АО «Русская медная компания», Екатеринбург, Россия:

Ю. А. Король, вице-президент, эл. почта: tsvetmet@rudmet.ru

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия:
С. С. Набойченко, зав. каф. металлургии цветных металлов

ПАО «Комбинат Южуралникель», Орск, Россия:
С. В. Гуляев, главный инженер

Современные тенденции потребления никеля и кобальта, наметившийся в последние годы рост цен на эти металлы вновь делают рентабельным производство никеля из окисленных никелевых руд по схеме плавка на штейн – конвертирование до файнштейна. Основным недостатком конвертеров, работающих на никельсодержащих материалах, является ограниченный срок службы футеровки — 7–12 сут, что приводит к существенному росту затрат на производство. На комбинате «Южуралникель» были разработаны и освоены воздушные фурмы новой конструкции. Их особенностью является то, что они обеспечивают подачу кислородсодержащего дутья в расплав в защитной оболочке из нейтрального газа (азота). В основе защитного механизма фурм в защитных оболочках (ФЗО) с нейтральным газом лежит эффект смещения дутьевого факела от огнеупорной футеровки конвертера за счет высоких скорости и давления дутья защитной среды, исключающий взаимодействие кислорода дутья с расплавом вблизи фурменного пояса. На 13 конвертерах комбината «Южуралникель» воздух в расплав подавали через фурменные трубки наружным диаметром 48 мм. Кольцевой зазор 2 мм для подачи азота обеспечивает труба наружным диаметром 60 мм. Это усовершенствование позволило увеличить кампанию конвертеров при наборе и варке файнштейна с 5–8 до 16–34 сут, при подготовке и варке автоклавной массы — с 13–15 до 22–39 сут, при обеднении конвертерного шлака — с 50 до 90 сут. Показана возможность использования ФЗО как на никелевых и медных, так и на медно-никелевых конвертерах при любом обогащении дутья кислородом. При этом кампания конвертера может быть продлена при наличии достаточного количества холодных присадок.

