Никелевый штейн что это
7501 Штейн никелевый, агломераты оксидов никеля и другие промежуточные продукты металлургии никеля:
Драгоценные металлы и сырьевые товары, содержащие драгоценные металлы.
Товары, подлежащие государственному санитарно-эпидемиологическому надзору:
Возможно товар попадает под действие технических регламентов
Примечания к субпозициям:
Предельное содержание, мас.%
Прочие элементы (для каждого из них)
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В данную группу включаются никель и его сплавы и некоторые изделия из них.
Никель в основном используется в производстве многих сплавов, особенно в производстве легированной стали, для покрытия других металлов обычно методом электролитического осаждения и в качестве катализатора во многих химических реакциях. Необработанный чистый никель также широко используется на химических предприятиях. Кроме того, никель и его сплавы используются для чеканки монет.
В данную группу в соответствии с положениями примечания 5 к разделу XV включаются следующие основные сплавы никеля:
В данную группу включаются:
Классификация композиционных изделий представлена в общих положениях к разделу XV.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В данный раздел включаются недрагоценные металлы (включая металлы в химически чистом состоянии) и многие изделия из них. Перечень изделий из недрагоценного металла, не включенных в этот раздел, приводится в конце данных пояснений. В данный раздел включаются также самородные металлы, отделенные от пустой породы, и медные, никелевые или кобальтовые штейны. Металлические руды и самородные металлы, содержащиеся в горных породах, в данный раздел не включаются ( товарные позиции 2601 – 2617 ).
В соответствии с примечанием 3 к данному разделу во всей Номенклатуре термин «недрагоценные металлы» означает: черные металлы, медь, никель, алюминий, свинец, цинк, олово, вольфрам, молибден, тантал, магний, кобальт, висмут, кадмий, титан, цирконий, сурьма, марганец, бериллий, хром, германий, ванадий, галлий, гафний, индий, ниобий (колумбий), рений и таллий.
(А) СПЛАВЫ НЕДРАГОЦЕННЫX МЕТАЛЛОВ
В соответствии с примечанием 5 к группе 71 и примечанием 5 к данному разделу сплавы недрагоценных металлов классифицируются следующим образом:
(Б) ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ
При расчете соотношений металлов для целей данного правила следует отметить, что:
(В) ЧАСТИ ИЗДЕЛИЙ
В основном идентифицируемые части изделий классифицируются как их части в соответствующих товарных позициях Номенклатуры.
Однако части общего назначения (как определено в примечании 2 к данному разделу), представленные отдельно, не рассматриваются как части изделий, а относятся к соответствующим товарным позициям данного раздела. Это может применяться, например, к случаю болтов, предназначенных для радиаторов центрального отопления, или пружин, предназначенных для автомобилей. Болты будут включаться в товарную позицию 7318 (как болты), а не в товарную позицию 7322 (как части радиаторов центрального отопления). Пружины будут включаться в товарную позицию 7320 (как пружины), а не в товарную позицию 8708 (как части моторных транспортных средств).
В дополнение к изделиям, перечисленным в примечании 1 к данному разделу, не включаются также следующие изделия:
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Отходы и лом цветных металлов, переплавленные и отлитые в виде слитков, чушек, слябов или в аналогичные виды, классифицируются как необработанный металл, а не как отходы или лом. Они, следовательно, включаются в товарную позицию 7601 (алюминий), 7801 (свинец), 7901 (цинк) или в субпозицию 8104 11 000 0 или 8104 19 000 0 (магний).
Термин «металл» распространяется также на металл, имеющий аморфную (некристаллическую) структуру, например, металлические стекла и продукты порошковой металлургии.
Конвертирование никелевых штейнов. Переработка никелевого файнштейна на огневой никель. Производство ферроникеля
Конвертирование никелевых штейнов
Необходимость извлечения кобальта в конвертерный шлак обусловлена тем, что если его не отделить от никеля на этой стадии технологии, то он весь перейдет в огневой никель, являющийся товарным продуктом, и будет потерян. Получение кобальта как самостоятельного товарного продукта в этом случае становится невозможным.
