Journals →  Черные металлы →  2024 →  #3 →  Back

90 лет Магнитогорскому государственному техническому университету им. Г. И. Носова
ArticleName Разработка схемы производства ферроникеля и чугуна из руды Сахаринского месторождения по водородной технологии
DOI 10.17580/chm.2024.03.03
ArticleAuthor В. А. Бигеев, А. С. Харченко, С. К. Сибагатуллин, М. В. Потапова, И. А. Гришин
ArticleAuthorData

Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

В. А. Бигеев, профессор кафедры металлургии и химических технологий (МиХТ), докт. техн. наук
А. С. Харченко, заведующий кафедрой МиХТ, докт. техн. наук, доцент, эл. почта: as.magtu@mail.ru
С. К. Сибагатуллин, профессор кафедры МиХТ, докт. техн. наук, эл. почта: 10tks@mail.ru
М. В. Потапова, доцент кафедры МиХТ, канд. техн. наук

 

ООО «МГТУ-Проект», Москва, Россия
И. А. Гришин, ведущий специалист, канд. техн. наук, доцент

Abstract

Приведены результаты исследований по разработке технологической схемы передела Сахаринской никельсодержащей руды с получением водородного ферроникеля, чугуна и отвального шлака. С использованием ранее полученных расчетных данных в лабораторных условиях подтверждена реализация каждого этапа предлагаемой технологии, от обогащения исходного сырья до получения ферроникеля, чугуна и отвального шлака. Результаты исследования показали, что восстановление никеля из руды водородом заканчивается при температурах 700–900 °C. Оксиды железа Fe3O4 и Fe2O3 в этих условиях восстанавливаются в основном до FeO и частично (на 5–15 %) до металлического железа. При изучении процесса восстановления железа и никеля из оксидного расплава показана возможность разделения их по различным продуктам путем точной дозировки восстановителя. В результате проведенных лабораторных исследований по переделу сахаринских руд методом селективного водородного твердофазного восстановления получили ферроникель и железистый шлак. Из руды с содержанием 0,4–0,8 % Ni получен ферроникель с содержанием в сплаве 4–15 % Ni. Показано, что извлечение никеля достигает 80–85 %. Железистый шлак затем подвергли жидкофазному карботермическому восстановлению с получением чугуна, содержащего 4,12 % C; 0,86 % Si; 0,65 % Cr, и отвального шлака. Реализация технологии на металлургических предприятиях страны позволит вовлечь в активный баланс значительное количество забалансовых никельсодержащих руд Уральского региона и обеспечить отечественную промышленность ферроникелем и качественной шихтой.

keywords Водород, твердофазное восстановление, комплексное никельсодержащее сырье, ферроникель, железистый шлак, жидкофазное карботермическое восстановление, чугун
References

1. Тарнавский В. С. Текущие проблемы и перспективы мирового рынка коррозионностойкой стали // Металлоснабжение и сбыт. 2023. № 4. С. 8–16.
2. Резник И. Д., Ермаков Г. П., Шнеерсон Я. М. Никель: в 3 т. Т. 2. Окисленные никелевые руды. Характеристика руд. Пирометаллургия и гидрометаллургия окисленных никелевых руд. — М. : ООО «Наука и технологии», 2004. — 468 с.

