Способ безотходной переработки отвальных никелевых шлаков

Abstract

Приводятся структура и химический анализ структурных составляющих отвальных, конверторных никелевых шлаков на примере шлаков ОАО «Южно-Уральский никелевый комбинат» (ЮУНК) и Режского никелевого комбината (РНК), исследуются химические процессы, происходящие в реакционной емкости в процессе химико-термической обработки с использованием специальных компьютерных программ, химический состав и коррозионная стойкость полученных никелевых покрытий. В настоящий момент шлаковые отвалы разрабатываются с целью извлечения полезных элементов. Отвальные шлаковые массы перемещаются с места на место, перемешивается, а в результате дробления и сепарации увеличивается содержание в отвалах фракции 10 мм, что значительно затрудняет его дальнейшую переработку. Отвальный шлак измельчался до фракции 0,16 мм с целью наибольшей полноты вскрытия сульфидных включений, проводилась магнитная сепарация с получением магнитного и немагнитного концентратов. Лабораторные эксперименты высокотемпературной обработки проводились с использованием печи Таммана, разогретой до температуры 1550-1600 °С, в которую в графитовом тигле помещали навеску концентратов отвальных шлаков, выдерживали при данной температуре 10-15 мин. Шлак отделялся от металла, проводились металлографические исследования, определялся выход годного и химический состав продуктов плавки. Приведены карты распределения этих элементов в шлаке. Проводились с использованием сканирующего электронного микроскопа Jeol78M-7001F и смонтированного на нем энергодисперсионного спектрометра Oxford INCA x-mail 80. Фазовый состав определяли с использованием рентгеновского дифрактометра Rigaku Ultima 4. Разрабатывается схема технологического процесса одного из вариантов безотходной переработки лежалых и вновь образованных отвальных никелевых шлаков. Продуктами такой переработки является металл, легированный никелем, молибденом, кобальтом, и продукты использования шлаков: литье, щебень, цементная добавка и т. д. The structure and chemical analysis on the structural components of dump converter nickel slags is given on the example slags received from South Ural Nickel Plant OJSC (SUNP) and Rezhsky Nickel Plant (RNP), as well as the chemical process in the reaction container during chemical-thermal treatment using special computer programs, the chemical composition and corrosion resistance of the obtained nickel coat are studied. Presently, slag dumps are exploited for extracting useful elements. The waste slag heap is moved from place to place, mixed, and as a result of crushing and separation, the content of 10 mm fractions in the dumps increases, which greatly complicates further processing. The waste slag was crushed to 0.16 mm fractions to maximize the opening of sulfide inclusions, while the magnetic separation was carried out to obtain magnetic and non-magnetic concentrates. Laboratory-based experiments on high-temperature treatment were carried out using Tamman furnace preheated to 1550-16000 °C. A test charge of dump slag concentrates in a graphite crucible was placed inside and kept at above temperature for 10-15 minutes. As the slag was separated from the metal, metallographic studies were carried out, so the yield ratio and chemical composition of the smelting products were determined. Maps of the element distribution in slag are given. The studies were carried out using a Jeol78M-7001F scanning electron microscope and an Oxford INCA x-mail 80 energy-dispersive spectrometer mounted on it. A Rigaku Ultima IV X-ray diffractometer was used to determine the phase composition. A process flow sheet is being developed for one of the non-waste recycling options for mature and newly formed dump nickel slags. The products of such recycling are metal alloyed with nickel, molybdenum, cobalt, as well as the slag utilisation products i.e. casting, crushed rock, cement additive, etc.