Фероні́кель — сплав заліза та нікелю ((феросплав)), який отримують, переважно, при відновлювальній електроплавці окиснених (нікелевих руд) і використовують для (легування) сталі і сплавів.
Склад
На світовому ринку склад феронікелю повинен відповідати вимогам стандарту ISO 6501:1988. Стандарт передбачає 5 марок з 20, 30, 40, 50 та 70% нікелю, у кожній марці 5 груп, вимоги до яких наведені у таблиці.
Марка феронікелю | C | Si | P | S | Cu | Cr | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
більше | до | менше | менше | менше | менше | менше | |
LC — маловуглецевий (little carbon) | — | 0,030 | 0,20 | 0,030 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
LCLP — маловуглецевий і малофосфористий | — | 0,030 | 0,20 | 0,020 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
MC — средньовуглецевий | 0,030 | 1,0 | 1,0 | 0,030 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
MCLP — средньовуглецевий і малофосфористий | 0,030 | 1,0 | 1,0 | 0,020 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
HC — високовуглецевий | 1,00 | 2,5 | 4,0 | 0,030 | 0,40 | 0,20 | 2,0 |
Залежно від виробника та вимог замовника, може контролюватись вміст у сплаві (Mn), Al, (Ti), Ca.
Вміст нікелю у сплаві може бути і суттєво нижчим від 20%, що, у певній мірі визначається складом сировини. Так, в Україні переробляються в основному бідні руди (до ~0,4…1,5% Ni), тоді як в окремих країнах (Куба, французька Нова Каледонія та Індонезія) часто вміст нікелю в руді досягає ~2,2%. На Побузькому нікелевому заводі (Кіровоградська обл.) виробляється феронікель із вмістом від 3,5 до 12% суми нікелю і кобальту.
Отримання
Отримання феронікелю — один з основних варіантів переробки окиснених (нікелевих руд). Технологічна схема переробки окисненої нікелевої руди на феронікель зазвичай включає наступні стадії:
- підготовка руди (усереднення, (подрібнення) і (грохочення), (сушіння), (грудкування));
- відновлювальне (відпалювання), з глибоким (відновленням) нікелю і кобальту і відновленням заліза на 40…60%. Відпалювання ведуть в (трубчастих обертових печах);
- плавка огарка в електропечах, з отриманням чорнового феронікелю. Такий сплав містить значні кількості домішок — вуглецю, кремнію, сірки, (фосфору), хрому, через що він не може використовуватись при виробництві сталі;
- (рафінування) феронікелю.
Серед інших методів отримання феронікелю з окиснених нікелевих руд (деякі з них вже не використовуються, а інші лише апробовані і поки не знайшли застосування) можна відзначити:
- кричний процес — застарілий та енерговмісний, непридатний для руд з малим вмістом (діоксиду кремнію), складний в експлуатації;
- шахтну плавку на феронікель в енергетичному відношенні найекономічнішу, що має високу продуктивність, придатну для руд будь-якого складу, в тому числі для залізистих руд, шахтною плавкою можна отримувати багатий феронікель з бідних руд, проте за попереднього грудкування,
- (доменну плавку) на феронікель, що є не зовсім раціональною: вона відповідає плавці бідної залізної руди, що містить у 2 — 3 рази менше заліза, але при споживанні такої ж кількості коксу, що не покриває зростання затрат;
- плавку в агрегаті із зануреним факелом, що не потребує коксу, але вивчену лише у періодичному режимі. Перспективи промислового використання потребують додаткового вивчення;
- отримання феронікелю зі (штейну).
Застосовуються і оригінальні варіанти електроплавлення (двостадійна плавка з (феросиліцієм) як відновником, електроплавлення в печі зі спіненою ванною).
Електроплавка
Плавку сплаву ведуть зазвичай у круглих рудотермічних електропечах із самоспічними електродами, потужність печей 20-100 МВА, витрата електроенергії до 810 кВт·год на тонну сухої (руди), питомий проплав 3,5-14 т/(м2·доба). При проектуванні нових заводів та модернізації старих технологій часто перевагу віддають електропечам постійного струму, перевагами яких є можливість перероблення подрібнених і пилоподібних матеріалів, зменшення втрат матеріалів, зростання відсотка виходу матеріалу.
