Современное состояние производства никеля

Для извлечения никеля из всех видов рудного сырья используют как пиро-, так и гидрометаллургические процессы и технологические схемы. Наряду с этим в современной металлургии никеля с момента ее возникновения существуют два четко разделенных в промышленных условиях технологических направления, что связано с переработкой двух основных типов никелевых руд. На это оказывают влияние не только различия химического состава перерабатываемых руд и их физико-химических свойств, но и конечные цели переработки.

В технологических схемах переработки окисленных никелевых и сульфидных медно-никелевых руд много кажущейся общности (например, применяют одинаковые процессы и аппараты, получают однотипные продукты и полупродукты). Однако в целом они во многом не схожи друг с другом.

Переработка окисленных никелевых руд несколько проще и заканчивается получением, как правило, так называемого огневого никеля, отправляемого потребителю (в основном в черную металлургию) без дополнительного рафинирования. Никель в этом случае очищают от некоторых примесей (Fe, Си, Со и S) в течение всей многостадийной технологии. Огневой никель по ГОСТ 849-70 отвечает маркам Н-3 и Н-4.

Технологические схемы переработки сульфидных медно-никелевых руд требуют обязательного разделения меди и никеля и заканчиваются обязательным электролитическим рафинированием чернового металла. Это позволяет не только получать никель высших марок вплоть до марки Н0 с содержанием никеля не менее 99,99 %, но и обеспечивает попутное высокое извлечение еще 14 ценных компонентов, содержащихся в перерабатываемом рудном сырье.

При рассмотрении наиболее распространенных в производстве никеля технологических схем обращает на себя внимание следующее:

- подготовка окисленных и сульфидных руд к плавке на штейн существенно различается;

- обязательными процессами для обеих технологических схем являются: плавка на штейн, конвертирование штейнов, окислительный обжиг никелевого файнштейна или богатого никелевого концентрата и восстановительная плавка оксида никеля на огневой металл;

- для образования штейна при плавке окисленных никелевых руд, не содержащих в своем составе серы, в шихту вводится сульфидизатор - серусодержащий материал (гипс или пирит);

- при переработке сульфидных медно-никелевых руд обязательно проводят операции разделения меди и никеля и электролитического рафинирования чернового металла;

- никель, полученный из сульфидных руд, отличается большей чистотой по сравнению с товарным огневым никелем;

- при переработке никелевых руд в обоих случаях обязательным является попутное извлечение кобальта;

- кобальт из технологической цепочки выводится при переработке окисленных руд с конвертерными шлаками, а из сульфидных руд - при электролитическом рафинировании чернового никеля.

Попутное извлечение кобальта при металлургической переработке никелевых руд было впервые осуществлено на Уфалейском никелевом заводе (ныне комбинате) и является характерной особенностью современной никелевой промышленности. Из отечественного никелевого рудного сырья получают более 80 % общего выпуска кобальта в стране.

Технология переработки окисленных никелевых руд характеризуется сложностью, высоким расходом дорогостоящего и дефицитного кокса, высокими потерями никеля и особенно кобальта. Упрощение технологической схемы, сокращение энергетических затрат и повышенное извлечение никеля с попутным извлечением большей части железа достигается при плавке окисленных никелевых руд на ферроникель.

На ряде заводов для переработки окисленных (Куба), а также сульфидных руд (Россия и Канада) применяют гидрометаллургическую технологию. Обладая рядом преимуществ при переработке бедных руд (выше извлечение основных металлов), эти схемы в то же время очень громоздки, сложны и применимы для ограниченного состава руд.

Вследствие больших различий технологические схемы переработки окисленных никелевых и сульфидных медно-никелевых руд рассматриваются отдельно.