Процесс выделения чистого никеля из сульфидных медно-никелевых руд. Учебное пособие, созданное по заказу Государственного комитета СССР по народному образованию.
Панорама на завод, производящий никель.
Изделия, в которых используется никель.
Сплавы никеля используются в производстве лопастей турбин.
Старт космического корабля с многоразовым шаттлом.
Карьер по добыче руд, содержащих никель.
Это могут быть сульфидные медно-никелевые и окисленные руды.
СССР располагает в основном сульфидными рудами.
Самосвалы с рудой.
Химический состав сульфидных медно-никелевых руд.
Химический состав окисленных никелевых руд.
Схема переработки сульфидных и окисленных руд.
При переработке сульфидных медно-никелевых руд получают никель и медь, кобальт и драгоценные металлы, а также серную кислоту.
Транспортная лента с рудой.
Процесс обогащения руды включает дробление, измельчение и обогащение флотацией.
В результате обогащения в пневмомеханических флотационных машинах получают коллективный концентрат, содержащий медь и никель или отдельно никелевый (6-7%) и медный (4%) концентрат.
Концентраты сгущают в сгустителях с периферийным приводом.
Фильтруют на дисковом вакуумном фильтре и сушат в барабанных сушилках.
Полученные высушенные концентраты окатывают в чашечных грануляторах и спекают при температуре 1100-1200 градусов или окусковывают на агломерационной машине, при этом из концентрата удаляется до 50% серы.
Смесь спеченных материалов с добавками флюсов (кварц, окись кальция), направляется по транспортной ленте для плавки в рудотермических электропечах и называется шихтой.
Мультфильм, показывающий процесс плавки в рудотермических электропечах.
Сбор шлака из электропечей.
Штейн извлекается из печей по мере накопления.
Извлечение никеля и меди в штейн при плавке в электропечах составляет 96-97%.
Заливка штейна в конвектор.
Рабочий наблюдает за заливкой.
Целью конвекторного передела является перевод основной части железа в шлак.
При конвектировании через расплав пропускают воздух или его смесь с кислородом.
Мультфильм, поясняющий процессы, протекающие в конвекторе.
Никель и медь в конвекторе остаются в виде сплава сульфидов и называются файнштейном.
Извлечение файнштейна из конвектора и разлив его в изложницы.
После охлаждения он подается на флотационное разделение, а шлак направляется для дальнейшей переработки.
Чтобы замедлить охлаждение файнштейна, с него скребком удаляют шлак и присыпают песком.
При медленном охлаждении жидкого файнштейна создаются условия для роста крупных кристаллов, что позволяет достаточно полно разделить файнштейн флотацией.
Полученные слитки разбивают на крупные куски, затем дробят в щитовых и конусных дробилках, измельчают в шаровых мельницах.
В пульпу, поступающую на флотацию добавляют реагенты и регуляторы среды.
Мультфильм, показывающий разделение во флотационных машинах сульфида меди и сульфида никеля.
В результате флотации получают два концентрата никелевый, содержащий 3-4% меди, и медный, содержащий 3-4% никеля.
Медный концентрат идет в медноплавильное производство.
Никелевый концентрат сгущается, фильтруется и отправляется на обжиг.
Состав концентрата.
Процесс флотации постоянно контролируется рентгеноспектральными анализаторами.
Обжиг никелевого концентрата.
Мультфильм, показывающий процессы, проходящие в печи для обжига концентрата.
Вращающаяся трубчатая печь для обжига закиси никеля.
В печи при температуре 1300 градусов удаляются остатки серы.
Центральный пульт управления печами.
Никель, Руда, Флотация, Обогащение, Файнштейн
Сталеплавильная трехфазная электродуговая печь для получения никеля из закиси никеля путем восстановительной плавки.
В качестве восстановителя используют древесный уголь, нефтекокс и другие малосернистые углесодержащие материалы.
Плавка проходит при температуре до 1500 градусов.
Для контроля и обслуживания печи служит кессонированное рабочее окно.
Бригада рабочих, обслуживающая печь.
Выпуск металла.
Специальный механизм наклона печи.
Полученный расплав чернового никеля разливают в изложницы на карусельной машине.
Основная доводка чернового никеля осуществляется деревянными жердями.
Процентный состав чернового никеля.
В дальнейшем, остывшие слитки используются в электролитическом процессе в качестве анодов.
Для ускорения охлаждения используют воду.
Полученные аноды комплектуются в отдельные пачки и направляются в цех электролиза.
Электролиз проходит в ваннах футерованных коррозионностойкими материалами, в которых подвешены катоды и аноды на токопроводящих штангах.
Сначала в ванны загружают аноды.
Затем опускают диафрагмы-ячейки из синтетической ткани и в них помещают катоды.
Электролиз анодов проводят в слабокислой среде с добавкой сульфата и хлорида никеля.
Мультфильм, показывающий процесс электролитического получения никеля.
Чаны с пневматическим перемешиванием, используемые для очистки от железа.
Образующаяся гидроокись железа выпадает в осадок.
Железный кек после фильтра поступает на рудную плавку, а раствор идет на дальнейшую очистку.
Очистка от меди осуществляется в цементаторе никелевым порошком с сильно развитой активной поверхностью.
После осаждения меди, раствор фильтруют и направляют на очистку от кобальта.
Химические формулы очистки.
После фильтрации кобальтовый кек, содержащий 4-6% гидроокиси кобальта направляют в кобальтовое производство.
Очищенный раствор направляют в катодные ячейки.
Процессы очистки растворов полностью автоматизированы.
Центральный пульт управления очисткой.
На экран дисплея ЭВМ поступают данные о давлении, температуре, составе и концентрации растворов.
ЭВМ обрабатывает данные и выбирает оптимальные условия процесса очистки.
Распечатка данных.
Отработанные аноды, вес которых составляет теперь 20% от первоначального, поступают на переплавку, а шламы перерабатываются по специальной схеме.
Полученные катоды идут к потребителю.
Часть катодов обрезается по требованию потребителя.
Сравнение схем переработки сульфидных медно-никелевых руд и окисленных никелевых руд.
Окисленные никелевые руды практически не поддаются обогащению, поэтому производится непосредственная плавка руды на штейн.
Мультфильм, показывающий плавку руды в шахтных печах.
Химические формулы процесса.
Конвертирование штейна.
Обжиг сульфидов никеля.
Восстановление и грануляция металлического никеля по технологиям близким переработке сульфидных руд.
Ассортимент получаемого никеля.
Электролиз, Очистка никеля, Медь, Кобальт, ЭВМ