Очистка газов при производстве никеля.
Основными источниками получения никеля являются сульфидные и окисленные руды. Сульфидные руды, как правило, содержат также большие количества меди. Переработка их во многом напоминает производство меди. На никелевых заводах применяют также руднотермические печи, конверторы, электрические печи и печи кипящего слоя.
При переработке окисленных руд их подвергают предварительному спеканию на спекательных машинах.
Некоторые характеристики отходящих технологических газов и уносимой ими пыли даются в таблице.
Общим свойством пылей никелевого производства является отсутствие возгонов, вследствие чего пыль сравнительно крупная и достаточно хорошо улавливается. Это объясняется тем, что никелевые руды, как сульфатные, так и окисленные, почти не содержат металлов и их соединений, характеризуемых высокой летучестью. Наиболее распространённые и проверенные на практике схемы очистки приведены на рисунке:
Спекательные машины.
Количество газов, выделяющихся при работе одной машины 75 м2, составляет около 100 тыс. м3/ч. Средний размер частиц пыли, выносимый газами из спекательных машин при переработке окисленных руд, составляет 10-15мкм.
Пыль содержит всего 1,5-2 Ni и поэтому особой ценности не представляют. Поэтому для улавливания пыли из спекательных машин чаще всего применяют батарейные циклоны. Запылённость газов после циклонов обычно довольно высокая и составляет около 0,2 г/м3, даже при правильном выборе типа и размеров.
Шахтные печи.
При переработке окисленных никелевых руд в шахтных печах концентрация пыли весьма значительна и в отдельные периоды может достигать 60 г/м3, хотя в среднем составляет 8-10 г/м3. Пыль шахтных печей также крупная – на выходе из печи 70% частиц имеют размеры >40мкм. Вследствие больших объёмов газов, крупной пыли и невысокого содержания в ней никеля газы шахтных печей при плавке окисленных руд очищают с помощью скрубберов и батарейных циклонов (137, б). Стоимость сооружения газоочистки и её эксплуатации в этом случае низкая, однако содержание пыли в очищенном газе составляет около 0,3 г/м3. На некоторых заводах пыль улавливают в осадительных камерах и батарейных циклонах примерно с такой же эффективностью очистки. При использовании электрофильтров стоимость установки повышается, однако показатели её работы значительно улучшаются. При использовании электрофильтров при испытании получены следующие данные:
Конверторы.
При продувке медно-никелевых штейнов в конверторах выносимая газами пыль содержит до 12-18% Ni и до 12-15% Cu и поэтому представляют большую ценность. Хотя пыль, выносимая из конверторов, довольно крупная, лучшим аппаратом для её улавливания представляется сухой электорофильтр (137, в). Уловленную пыль возвращают обратно в технологических процесс. В старых установках за конверторами в качестве пылеуловителей стояли осадительные камеры. Низкая их эффективность и связанные с этим значительные потери ценной пыли не позволяют рекомендовать этот способ.
Обжиговые печи для файнштейна.
Наиболее прогрессивным типом печей обжига файнштейна являются печи кипящего слоя (КС). Выходящий из печи КС газ имеет температуру 400-500О С и запылённость 50-60 г/м3. При этом пыль содержит до 70-80 % Ni, что требует организации возможно полного улавливания.
Ввиду того, что пыль печей КС мелкодисперсна и средний размер частиц 1-5 мкм, рекомендуется применять двухступенчатую схему очистки (137, г) с установкой в качестве первой ступени циклонов, осуществляющих грубую очистку, и в качестве аппаратов тонкой очистки сухих электрофильтров.
При переработке сульфидных никелевых руд, содержащих, как правило, большое количество меди, рекомендуется применение тех же схем и аппаратов, что и в соответствующих пределах производства меди.