Совместная переработка магнезиальных и железистых окисленных никелевых руд в печи Ванюкова

Окисленные никелевые руды (ОНР) характеризуется широким разбросом физико-химических свойств. Современные технологии переработки ОНР имеют ряд ограничений по параметрам и возможностям переработки руд различного состава. В настоящей работе исследуется возможность совместной переработки в печи Ванюкова высокомагнезиальных и высокожелезистых руд. Были проанализированы данные литературных источников по плавкости шлаков с разным соотношением SiO₂/MgO и проведены расчеты переработки с разным соотношением лимонитовых и сапролитовых руд в двухзонной печи Ванюкова.

Данные по плавкости промышленных шлаков в зависимости от отношения SiO₂/MgO (далее К_кисл.) и содержания FeO приведены на  рисунке 1. Видно, что для получения жидкотекучих шлаков при переработке чисто сапролитовых руд потребуются достаточно высокие температуры – более 1550-1600 °С.  

Высокожелезистые шлаки, получающиеся при плавке чисто лимонитовых руд, более легкоплавкие, но их получение может привести к повышенным потерям никеля со шлаками, поскольку коэффициент распределения никеля увеличивается с ростом концентрации FeO в шлаке.

Рисунок 1 – Температуры плавления шлаков в зависимости от отношения SiO₂/MgO (значки - температуры плавления различных промышленных шлаков); 1 – область составов шлаков при плавке сапролитовых руд в ПВ; 2 - область составов шлаков при плавке лимонитовых руд в ПВ.

Учитывая это, можно определить оптимальное соотношение SiO₂/MgO в шлаке на уровне 2-2,5, при содержании FeO не выше ~40 %.

Расчеты показывают (рис. 2), что этим условиям удовлетворяет совместная плавка  сапролитовых и лимонитовых руд ПВ с массовой долей сапролитовых руд от 40 до 60 %. Температура ликвидус таких шлаков около 1400 °С, что позволяет вести процесс при температурах в пределах 1450-1500 °С. При необходимости диапазон долевого соотношения руд может быть расширен до 30-70 %, при незначительном изменении свойств шлаков.

Таким образом, проведенные исследования показывают возможность совместной переработки тугоплавких сапролитовых и высокожелезистых лимонитовых руд в ПВ без необходимости использования двух разных технологий для их отдельной переработки.

Рисунок 2 – Влияние доли сапролитовой руды в смеси с лимонитовой на состав шлаков, получающихся при их совместной переработке в печи Ванюкова (К_кисл = SiO₂/MgO)