3.2.6 Випалення білого штейну (файнштейну) і відновлення нікелю

                Для видалення сірки з файнштейну настільки, щоб залишковий вміст її становив 0,02%, його піддають окиснювальному випаленню: Ni3S2 + 3ЅO2 = 3NiO + 2SO2. У деяких випадках випалення файнштейну проводять у дві стадії: спочатку в багатоходовій печі, а потім в трубчастій печі, що обертається.

                Досконалішим є випалення файнштейну в киплячому шарі, принцип роботи якого вже був згаданий.

                Випалення  проводять, не допускаючи спікання при температурі 1000-1050°С, при коефіцієнті витрати повітря, рівному 2.0.

                Після випалення отримують закис нікелю, що містить до 98% NiO і 0,01-0,02% S; крім того, у ньому містяться домішки СО, С  і Fe. Закис нікелю дещо завантажений кремнеземом і глиноземом футерування печей.

                Продуктивність печі становить 6-8 m/(м2·добу).

                Відновне плавлення проводять у дугових електричних печах ємністю 3,5-10 m, аналогічних вживаним у сталеплавильному виробництві.

                Як відновник краще за все брати деревне вугілля або нафтовий кокс, чисті за сіркою. При плавленні нікелю для подальшого рафінування іноді застосовують пековий кокс і навіть кам'яновугільний коксик.

                Відновлення починається при 700-900°С і проходить за реакцією

                            NiO + CO = Ni + CO2,                                        (3.26)

                               CO2 + С = 2CO,                                  (3.27)

                             NiO + С = Ni + CO.                              (3.28)

                Процес проводять з таким розрахунком, щоб отримати рідкий нікель, тому плавлення закінчують при температурі близько 1500°С. У рідкому нікелі розчиняється вуглець у вигляді карбіду нікелю Ni3C, вміст якого у рідкому металі досягає 2,2%. З одного боку, це сприятливе явище, оскільки знижує температуру плавлення нікелю. Але при застиганні рідкого нікелю карбід заліза розкладається з виділенням шматків графіту, що робить метал неміцним і крихким. Отже, бажано, щоб в нікелі, що випускається, був понижений вміст вуглецю. З цією метою у кінці плавлення проводять так звану операцію добавки – добавляють закис нікелю для окиснення надлишку вуглецю:

Ni3C + NiO = 4Ni + CO.

                Процес плавлення – періодичний з тривалістю операції 5-7 годин. Для того, щоб ошлакувати домішки і десульфурації, додають вапняк, у результаті утворюється невелика кількість рідкого вапняного шлаку, що знімається перед операцією доведення.  Нікель, що випускається з печі, гранулюють або розливають у виливниці.

                3.2.7 Електролітичне рафінування нікелю

                Чорновий нікель, отримуваний з окиснених руд, містить, %: 99,2-9,6 (Ni + Co); 0,3-0,8 Fe; до 0,02Si; до 0,4 С і 0,004-0,4Cu. Такий склад відповідає вимогам стандартів для нікелю нижчих марок. Тим часом чорновий нікель з сульфідних мідно-нікелевих руд не відповідає вимогам стандартів навіть для нижчих марок головним чином за вмістом заліза і міді. Він містить 1,3-2,5% Fe  і 2-2,6% Cu проти 0,25 і 0,06-0,6%. Тому чорновий нікель, що виплавляється з сульфідних мідно-нікелевих руд, піддають електролітичному рафінуванню.