6Fe + 302 + 3Si02 = 3(2FeO ∙ SiO2) + 1876000 кДж
Установлено, что последняя реакция начинается только после окисления большей части свободного железа.
Из сопоставления реакций следует, что на одинаковый объем вдуваемого в конвертер кислорода на первой стадии выделяется почти в 2 раза больше теплоты, требуется в 3 раза больше кварцевого флюса и образуется в 3 раза больше конвертерного шлака. Особенности первой стадии процесса учитывают на практике и используют для попутной переработки значительных количеств холодных материалов, включая оборотные продукты и никельсодержащие лом и отходы (вторичное сырье).
Окисление кобальта ускоряется по мере удаления из расплава железа. Особенно интенсивно оно идет в конце процесса конвертирования, и конвертерные шлаки последних сливов будут всегда богаче кобальтом.
Никелевый файнштейн обычно содержит, %: Ni 76-78; S 19-21; Fe 0,2-0,4; Со 0,3-0,5 и Си
Переработка никелевого файнштейна на огневой никель
Технология получения огневого никеля из файнштейна включает две стадии окислительного обжига (с промежуточным обезмеживанием огарка) и восстановительную плавку оксида никеля на металл.
Глубокое удаление серы требует высоких температур, а сульфид никеля Ni3S2 легкоплавок (tпл = 788 о С). Это и вынуждает проводить окисление файнштейна в две стадии. Вначале обжиг проводят в печах КС с целью удаления серы до 1-1,5%. Для повышения тугоплавкости шихты измельченный файнштейн смешивают с оборотной (оксидной) пылью. Это вместе с разобщенностью частиц, витающих в КС, позволяет вести первую стадию при 950-1000 о С Окисление файнштейна протекает по реакции
Печи КС с площадью пода 7-8м 2 для первой стадии обжига никелевого файнштейна имеют ряд конструктивных особенностей. Они, во-первых, имеют увеличенный диаметр вверху, что снижает скорость газов на выходе из печи и уменьшает пылевынос богатого никелем огарка. Кроме того, разгрузка огарка проводится не через сливной порог, а с уровня пода и регулируется стопорным или дисковым затвором.
К горячему огарку(700-800 о С) по выходе из печи подмешивают 10-15 % природного сильвинита (NaCl, КС1) и смесь подвергают сульфатхлорирующему обжигу в трубчатом реакторе-холодильнике. Процесс идет за счет физической теплоты огарка. При обжиге хлористый натрий разлагается по реакции:
Продукты этой реакции способствуют переводу меди в форму водорастворимых хлоридов и сульфатов. Никель и кобальт при этом остаются в оксидном состоянии.
Из реактора огарок направляют на обезмеживание, заключающееся в выщелачивании меди горячей подкисленной водой методом просачивания. После выщелачивания огарок с остаточным содержанием 0,3-0,4 % Си направляют на окончательный обжиг в трубчатую вращающуюся печь. Печь отапливается природным газом или мазутом, которые с цепью создания в печи окислительной атмосферы сжигают с большим избытком воздуха.
Из обжиговой печи оксид никеля с температурой 900-1000 о С по течке ссыпается в трубчатый реактор, куда вводят также 4-8 % нефтяного кокса. За счет физической теплоты огарка в холодильнике по реакции NiO + С = Ni + СО оксид никеля частично (до 40-50 %) восстанавливается и из реактора выходит металлизированный огарок с содержанием 82-86 % Ni, что ускоряет и удешевляет его дальнейшую переработку в электропечах.
Процесс восстановительной электроплавки осуществляют в дуговых электрических печах за счет теплоты, выделяющейся при горении дуги между угольными (графитовыми) электродами и металлом. Для получения никеля из окисленных руд применяют трехэлектродные круглые печи вместимостью 4,5-10т.
Технологический процесс электроплавки оксида никеля состоит из ряда операций:
1) шихтовки оксида никеля с восстановителем;
2) загрузки шихты и ее расплавления;
4) выпуска и грануляции никеля.
