§ 16. Плавка окисленных никелевых руд в шахтных печах

Окисленные никелевые руды в СССР перерабатывают методом восстановительно-сульфидирующей плавки с гипсом или пиритом. По этой схеме работают три предприятия. На двух из них – комбинатах «Южуралникель» и «Уфалейском» – шахтные печи pa6oтают на дутье, обогащенном кислородом. За рубежом никель получают из окисленных никелевых руд в шахтных печах, работающих на воздушном дутье, нагретом до 900–1000⁰С (завод «Дониамбо», Новая Каледония). Этот процесс обеспечивает значительную интенсификацию плавки и экономию кокса. В шахтную плавку поступают агломерат и окатыши в соотношении 1:1. На 1000 кг этой смеси расходуется 210 кг кокса, 180–200 кг известняка и 80 кг гипса. На заводе работают футерованные шахтные печи овального сечения (13 м²) с герметичным колошником. Особенность шахтной плавки на заводе «Дониамбо» – получение тугоплавких шлаков (50% SiO₂; 30% MgO; 20% FeO при высоком проплаве никельсодержащего материала – 55 т/м² в сутки). Н шахтных печах получают колошниковый газ с 20% СО, 1% O₂, 12% СО₂. Его используют в качестве топлива.

Использование на предприятиях СССР горячего дутья потребовало бы строительства новых плавильных цехов. Одним из несомненных преимуществ применения дутья с добавлением кислорода в наших условиях явилось значительное увеличение производительности шахтных печей без реконструкции плавильных цехов. Регулирование расхода кислорода по воздухопроводам производится на воздуходувной станции дистанционно по показаниям расходомеров воздуха и автоматических газоанализаторов концентрации кислорода в дутье.

Ниже приведены основные показатели шахтной плавки на комбинате «Южуралникель» на воздушном и кислородном дутье:

	Плавка на воздушном дутье	Плавка на дутье, обогащенном кислородом
Содержание кислорода в дутье, %	21	24,5
Удельный проплав агломерата, т/(м2•сут)	33,74	40,4
Расход воздуха на 1 м2 сечения печи в минуту, м3	57	60,0
Расход кислорода технологического на 1 т агломерата, м3	–	90,0
Расход кокса, %:
натурального	26,4	21,8
условного	25,0	20,9
Расход известняка, %	26,7	21,4
Выход шлака, %	101,8	97,0
Содержание в шлаке кремнекислоты, %	42,7	46

Как видно, при плавке на дутье, обогащенном кислородом, возрос проплав и уменьшился расход кокса. Уменьшился и расход известняка. При плавке шихты в штейн переходит 70–80% Ni. Остальной никель распределяется между шлаком и пылью. Десульфуризация при плавке на гипсе составляет 40%, при большом избытке гипса она достигает 50% и более. При плавке на гипсе состав получаемого штейна практически не зависит от его расхода. Состав штейна можно регулировать пиритом. Десульфуризация при плавке на пирите составляет 60%. Работа с применением пирита предпочтительней.