Способ переработки вторичных химических источников тока, содержащих никель

 

Изобретение относится к области получения цветных металлов из вторичного сырья металлургическим способом, в частности из отработанных вторичных химических источников тока, содержащих никель. Металлическую садку перед плавлением восстанавливают в мартеновской печи при температуре ниже ее температуры плавления. Предложенный способ переработки вторичных химических источников тока, содержащих никель, позволяет до плавления перевести в металлическую фазу основную массу оксидов железа и никеля, а при плавке восстановить и перевести в сплав оставшуюся часть оксидов никеля и железа. Введение после плавления ферросилиция позволяет довосстановить остатки оксида никеля, а обоженной извести - ошлаковать примеси и остатки оксидов железа, достигается увеличение общего извлечения никеля и железа в ферроникель. 1 табл.

Изобретение относится к области получения цветных металлов из вторичного сырья металлургическим способом, в частности из отработанных вторичных химических источников тока, содержащих никель.

Известен способ переработки отработанных положительных пластин никелево-железных и никелево-кадмиевых аккумуляторов (А.С. N 272558, МПК C 22 B 7/00, C 22 B 23/02. Способ переработки отработанных положительных пластин никелево-железных и никелево-кадмиевых аккумуляторов. Е.И. Майзель и др. Опубл. БИ N 19.04.08.67). Недостатками этого способа являются значительные потери никеля и железа за счет ведения процесса при высокой температуре в окислительной среде.

Известен также способ переработки пластин никелево-железных (кадмиевых) аккумуляторов (А. С. N 539087, МПК C 22 B 23/02. Способ переработки пластин никелево-железных (кадмиевых) аккумуляторов. В.Я. Кошкаров и др. Опубл. БИ N46, 15.12.76). Недостатками этого способа являются недостаточное общее извлечение железа и никеля в товарный продукт за счет ведения процесса при высокой температуре и в окислительной среде, подогретого до температуры 500-800^oC воздуха.

Наиболее близким к описываемому способу по технической сущности является способ переработки отработанных железо-никелевых аккумуляторов на товарный ферроникель (А.С. N 711137, МПК C 22 B 7/00. Способ переработки отработанных железо-никелевых аккумуляторов на товарный ферроникель. М.Р. Русаков и др. Опубл. БИ N 3, 12.12.77), заключающийся в том, что в дуговой электропечи предварительно проплавляют часть металлической садки и флюсы. В образованный плав добавляют остальную массу шихты, плавят при 1660-1700^oC, связывают металлические примеси в соединения, переходящие в шлак, выжигают углерод, после чего выдерживают расплав в печи для полного расслоения расплава ферроникеля и шлака. Одновременно в печь могут быть загружены никель-железистые отходы, содержащие легко окисляемые примеси, которыми регулируют химический состав ферроникеля.

Недостатком этого способа является то, что предварительное плавление части металлической садки и большого количества флюсов уменьшает рабочее пространство дуговой электропечи, в результате загрузку ведут периодически, а это приводит к постоянному контакту шихты с кислородом воздуха и созданию окислительной атмосферы в рабочем пространстве печи. Окислительная атмосфера и высокая рабочая температура 1600-1700^oC ведут к окислению и ошлаковыванию части никеля и железа.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение общего извлечения никеля и железа в ферроникель.

Цель достигается тем, что в мартеновской печи металлическую садку перед плавлением восстанавливают при температуре ниже ее температуры плавления.

Сущностью предлагаемого изобретения является то, что переработку ведут в мартеновской печи, в которой металлическую садку подвергают восстановлению при температуре ниже ее температуры плавления, для чего в рабочем пространстве печи одновременно с загрузкой создают восстановительную атмосферу, при этом поддерживают отношение диоксида углерода к оксиду углерода не более 1,0, плавят при температуре 1460-1530^oC, затем вводят флюс в виде композиции обожженной извести и ферросилиция в соотношении 4 : 1 в количестве 2-4% от веса металлической садки.

Создание в рабочем пространстве мартеновской печи одновременно с загрузкой восстановительной атмосферы приводит к восстановлению в твердой фазе оксидов никеля и железа, причем полнота восстановления оксидов зависит от отношения диоксида углерода к оксиду углерода в газовой смеси. Зависимость полноты восстановления в твердой фазе оксидов никеля и железа от состава газовой смеси приведены в таблице. Из таблицы видно, что при отношении диоксида углерода к оксиду углерода более 1,0 резко падает полнота восстановления как оксидов никеля, так и железа.

После восстановления шихту плавят при температуре 1460-1530^oC, которая при полученном соотношении металлических фаз железа и никеля близка к эвтектической. При плавлении восстанавливаются оксидом углерода газовой смеси оставшиеся части оксидов железа и никеля. После плавления вводят флюс в виде композиции обожженной извести и ферросилиция в соотношении 4:1 в количестве 2-4% от веса металлической садки. Введение ферросилиция в количестве 0,4 - 0,8% от массы металлической садки позволяет довосстановить остатки оксида никеля, так как сродство к кислороду у железа и кремния выше, чем у никеля, а обожженной извести в количестве 1,6-3,2% от массы металлической садки, - ошлаковать примеси и остатки оксидов железа.

Таким образом, предлагаемый способ переработки вторичных химических источников тока, содержащих никель, позволяет до плавления перевести в металлическую фазу основную массу оксидов железа и никеля, а при плавлении восстановить и перевести в расплав оставшуюся часть оксидов никеля и железа. Введение после плавления ферросилиция позволяет довосстановить и перевести в сплав остатки оксида никеля, а - обожженной извести ошлаковать примеси и остатки железа.

Формула изобретения

Способ переработки вторичных химических источников тока, содержащих никель, включающий плавку металлической садки с флюсами, отличающийся тем, что переработку ведут в мартеновской печи, в которой металлическую осадку подвергают восстановлению при температуре ниже ее температуры плавления, для чего в рабочем пространстве печи одновременно с загрузкой создают восстановительную атмосферу, при этом поддерживают отношение диоксида углерода к оксиду углерода не более 1,0, плавят при температуре 1460 - 1530^oC, затем вводят флюс в виде композиции обожженной извести и ферросилиция в соотношении 4 : 1 в количестве 2 - 4% от веса металлической садки.

РИСУНКИ

Рисунок 1