Во время приготовления шихты оксид никеля смешивают в заданной пропорции с твердым восстановителем, чаще всего нефтяным коксом, содержащим 0,2-0,5 % S.
При расплавлении шихты происходит восстановление оксида никеля до металла и одновременно его науглероживание за счет растворения углерода и образующегося карбида Ni3С. При содержании
2,2 % С температура плавления металла снижается до 1315 о С. Это сокращает время расплавления шихты и снижает расход электроэнергии.
В конце плавки избыток углерода удаляют путем доводки металла забрасыванием в печь оксида никеля. При этом происходит взаимодействие карбида никеля с NiO по реакции Ni3C + + 2NiO→5Ni + C02.
При доводке с целью предотвращения вторичного окисления никеля кислородом печной атмосферы в печи наводят известковый шлак. Этот шлак позволяет также очистить металл от серы за счет взаимодействия по реакции
Ni3S2 + 2СаО + 2С = 3Ni + 2CaS + 2СО.
Образующийся сульфид кальция не растворяется в никеле и переходит в шлак. После снятия шлака металл разливают, наклоняя печь в сторону разливочного желоба.
Готовый металл льют в грануляционные бассейны с проточной холодной водой, на дне которых установлена дырчатая металлическая корзина. Полученные гранулы никеля извлекают из бассейна, сушат, упаковывают в фанерные бочки и отправляют потребителю.
Рассмотренная технологическая схема хорошо освоена на практике. Это, пожалуй, ее единственное достоинство. Главные ее недостатки заключаются в сложности (многостадийности) технологии, высоком расходе дорогостоящего и дефицитного кокса, низком извлечении никеля и особенно кобальта и, наконец, к полной потере всего железа руды.
Производство ферроникеля
При плавке на ферроникель достигается значительное упрощение технологической схемы переработки окисленных никелевых руд, существенное повышение извлечения никеля и кобальта, улучшение использования вещественного состава руды, а также экономия топлива.
Ферроникель можно применять непосредственно в черной металлургии при получении легированных сталей или перерабатывать на марочные сорта никеля и кобальта.
Переработка окисленных никелевых руд на ферроникель электротермическим способом в промышленном масштабе осуществлена на Побужском никелевом заводе (Украина), в Новой Каледонии, США, Японии и Бразилии.
Технологическая схема получения ферроникеля включает агломерацию или сушку с прокаливанием руды с целью частичного восстановления оксидов железа и никеля до металла в трубчатых вращающихся печах, плавку огарка, нагретого до 700-900 о С, на ферроникель в руднотермических печах с восстановителем, рафинирование и обогащение первичного ферроникеля в конвертере с получением товарного продукта.
При электроплавке оксиды никеля восстанавливаются углеродом по реакции:
Одновременно с никелем восстанавливаются кобальт, железо, хром и кремний. В результате плавки получают ферроникель, загрязненный в основном кремнием, серой и углеродом.
Товарный ферроникель с содержанием 19- 25 % Ni и 1-1,2 % Со разливают в слитки массой по 45-50 кг. Извлечение никеля и кобальта при рафинировании составляет 95- 96 %. Одним из возможных способов извлечения никеля и кобальта из такого ферроникеля является его переработка в качестве холодных присадок при конвертировании штейнов на файнштейн. Файнштейн и кобальтсодержащие конвертерные шлаки перерабатывают по описанной ранее технологии.
Контрольные вопросы
1. Цель процесса конвертирования
2. Флюс, используемый при конвертировании медного штейна
3. Почему при конвертировании никелевого штейна не производится полная продувка железа?
4. Что называется файнштейном?
5. Как обедняются конвертерные никелевые шлаки?
6. Основные реакции конвертирования никелевых штейнов
7. Технологические стадии получения огневого никеля из файнштейна
8. Почему окисление файнштейна проводится в две стадии?
9. Этапы технологического процесса электроплавки оксида никеля
10. Преимущества переработки окисленных никелевых руд на ферроникель