1. Мировой рынок никеля: добыча, производство и потребление // Мировая экономика: новости, статьи, статистика. URL : http://www.ereport.ru/articles/commod/nickel.htm
2. Cobalt Production Statistics // Cobalt Institute. URL : https://www.cobaltinstitute.org/statistics.html
3. Mineral commodity summaries 2018 // U. S. Geological Survey. URL : https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/2018/mcs2018.pdf
4. LME Nickel Historical Price Graph // London Metal Exchange. URL : https://www.lme.com/en-GB/Metals/Non-ferrous/Nickel#tabIndex=2
5. LME Cobalt Historical Price Graph // London Metal Exchange. URL : https://www.lme.com/Metals/Minor-metals/Cobalt#tabIndex=2
6. CRU’s Monitors provide a short-term market analysis and prices service across a range of commodity markets // CRU. URL : https://www.crugroup.com/analysis/monitors/
7. CRU offers cost models, cost curves and cost report services for more than 32 mining, metal and fertilizer commodities // CRU. URL : https://www.crugroup.com/analysis/monitors/
8. Udoeva L. Yu., Selivanov E. N., Klyayn S. E., Selmenskikh N. I. Granulation of cooper-nickel converter mattes: dispersity, microstructure and reactive capacity // Non-ferrous Мetals. 2014. No. 1. P. 18–22.
9. Захаров Б. Н., Воробьев В. А. Шахтная плавка окисленных никелевых руд и конвертирование никелевых штейнов. — М. : Металлургия, 1974. — 168 с.
10. Пименов Л. И., Михайлов В. И. Переработка окисленных никелевых руд. — М. : Металлургия, 1972. — 336 с.
11. Король Ю. А., Набойченко С. С. Расчет фурмы в защитной оболочке для конвертирования никелевых и медных штейнов, рекомендации по ее применению // Цветные металлы. 2018. № 5. С. 23–32.
12. Барсуков Н. М., Король Ю. А., Русаков М. Р., Гальнбек А. А., Пашковский А. А., Пронин А. Ф. Переработка никелевых штейнов в горизонтальных конвертерах с фурмами в защитной оболочке // Цветные металлы. 1992. № 3. С. 12, 13.
13. Саттарова А. С., Тихонова Т. А. Огнеупоры для конвертеров цветной металлургии. — М. : Металлургия, 1988. — 182 с.
14. Кудрина А. П., Гульев Г. Ф. Огнеупоры для кислородных конвертеров. — М. : Металлургия, 1966. — 144 с.
15. Огнеупоры и их применение / под ред. Я. Инамуры ; пер. с яп. А. А. Тихонова. — М. : Металлургия, 1984. — 448 с.
16. Кащеев И. Д., Стрелов К. К., Мамыкин П. С. Химическая технология огнеупоров. — М. : Интермет Инжиниринг, 2007. — 752 с.
17. Данилов Л. И., Ножненко А. В., Иванов П. Ф. Скоростные методы ремонтов в цветной металлургии. — М. : Металлургия, 1981. — 72 с.
18. Гальнбек А. А., Барсуков Н. М., Русаков М. Р., Ежов Е. И., Недвецкий Е. П. Особенности продувки жидкости фурмой с защитной оболочкой (ФЗО) // Автогенные и автоклавные процессы в медно-никелевом производстве. — Л. : Гипроникель, 1987. С. 57–62.
19. Coursol P., Mackey P. J., Kapusta J. P. T., Cardona V. N. Energy Consumption in Copper Smelting: A new Asian Horse in the Race // JOM. 2015. Vol. 67, No. 5. P. 1066–1074.
20. Bustos A. A., Kapusta J. P. High Oxygen Shrouded Injection in Copper and Nickel Converters // Proceedings of the Brimacombe Memorial Symposium / ed. G. A. Irons, A. W. Cramb. — Montreal, QC : The Metallurgical Society of CIM, 2000. P. 107–124.
21. Dolabella R. A., Terra E. F. Increasing refractory life in a piercesmith converter through numerical simulations // The United International Technical Conference on Refractories. — Santiago, Chile, 2014.
22. Шалыгин Л. М. О путях усовершенствования конвертерного передела в никелевом производстве // Пути совершенствования производства никеля на базе внедрения новой техники и технологии : материалы всесоюзного совещания. — Мончегорск, 25–27 июля 1964. — М. : ЦНИИИТЭИЦМ, 1965. С. 72–75.
23. Гальнбек А. А., Барсуков Н. М., Русаков М. Р., Чумаков Ю. А., Король Ю. А. Системы охлаждения теплонапряженных узлов печей и возможности использования вторичных энергоресурсов (ВЭР) теплоносителя // Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов в никель-кобальтовом производстве. — Л. : Гипроникель, 1988. С. 115–120.
24. Гальнбек А. А. Непрерывное конвертирование штейнов. — М. : Металлургия, 1993. — 86 с.
25. Пат. 2487947 РФ. Способ охлаждения узлов металлургических печей и устройство для его осуществления / Якорнов С. А., Булатов К. В., Скопин Д. Ю., Азнабаев Р. А., Сорокин С. В., Барсуков Н. М. ; патентообладатель ООО «Медногорский медносерный комбинат» ; заявл. 25.11.2011 ; опубл. 20.07.2013, Бюл. № 20.
26. Гальнбек А. А., Барсуков Н. М., Русаков М. Р., Алексеева О. Ю., Пашковский А. А., Пронин А. Ф. Конвертирование никелевого штейна дутьем с пониженным содержанием кислорода // Цветные металлы. 1988. № 1. С. 39–41.
27. Kapusta J. P., Lee R. G. H. The Savard – Lee shrouded injector: a review of its adoption and adaptation from ferrous to non-ferrous pyrometallurgy // Proceeding of «Copper 2013». — Santiago, Chile, 2013. P. 1115–1151.
28. Цемехман Л. Ш., Ежов Е. И., Певзнер М. И. и др. Автогенная плавка сульфидных медно-никелевых руд с применением погруженного в расплав кислородного дутья // Пирометаллургические процессы в технологии никеля и кобальта. — Л. : Гипроникель, 1978. С. 21–24.
29. Недвецкий Е. П., Хомченков Б. М., Арефьев К. М., Цемехман Л. Ш. Некоторые закономерности работы кислородных фурм с защитной азотной оболочкой // Новые направления в пирометаллургии никеля. — Л. : Гипроникель, 1980. С. 49–56.