АО «Кольская ГМК», Мончегорск, Россия:

М. И. Рябушкин, первый заместитель генерального директора – главный инженер, эл. почта: ryabushkinmi1@kolagmk.ru

ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия:
Л. Б. Цымбулов, директор Департамента по исследованиям и разработкам, докт. техн. наук, эл. почта: TsymbulovLB@nornik.ru
Р. А. Пахомов, старший научный сотрудник лаборатории пирометаллургии, канд. техн. наук, эл. почта: PakhomovRA@nornik.ru
С. С. Озеров, ведущий научный сотрудник лаборатории пирометаллургии, канд. техн. наук

В настоящее время пирометаллургическая технология переработки никелевого концентрата (НК) от разделения медно-никелевого файнштейна предусматривает его сгущение и фильтрацию, обжиг в печах кипящего слоя (КС), восстановление огарка в трубчатых печах (ТП) с последующим разделением полученного материала на магнитную и немагнитную фракции, а также переработку гидрометаллургическими способами магнитного порошка и получение никелевых катодов марок Н-1у и Н-1. Несмотря на достаточно высокие показатели металлизации никелевого порошка, который отправляют на хлорное выщелачивание, еще существуют аспекты технологии, требующие анализа и оптимизации. Так, например, с некоторых пор наблюдается значительный рост содержания углерода в камерном продукте флотационного обогащения остатков гидрометаллургической переработки, которое не может быть обусловлено только высокой металлизацией порошка и глубиной его растворения. Процесс образования металлизированных конгломератов — спеков в ТП также до конца не изучен и является потенциальной областью корректировок и усовершенствования процесса переработки НК. Цель проводимых испытаний — анализ и подбор параметров работы печей КС и трубчатых вращающихся печей. Опре делены минимальные требования для получения высококачественного порошка в лабораторных условиях, рассмотрены такие показатели работы промышленного агрегата, как длительность пребывания материала в печи, расход подаваемого восстановителя и спекообразование. В заключении работы даны рекомендации по снижению количества углеродной составляющей в конечном продукте при сохранении показателей степени металлизации, а также указаны мероприятия, направленные на снижение выхода спеченной восстановленной массы из ТП.

