2.3Схемы переработки никелевых руд

Для извлечения никеля из всех видов рудного сырья используют как пиро-, так и гидрометаллургические процессы. Применяемые в настоящее время при производстве никеля технологические схемы построены преимущественно на сочетании пирометаллургических и гидрометаллургических методов.

В современной металлургии никеля с момента ее возникновения существует как бы два самостоятельных технологических направления, что связано с использованием двух видов руд - окисленных и сульфидных, которые различаются по химическому составу и физическим свойствам.

В технологических схемах переработки этих руд много кажущейся общности, например, используют одинаковые процессы и аппараты, получают однотипные продукты. Однако в целом они принципиально не схожи друг с другом. На это оказывает влияние не только различное исходное сырье, но и конечные цели его переработки.

Переработка окисленных никелевых руд заканчивается получением, как правило, так называемого огневого никеля, отправляемого потребителю без дополнительного рафинирования (рис. 11). Никель в этом случае очищается от небольшого числа примесей (Fе, Со, Сu,S) в течение всей многостадийной технологии. Этот никель по ГОСТу отвечает маркам Н-3 и Н-4. Приведенная на рисунке технологическая схема получения никеля из окисленных руд сложна, приводит к высоким потерям никеля и особенно кобальта и требует большого расхода дорогостоящего кокса.

Упрощение технологии, повышение извлечения никеля и кобальта и сокращение электрических затрат достигаются при плавке окисленных никелевых руд на ферроникель. При кажущейся простоте этого метода он не всегда экономически и технологически пригоден. Плавка окисленных никелевых руд на ферроникель оправдана только в случаях, когда нет необходимости извлекать никель и кобальт в металлическом виде. Одновременно с никелем восстанавливаются окислы железа и кобальта. Из получившегося железоникелевого сплава выделить никель, а тем более кобальт, будет очень трудно. Поэтому данная схема применяется в случаях, когда в качестве товарного продукта получают ферроникель.

Плавка окисленных руд возможна на легированный чугун в доменных печах. Если железа в руде много, а никеля мало, то такой процесс экономически выгоден.

Возможна переработка окисленных руд и кричным способом. Продукт процесса – крица с содержанием железа до 90% и никеля около 3%, переплавляется на легированный чугун или, реже, отправляется на извлечение никеля и кобальта.

Технологическая схема переработки сульфидных медно-никелевых руд заканчивается обязательным рафинированием чернового (огневого) никеля. Это позволяет не только получать никель высших марок, вплоть до никеля особой чистоты (>99,99 % Ni), но и обеспечивает высокое извлечение ещё 13 ценных компонентов (рис. 12).

Попутное получение кобальта при металлургической переработке никелевых руд является характерной особенностью никелевой промышленности. В Советском Союзе из окисленных никелевых и сульфидных медно-никелевых руд получали более 80 % кобальта от общего выпуска в стране.

На ряде заводов для переработки как окисленных (Куба), так и сульфидных руд (Канада) применяют гидрометаллургические схемы.

Гидрометаллургические схемы обладают рядом преимуществ:

-пригодны для бедных руд - выше извлечение;

-полностью механизированы и автоматизированы;

-повышают комплексность извлечения металлов из сырья.

В то же время эти схемы очень громоздки, сложны и применимы для ограниченного состава руд. Кроме того, гидрометаллургическая переработка в ряде случаев оказывается дороже пирометаллургической.

Рисунок 11 – Принципиальная схема получения никеля из окисленных руд (цифрами обозначены варианты подготовки руды к плавке)

Рисунок 12 - Принципиальная схема получения никеля из сульфидных медно-никелевых руд

Вследствие большого различия технологические процессы получения никеля из окисленных никелевых и сульфидных медно-никелевых руд описываются отдельно.