3. Серова H. B., Китай А. Г., Брюквин В. А. и др. Физико-химическое исследование процесса сульфидирования окисленных никелевых руд элементарной серой // Цветные металлы. 2010. № 11. С. 22–25.
4. Кошель Д. Я. Восстановление и сульфидирование никеля в расплаве окисленной никелевой руды применительно к условиям плавки Ванюкова: дис. … канд. техн. наук. — М., 2005. — 111 с.
5. Жатканбаев Е. Е., Жатканбаева Ж. К., Жакиенова А. Т. Обзор существующих технологий переработки силикатных никелькобальтовых руд // Национальная ассоциация ученых. 2015. № 2-2 (7). С. 164–167.
6. Yiduo Huang, Qiang Wang, Mengxiao Shi. Characteristics and reactivity of ferronickel slag powder // Construction and Building Materials. 2017. Vol. 156. P. 773–789.
7. Bartzas G., Komnitsas K. Life cycle assessment of ferronickel production in Greece // Resources, Conservation and Recycling. 2015. Vol. 105, Part A. P. 113–122.
8. Мировой рынок никеля: добыча, производство и потребление. — URL: http://www.ceae.ru/Thecommodity-markets5.htm (дата обращения : 15.02.2024).
9. Elias M. Nickel laterite deposits – geological overview, resources and exploration. Giant ore deposits, characteristics, genesis and exploration / eds. D. Cooke, J. Pontgratz // CODES. — Hobart : University of Tasmania, 2002. Spec. Publ. Vol. 4. P. 205–220.
10. Никелевая и кобальтовая промышленность капиталистических стран в 1967 г.: Обзор / Отв. ред. М. М. Усманская. — М. : Цветинформация, 1968. — 48 с.
11. Kyle J. Nickel laterite processing technologies – where to next? // ALTA 2010 Nickel, Cobalt, Copper Conf. Uranium and Ree Conference. 24–27 May 2010. Perth, Western Australia. 2010. P. 7–30.
12. Elias M. Nickel laterites in SE Asia // Geology, Technology and Mines. — Bali, 2013. P. 10–26.
13. Selivanov E. N., Sergeeva S. V. Prospects for the ferronickel production development from the Urals oxidized nickel ores // Theoretical and practical conference with international participation and School for young scientists "FERROALLOYS: Development prospects of metallurgy and machine building based on completed Research and Development". 2019. P. 77–91.
14. Lv X., Wang L., You Z., Yu W. A novel method of smelting a mixture of two types of laterite ore to prepare ferronickel // Journal of the Minerals Metals & Materials Society. 2019. Vol. 71, Iss. 11. P. 4191–4197.
15. Sadykhov G. B., Anisonyan K. G., Kop’ev D. Y., Olyunina T. V. Bloomery production of ferronickel using high-iron oxidized magnesia nickel ores // Russian Metallurgy (Metally). 2020. Vol. 2020, Iss. 1. P. 597-609.
16. Yucel O., Turan A., Yildirim H. Investigation of pyrometallurgical nickel pig iron (Npt) production process from lateritic nickel ores // TMS 2012, 141th Annual Meeting and Exhibition, 11–15 March 2012, Orlando, Florida, USA. P. 234-251.
17. Пат. 2808305 РФ. Способ переработки бедной окисленной никелевой руды / Бигеев В. А., Харченко А. С., Потапова М. В. ; заявл. 21.06.2023 ; опубл. 28.11.2023. Бюл. № 34.
18. Бигеев В. А., Харченко А. С., Потапова М. В., Сысоев В. И. Определение расхода водорода для твердофазного селективного восстановления комплексного железорудного сырья в лабораторных исследованиях // Черные металлы. 2023. № 12. С. 4–8.
19. ГОСТ 21216–2014. Сырье глинистое. Методы испытаний. — Введ. 01.07.2015.
20. Бигеев В. А., Черняев А. А., Пантелеев А. В. Исследование двухстадийного способа переработки пылей и шламов с помощью математических моделей // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2014. № 3 (47). С. 48–52.
21. Сибагатуллин С. К., Иванов А. В., Решетова И. В. Применение органических связующих компонентов в процессе агломерации железорудного сырья // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2010. № 4 (32). С. 30–32.
22. Бигеев В. А., Сибагатуллин С. К., Харченко А. С., Потапова М. В. Определение расхода водорода для твердофазного селективного восстановления комплексного железорудного сырья в лабораторных исследованиях // Черные металлы. 2021. № 12. С. 25–30.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back