлива содержание паров воды в газовой фазе увеличивается, что приводит к торможению процесса хлорирования железа и, как следствие - к снижению выхода товарного никеля и кобальта. Существенное важным для формирования оптимального состава газовой фазы, имеет значение коэффициента избытка воздуха , с которым ведут сжигание топлива, определяющее содержание свободного кислорода в газовой атмосфере. Эксперименты показали, что только лишь сжигание топлива с коэффициентом избытка воздуха, соответствующим заявляемому диапазону значений (1,25-1,35), обеспечивает оптимальные показатели извлечения ценных компонентов. При значениях , выходящих за указанные границы, наблюдалось существенное снижение извлечения никеля и кобальта. Как показали исследования, образовавшиеся газообразные хлориды никеля, кобальта и железа поступают в верхнюю часть вращающегося реактора. Экспериментально установлено, что подача на пере-1 006987 работку руды с содержанием воды не менее 15%, обеспечивает в верхней части реактора такие условия(температурный режим ниже 400 С и наличие паров воды), при которых идет только гидролиз хлорида железа по реакции 2FеСl3 + 3 Н 2 О = Fe2O3 + 6 НСl, а гидролиза хлоридов никеля и кобальта не происходит. Отмеченное выше обстоятельство позволяет осуществить сегрегацию хлоридов никеля и кобальта от оксидов железа. Возгоны никеля и кобальта улавливаются в системе сухого или мокрого улавливания. Полученный оксид железа в твердом виде улавливается там же. Таким образом, отмеченные выше заявляемые условия обеспечивают оптимальный режим гидрохлорирования перерабатываемой руды с получением товарных хлоридов никеля и кобальта и оксида железа. Ниже приведен пример, подтверждающий возможность осуществления заявляемого изобретения с получением указанного выше технического результата. Пример конкретной реализации заявляемого способа Эксперименты проводились на укрупненно-лабораторной установке производительностью 200 кг/ч во вращающейся печи (внутренний диаметр - 0,2 м; длина - 5,2 м) с противоточной подачей сырья и газовой фазы. Печь отапливалась угольной пылью из угля Кемеровского месторождения, сжигание которой осуществлялось в горелке с воздухом, нагретым до 400 С; в факел горелки подавали хлористый водород. Исследованиям подвергалась окисленная никелевая руда Буруктальского месторождения, содержащая по массе никеля (Ni) - 1,05%, кобальта (Со) - 0,08%, железа (Fe) - 22,0% с содержанием воды 20%. Исходный продукт - никелевую руду вышеуказанного состава, измельченную до гранул размером 1-5 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 Кемеровского 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 950 С происходит гидролиз хлорида железа. Содержании паров воды при этом изменяется от 0,8 до 10%. Полученный оксид железа в твердом виде улавливается в последней ступени пылеуловителя. Газообразные хлориды никеля и кобальта собираются на поверхностях пылеуловителя, которые периодически обдуваются. Хлористый водород, содержащийся в газовой фазе, регенерируется и направляется на гидрохлорирование. Химический состав возгонов, %: Ni 18,0; Co 1,5; Fe 80,0. Химический состав полученного огарка, %: Ni 0,06; Co 0,01; Fe 14,8. Степень отгонки: никеля 93,4%; кобальта 90%. Результаты проведенных экспериментальных исследований приведены в таблице. В указанной таблице сравниваются показатели заявляемого способа (опыты 2, 4, 5) и опытов,условия, проведения которых выходят за пределы, регламентированные формулой изобретения (опыты 1, 3, 4, 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 технологии комплексной переработки окисленных никелевых руд, позволяющей достигнуть высоких показателей извлечения ценных компонентов и получить в результате товарную продукцию - хлориды никеля, кобальта и оксид железа, годные для получения чистых металлов. Таблица-2 006987 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки окисленных никелевых руд, включающий хлоридвозгоночный обжиг с применением хлористого водорода и сжигание топлива, отличающийся тем, что переработке подвергают руды с содержанием воды не менее 15%, обжиг ведут во вращающемся реакторе с противоточной подачей руды и смеси продуктов сжигания топлива и хлористого водорода, при этом в качестве топлива, направляемого на сжигание, используют твердое топливо, сжигание которого ведут с коэффициентом избытка воздуха, равным 1,25-1,35.