1. Цемехман Л. Ш., Фомичев В. Б, Ерцева Л. Н. и др. Атлас минералогического сырья, технологических продуктов и товарной продукции ЗФ ОАО ГМК «Норильский никель». — М. : Издательский дом «Руда и Металлы», 2010. — 336 с.
2. Попов В. А., Рябушкин М. И., Пахомов Р. А., Цемехман Л. Ш. Термодинамическое моделирование окислительного обжига никелевого концентрата от разделения файнштейна в печах кипящего слоя // Цветные металлы. 2022. № 4. С. 20–26. DOI: 10.17580/tsm.2022.04.02.
3. Серегин П. С. Промышленные испытания подачи мазута в качестве восстановителя в трубчатые печи комбината «Североникель». — СПб. : ООО «Институт Гипроникель», 2009. — 9 с.
4. Серегин П. С. Промышленные испытания слабоспекающегося угля Кузнецкого угольного бассейна в качестве восстановителя на трубчатых печах комбината «Североникель». — СПб. : ООО «Институт Гипроникель», 2009. — 23 с.
5. Серегин П. С. Промышленные испытания низкозольного угля Бачатского разреза (ОАО «Кузбассразрезуголь») на трубчатых печах комбината «Североникель». — СПб. : ООО «Институт Гипроникель», 2009. — 20 с.
6. Серегин П. С. Промышленные испытания антрацита (ОАО «Гуковуголь») в качестве восстановителя на трубчатых печах комбината «Североникель». — СПб. : ООО «Институт Гипроникель», 2009. — 15 с.
7. Серегин П. С. Промышленные испытания по отработке режимов получения активной фракции никелевого порошка в трубчатых печах комбината «Североникель». — СПб. : ООО «Институт Гипроникель», 2009. — 13 с.
8. Пат. 2359049 РФ. Способ получения активного никелевого порошка / К. А. Демидов, С. Г. Беседовский, В. Ф. Козырев, Л. Ш. Цемехман, П. С. Серегин и др.; заявл. 18.06.2007 ; опубл. 20.06.2009, Бюл. № 17.
9. Цапах С. Л., Демидов К. А., Хомченко О. А., Садовская Г. И. Закономерности процессов переработки медно-никелевого файнштейна применительно к хлорной технологии производства электролитного никеля // Цветные металлы. 2009. № 9. С. 72–75.
10. Хомченко О. А., Садовская Г. И., Дубровский В. Л., Смирнов П. В., Цапах С. Л. Разработка и внедрение хлорной техно логии производства никеля и кобальта в ОАО «Кольская ГМК» // Цветные металлы. 2014. № 9. С. 81–88.
11. Пат. 2303086 РФ. Способ получения электролитного никеля / К. А. Демидов, С. Г. Беседовский, Н. А. Шелестов, О. А. Хомченко, С. И. Садовская, и др. ; заявл. 20.02.2007 ; опубл. 20.07.2007, Бюл. № 20.
12. Пат. 2144098 РФ. Способ электролитического рафинирования никеля / Г. П. Мироевский, А. Н. Голов, И. Г. Ермаков, В. Ф. Козырев, В. А. Одинцов ; заявл. 27.05.1999 ; опубл. 10.01.2000.
13. Рябушкин М. И., Пахомов Р. А., Цымбулов Л. Б., Савинова Ю. А. Поведение SiO₂ при реализации новой технологии переработки никелевого концентрата от разделения файнштейна на предприятии АО «Кольская ГМК» // Цветные металлы. 2021. № 12. С. 14–24. DOI: 10.17580/tsm.2021.12.02.
14. Зоря В. Н., Аникин А. Е., Волынкина Е. П., Федякина А. Н. Исследование обогащения отходов, накопленных в шламохранилище ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК», методом магнитной сепарации // Сб. докладов IV Международной научно-практической конференции «Управление отходами — основа восстановления экологического равновесия промышленных регионов России» (23–25 октября 2012 г., Новокузнецк). С. 190–198.
15. Худяков С. Г., Мелкомукова О. Г., Лановецкий С. В. Оценка возможности обогащения отходов титанового производства методами механической и магнитной сепарации // Молодежная наука в развитии регионов. 2018. Т. 1. С. 230–234.
16. Зубарев А. И. Экспериментальные исследования магнитной индукции и перспективы обогащения зернистых марганецсодержащих отходов методом сухой магнитной сепарации // Научные труды Донецкого национального технического университета. Серия: Горно-геологическая. 2014. № 2. С. 55–59.
17. Дьяконов О. М. Технология переработки металлосодержащих шламов // Литье и металлургия. 2001. № 3. С. 181–185.
18. Zhao Q., Xue J., Chen W. Zero-waste recycling method for nickel leaching residue by direct reduction – magnetic separation process and ceramsite preparation // Trans. Indian. Inst. Met. 2019. Vol. 72. P. 1075–1085.
19. Zhao Q., Wei J. Zero-waste recycling method for textile dyeing sludge by magnetizing roasting – magnetic separation process and ceramic filter preparation // Chem. Pap. 2020. Vol. 74. P. 4389–4399.
20. Ширяев А. А., Величко Ю. В., Ботвинников В. В., Гончаров А. И. Обогащение отходов богатых окисленных руд Кривого Рога методом сухой магнитной сепарации // Обогащение руд. 2005. № 2. С. 7–10.
21. Jeangros Q., Hansen T. W., Wagner J. B., Damsgaard C. D., Dunin-Borkowski R. E. et al. Reduction of nickel oxide particles by hydrogen studied in an environmental TEM // Journal of Materials Science. 2013. No. 48. P. 2893–2907.
22. Manukyan Kh. V., Avetisyan A. G., Shuck Ch. E., Chatilyan H. A. et al. Nickel oxide reduction by hydrogen: kinetics and structural transformations // The Journal of Physical Chemistry C. 2015. Vol. 28. P. 16131–16138.
23. Dong Soo Lee, Dong Joon Min. A kinetics of hydrogen reduction of nickel oxide at moderate temperature // Springer, Metals and Materials International. 2019. Vol. 25. P. 982–990.
24. Quiroz Cabascango V. E., Bazhin V. Yu. Nickel oxide reduction in CO/CO₂ gas mixtures in reverberatory furnaces // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1515. 022028.
25. Mamyan S., Chatilyan H. A., Kharatyan S. L. Kinetic features of nickel oxide reduction by methane at non isothermal conditions // XV International Symposium on Self-Propagating High-Temperature Synthesis, Moscow. 2019. P. 254–256.
26. Рябушкин М. И., Романов А. Л., Пахомов Р.А., Цымбулов Л. Б. Анализ работы и модернизация участка магнитной сепарации в новой технологии переработки никелевого концентрата в АО «Кольская ГМК». Ч. 1 // Цветные металлы. 2022. № 3. С. 60–68. DOI: 10.17580/tsm.2022.03.07.
27. Рябушкин М. И., Романов А. Л., Пахомов Р. А., Цымбулов Л. Б. Анализ работы и модернизация участка магнитной сепарации в новой технологии переработки никелевого концентрата в АО «Кольская ГМК». Ч. 2 // Цветные металлы. 2022. № 4. С. 12–19. DOI: 10.17580/tsm.2022.04.01.
28. Мастрюков Б. С. Расчеты металлургических печей. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Т. 2. — М. : Металлургия, 1986. — 272 с.
29. Криштал М. М., Ясников И. С., Полунин В. И., Филатов А. М., Ульянинков А. Г. Сканирующая электронная микро скопия и рентгеноспектральный микроанализ в примерах практического применения. — М. : Техносфера, 2009. — 208 с.
30. Савинова Ю. А., Румянцев Д. В., Мишина O. Ю., Банникова С. А., Сомов П. А. Исследование вещественного состава и морфологии тонкодисперсных металлургических пылей методами сканирующей электронно-ионной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа // Сб. тезисов докладов XХVIII Российской конференции по электронной микроскопии, 5–10 сентября 2020. Черноголовка. С. 110–111.
31. Савинова Ю. А. Разработка технологии переработки рудных сульфидных концентратов цветных металлов с примене нием окислительного обжига в печах кипящего слоя. : дис. … канд. тех. наук: — Санкт-Петербург, 2018. — 155 с.