§ 1. Пылеулавливание при производстве никеля

Основными источниками получения никеля являются сульфидные и окисленные руды. Сульфидные руды, как правило, содержат и большие количества меди. Переработка их во многом напоминает производство меди. На никелевых заводах применяют руднотермические печи, конвертеры, 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 приведены в табл. 34.1.

Таблица 34.1. Основные характеристики отходящих газов и пылей никелевого производства

Источники пыле- и газовыделений	Газы на выходе из металлургического агрегата			Запыленность газов перед аппаратами тонкой очи-стки, г/м3	Содержание Ni в пыли из аппаратов тонкой очистки, %
	температура, °С	концентрация пыли, г/м3	содержание SO2 % (объемн.)
Спекательные машины для переработки руд:
окисленных	100—200	5—10	0,05	(0,35—0,40)*1	1,5-2,0
сульфидных	100—200	2—5	0,3—0,4	(0,35—0,40)*1	1,5—2,0
Шахтные печи для переработки окисленных руд	400—450	10—20	0,2; 13СО2	1,0 (70 % 40 мкм)	1,5—2,0
Электропечи для переработки сульфидных руд и концентратов	400—500 (200—250)*2	-	(6—12)*4	0,5—3,0	3—5
Конвертеры для продувки медно-никелевых штейнов	400—500 (150—300)*2	-	(5—7)*3	1,0—1,5	12—18 12—15Сu
Обжиговые печи КС:		-
для никелевого концентрата	100 (300—320)*2	Вынос пыли до 40 %	5—7	20—40	50—70
для файнштейна	(400—450) *2	-	(0,2—0,5)*2	10—15	50—70
*1 После батарейных циклонов или скрубберов ЦС-ВТЙ. *2 Перед электрофильтрами, *3 При негерметичных напыльниках, *4 При больших подсосах содержание СО2 перед электрофильтрами может значительно снизиться.

Общим свойством пылей никелевого производства является отсутствие возгонов, вследствие чего сравнительно крупная пыль 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 распространенные и проверенные на практике схемы очистки приведены на рис. 34.1.

Спекательные машины. Количество газов, выделяющихся при работе одной машины площадью 75 м², составляет около 100 тыс. м³/ч.

Средний размер частиц пыли, выносимой газами из спекательных машин при переработке окисленных руд, 10—15 мкм. Пыль содержит всего 1,5—2 % Ni и особой ценности не представляет. Поэтому для ее улавливания чаще всего применяют батарейные циклоны (рис. 34.1,а). Запыленность газов после циклонов обычно довольно высокая и составляет около 0,4 г/м³. Рекомендуется применять скрубберы типа МС-ВТИ.

Рис. 34.1. Схемы очистки газов, применяемые при производстве никеля с улавливанием пыли: а — спекательных машин; б — шахтных печей; в — конвертеров; г — обжиговых печей КС. 1 — печь (конвертер); 2 — батарейный циклон; 3 — дымосос; 4 — дымовая труба; 5 — скруббер; 6 — электрофильтр.

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 10—20 г/м³. Пыль шахтных печей также крупная; на выходе из печи 70 % частиц имеют размеры >40 мкм. Вследствие больших объемов газов, крупной пыли и невысокого содержания в ней никеля на одном из заводов газы шахтных печей при плавке окисленных руд очищают с помощью скрубберов и батарейных циклонов (рис. 34.1,6). Стоимость сооружения газоочистки и ее эксплуатации в этом случае низкая, однако содержание пыли в очищенном газе составляет около 1,0 г/м³. На некоторых заводах пыль улавливают в осадительных камерах и батарейных циклонах примерно с такой же эффективностью. При использовании электрофильтров стоимость установки повышается, однако показатели ее работы значительно улучшаются. На одном из никелевых заводов, где установлены электрофильтры типа ГК-30, при испытании получены следующие данные:

Температура газов, °С . . . . . . . . . . . . Концентрация пыли в газах, г/м3: до электрофильтра . . . . . . . . . . . . . . . после электрофильтра . . . . . . . . . . . . Скорость газов в активной зоне, м/с .

250—300 0,8—1,7 0,07—0,13 1,2—1,3

Конвертеры. При продувке медно-никелевых штейнов в конвертерах выносимая газами пыль содержит до 12—18 % Ni и до 12—15 % Сu и поэтому представляет большую ценность. Хотя пыль, выносимая из конвертеров, довольно крупная, лучшим аппаратом для ее улавливания является сухой электрофильтр (рис. 34.1, в). Уловленную пыль возвращают обратно в технологический процесс.

Печи обжига файнштейна. Наиболее прогрессивным типом этих печей являются печи кипящего слоя (КС). Выходящий из печи КС газ имеет температуру 400—500 °С и запыленность 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 двухступенчатая схема очистки (рис. 34.1, г) с использованием в качестве первой ступени циклонов, осуществляющих грубую очистку, и в качестве второй ступени — аппаратов тонкой очистки — сухих электрофильтров.

При переработке сульфидных никелевых руд, содержащих, как правило, большое количество меди, рекомендуется применять те же схемы и аппараты, что и в соответствующих пределах производства меди.