Термодинамическое моделирование процесса восстановления никеля и железа силикотермическим процессом

Аннотация

Приведены результаты изучения влияния концентрации кремния ферросилиция: ФС5 (5% Si), ФС20 (20% Si), ФС35 (35% Si), ФС50 (50% Si), ФС65 (65% Si) на степень восстановления никеля (ηNi) и железа (ηFe) многокомпонентной оксидной системы CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-FeO-NiO-P₂O₅ при температуре 1500ºС методом термодинамического моделирования. Для моделирования использован программный комплекс HSC Chemistry 6.12, разработанный Outokumpu (Финляндия). В базу данных введены химические соединения Ni₃Si и Ni₅Si₂ с соответствующими термодинамическими характеристиками. Расчеты выполнены с применением подпрограммы «Равновесные составы» (Equilibrium Compositions) при давлении газовой фазы 1 атм, содержащей 2.24 м³ N₂ в качестве нейтральной добавки. Полученные результаты моделирования свидетельствуют о термодинамической возможности восстановления никеля и железа из оксидной системы CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-FeO-NiO-P₂O₅ кремнием ферросилиция. Степень восстановления железа увеличивается с 88.8 до 91.4% при повышении концентрации кремния ферросилиция [Si]ФС с 5 до 65%. Степень восстановления никеля с увеличением концентрации кремния ферросилиция практически не меняется и составляет 99.8-99.7%. Степень использования кремния составляет 92.1-94.5%. Определен химический состав комплексного сплава - ферросиликоникеля. Полученные результаты моделирования могут быть использованы для разработки технологии получения ферросиликоникеля из никелевой руды силикотермическим методом.