3.2 Фізико-металургійні основи виробництва нікелю 3.2.1 Сировина для отримання нікелю
Для виробництва нікелю застосовують сульфідні і окиснені руди. У сульфідних рудах нікель представлений головним чином ізоморфною сумішшю сульфідів заліза і нікелю (Ni, Fe)S, а пуста порода складається з силікатів заліза і магнію, піротину Fe7S8 та інших сполук. У цих рудах міститься 0,3-5,5% Ni і до 2,5 Cu, тому їх називають мідно-нікелевими. У рудах часто наявний кобальт (до 0,2 %), а також у невеликих кількостях метали платинової групи: платина, осмій, іридій, радій, рутеній і паладій.
Мідно-нікелеві руди збагачують флотаційними способами. Інколи отримують мідно-нікелевий концентрат, а інколи проводять селективне збагачення з виділенням двох концентратів – нікелевого і мідного. Проте отримати нікелевий концентрат, добре очищений від міді, не вдається, тому збагачення мідно-нікелевих руд проводять не за селективною схемою, а з розрахунку на отримання мідно-нікелевого концентрату. Плавлення руд із сумарним вмістом більше 4-5% міді і нікелю проводять без збагачення.
У окиснених рудах нікель перебуває у вигляді ізоморфної суміші силікатів нікелю і магнію – n – NiOSiO2 · MgOSiO2, пуста порода складається з алюмосилікатів, гідратованих оксидів заліза, кварцу і тальку – 3MgO·4SiO2·H2O. Вміст нікелю у цих рудах становить 1-7%.
Окиснені руди, як правило, глинисті і містять близько 30% вологи. Перед плавленням їх необхідно окусковувати, застосовуючи для цього брикетування або агломерацію, здійснювану на стрічкових агломераційних машинах. Шихту подрібнюють до шматків розміром 3-5 мм. Паливом служить коксик, витрата його становить 7,5-8,5% від маси шихти.
Гіпс, необхідний як сірчиста добавка для проведення подальшого процесу, у шихту не вводять, тому що сірка, що міститься у гіпсі, при спіканні значною мірою переходить у гази. Агломерат після дроблення сортують на грохоті з осередками 20 мм, фракцію розміром менше 20 мм повертають у шихту на спікання.
У деяких залізних рудах міститься близько 0,3, а інколи до 1% нікелю. У цих рудах наявний також хром. Руди переробляють на хромонікелевий чавун. Із руд з підвищеним вмістом нікелю і низьким вмістом заліза можна, здійснюючи виборче відновлення в трубчастих печах, що обертаються, отримати феронікелеву кричу, а з неї виплавляти збіднений феронікель, що містить близько 4% нікелю.
При виробництві нікелю застосовують також гіпс, пірит, вапняк, кварцовий флюс і деревне вугілля.