Investigation of the sedimentation of FeNi fine grains entrained in ERF slag

摘要

Nickel losses in the slag generated at Larco electric reduction furnaces (ERF) during smelting of Greek laterites account for about 20% of the total nickel of the feed. The recovery of the nickel contained in the slag as well as in its magnetic concentrate was studied under different methods. The experimental results have shown that a nickel recovery in the range of 75-90% is possible by allowing the slag to settle. Washing by low carbon steel can be performed during the final stages of the settling process as it improves the finally attained nickel recovery up to 94.4%. The simultaneous carbon reduction and settling process do not favour the Ni- recovery as the produced carbon monoxide and dioxide cause boiling of the bath which promotes the flotation of the metallic grains. In all cases a reoxidation of nickel was observed after 20min approximately. Settling of the ferronickel grains was described by a mathematical model. The model's results are in good agreement to the experimental ones for the initial 20min of the process. A modified model was elaborated combining the settling of the metallic grains with the nickel reoxidation reaction. This model describes with adequate accuracy the whole Ni- recovery process. The developed model can be proven helpful in the design of a slag cleaning step for metal recovery utilizing a slag settling furnace operating on line to the ERF.%Die Nickelverluste in der Elektroreduktionsofen- (ERO) Schlacke bei der Erzeugung von Ferronickel aus griechischen Lateriterzen Larco) betragen ca 20% des gesammten Nickeleinsatzes. Daher wurden verschiedene Methoden zur Rückgewinnung von Nickel aus der Schlacke und dem magnetischen Konzentrat untersucht. Experimente haben gezeigt, daß eine Nickelrückgewinnung aus der Schlacke um 75-90% möglich ist, wenn die Schlacke sich absetzen kann. Das Auswaschen der Schlacke mit niedrig gekohltem Stahl in der letzten Phase der Absetzperiode erhöht die Nickelrückgewinnung auf 94.4%. Die zum Absetzprozeß simultan ablaufende Kohlenstoffreduktion wirkt der Nickelrückgewinnung entgegen, da Kohlenmon- und -dioxid das Bad zum Kochen bringen und die Partikel so am Absetzen hindern. Nach 20minütiger Setzzeit konnte in allen Fällen eine Rückoxidation von Nickel beobachtet werden. Das Absetzen der Ferronickel-Körner wird durch ein mathematisches Modell beschrieben. Dessen Ergebnisse befinden sich in guter Übereinstimmung mit den Versuchsdaten. Ein abgewandeltes mathematisches Modell beschreibt den gesamten Nickelrückgewinnungsprozeß -bestehend aus Absetzen und Rückoxidationsreaktion- mit hinreichender Genauigkeit. Dieses Modell kann bei der Auslegung einer dem ERO nachgeschalteten Schlackenreinigungsstufe zur Metallrückgewinnung in Form eines Schlackenabsetzofens hilfreich sein.