Технологія електроплавки придатна для руд з різним вмістом тугоплавких шлакотвірних компонентів, видає зручний для рафінування чорновий феронікель. Плавка характеризується високим витяганням нікелю і кобальту та отриманням шлаків, що практично не містять цих металів, що дозволяє використовувати шлаки як щебінь, забезпечуючи безвідходність виробництва.
Разом з тим процес характеризується малою питомою продуктивністю, споживає багато електроенергії, малопридатний для залізистих бідних нікелевих руд, видає з них бідний феронікель.
Рафінування
(Рафінування) чорнового феронікелю, за однією зі схем, передбачає (десульфурацію) розплавленою (содою) у ковші і двостадійне у вертикальних кисневих (конвертерах). (Шлаки), що утворюються у початковий період конвертування бідного феронікелю, містять багато (оксиду кремнію), тому першу стадію рафінування проводять в конвертерах з кислою (футеровкою) (динасова цегла), що є стійкою до таких шлаків. Другу стадію конвертування, з видаленням залишків хрому, вуглецю, сірки та (фосфору), здійснюють в конвертерах з лужною футеровкою ((магнезито)-(хромітова) цегла).
Товарний феронікель гранулюють або розливають у (виливниці).
Технологічні схеми рафінування феронікелю на інших підприємствах в основному містять ті ж основні етапи з незначними варіаціями.
Можливим є виробництво феронікелю із (вторинної сировини) — відпрацьованих (залізо-нікелевих акумуляторів), відходів (легованих сталей) тощо.
Застосування феронікелю
Нікель — один з основних елементів, що покращують властивості сталі. Додавання нікелю підвищує її (міцність), (в'язкість) і (пластичність). Крім цього, нікель широко використовується у виробництві (неіржавних), , (кислотостійких) та інших сталей і сплавів. У багатьох випадках замість чистого нікелю — дорогого і дефіцитного — може використовуватись феронікель, собівартість виробництва якого (як і багатьох інших феросплавів) є нижчою, ніж чистого металу.
Див. також
- (Ресурси і запаси нікелю)
- (Нікелеві руди)
- (Нікелева промисловість)
Примітки
- ISO 6501:1988 Ferronickel — Specification and delivery requirements.
- Резник И. Д., Ермаков Г. П., Шнеерсон Я. М. Никель: В 3 т. Т. 2. 2001.
- . Архів оригіналу за 3 грудня 2013. Процитовано 3 грудня 2013.
- Гасик М. И., Лякишев Н. П. 1999. — С. 650–658.
- http://www.mintek.co.za/Pyromet/ [ 6 грудня 2013 у Wayback Machine.] Пірометалургійний підрозділ компанії Mintek, що активно впроваджує технологію плавки в дугових печах постійного струму
- Кормилицын С. П., Цемехман Л. Ш., Афанасьев С. Г. Рафинирование и обогащение ферроникеля. — М. : Металлургия, 1976. — 240 с.
- Диомидовский Д. А., Онищин Б. П., Линев В. Д. Металлургия ферроникеля. — М. : Металлургия, 1983. — 184 с.
Джерела
- Гасик М. И., Лякишев Н. П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. Учебник для вузов. — М. : СП Интермет Инжиниринг, 1999. — 764 с. —
- Пименов Л. И., Михайлов В. И. Переработка окисленных никелевых руд. — М.: Металлургия, 1972. — 332 с.
- Никель: в 3-х томах. Т. 2. Окисленные никелевые руды. Характеристика руд. Пирометаллургия и гидрометаллургия окисленных никелевых руд/ И. Д. Резник, Г. П. Ермаков, Я. М. Шнеерсон. — М.: 000 «Наука и технологии». 2004–468 с.—
Посилання
- И. Д. Резник, Г. П. Ермаков, Я. М. Шнеерсон. Никель. [ 5 грудня 2013 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет