производство никеля

СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение характеристика никеля, сфера его применения . 2. Сырье для получения никеля. 3. Получение огневого никеля из окисленных руд. Плавка на штейн. 3.1 Конвертирование никелевых штейнов. 3.2 Переработка никелевого файнштейна на огневой никель. 3.3 Производство ферроникеля. 4. Получение никеля из сульфидных медно-никелевых руд. Плавка на штейн. 4.1 Конвертирование медно-никелевых штейнов. 4.2 Разделение меди и никеля. 4.3 Получение чернового никеля из богатых никелевых концентратов. 5. Электролитическое рафинирование никеля. 6. Гидрометаллургия никеля. МЕТАЛЛУРГИЯ НИКЕЛЯ. 1.Введение. Никель и его применение Никель единственный молодой металл из тяжелых цветных металлов, получивший широкое применение только в конце XIX в. Впервые как химический элемент никель был открыт в 1751 г. и выделен в чистом виде в 1804 г. Однако он был обнаружен в составе монетных сплавов, применявшихся еще в III столетии до н.э. До 1875 г. никель считался ювелирным металлом, стоил дорого и производили его в очень небольших количествах.

Мировое производство никеля в 1875 г. составляло всего 500 т, а затем начало быстро расти. В России первое месторождение никелевых руд было открыто на Урале в 1854 г. На базе этих руд вначале удалось получить никелевый чугун 20 Ni, а затем и металлический никель в период с 1874 по 1878 г. было получено 17т Ni. Промышленное производство никеля на территории царской России не было организовано.

Первенцем отечественной никелевой промышленности был Уфалейский никелевый завод, введенный в строй в конце 1933 г. В настоящее время эта подотрасль цветной металлургии в странах СНГ представлена несколькими никелевыми комбинатами.

Широкое развитие никелевой промышленности за рубежом связано с открытием во второй половине прошлого столетия больших месторождений окисленных никелевых руд в Новой Каледонии и сульфидных медно-никелевых руд в Канаде.

В капиталистическом мире производство никеля сосредоточено в руках нескольких монополий. Крупнейшая из них - Интернациональная никелевая компания ИНКО . Ока производит 50 общего выпуска никеля за рубежом. Основные предприятия этой компании расположены в Канаде и перерабатывают сульфидные медно-никелевые руды. На базе окисленных никелевых руд никель производится в Японии, Новой Каледонии, Австралии, США, на Кубе и Филиппинах.

В периодической системе элементов Д.И.Менделеева никель расположен в VIII группе 4-го периода под номером 28, образуя вместе с железом и кобальтом триаду. В наиболее устойчивых химических соединениях никель двухвалентен, хотя встречается в ряде случаев и в трехвалентном состоянии. Чистый никель металл светло-серебристого цвета. Его поверхность характеризуется очень высокой отражающей способностью. Никель обладает достаточно высокими прочностью и пластичностью.

Он хорошо обрабатывается как в горячем, так и в холодном состояниях, легко прокатывается в листы толщиной до 0,02 мм и протягивается в проволоку диаметром до 0,01 мм. До температуры 357,6 С никель магнитен. Характерные свойства никеля приведены в табл. 1 и 2. В химическом отношении никель малоактивный металл. Он имеет высокую коррозионную стойкость в атмосфере воздуха, устойчив к воздействию воды и многих агрессивных сред например, щелочей. Заметное окисление никеля на воздухе наблюдается при температурах выше 700 800 С. Серная и соляная кислоты растворяют никель медленно, а в азотной он растворяется легко.

Органические кислоты воздействуют на никель только после длительного соприкосновения с ним. С кислородом никель образует два основных оксида NiO и Ni203. Последний при нагреве разлагается с образованием Ni3O4 NiO Ni203 . Никель имеет большое сродство к сере, образуя два достоверно установленных сульфида составов NiS и Ni3S2, встречающиеся в природе.

Наиболее устойчивым является Ni3S2, имеющий температуру плавления 788 С. Высший сульфид никеля NiS при нагреве разлагается по реакции 3NiS Ni3S2 1 2S2. В металлургии важное практическое значение имеют карбид никеля Ni3C и карбонил Ni C0 4 . С металлами никель образует многочисленные сплавы, из которых наибольший интерес представляют сплавы с железом, кобальтом, медью, цинком, хромом и молибденом.

В настоящее время известно более 3000 сплавов, содержащих никель. Присутствие никеля в сплавах придает им разнообразные ценные свойства, удовлеворяющие самым высоким требованиям современной техники жаропрочность, кислотостойкость, вязкость, улучшенные магнитные свойства, красивый внешний вид и др. Важную роль никель играет в получении конструкционных, нержавеющих и жаропрочных сталей. В последние годы большое значение приобрели жаропрочные литые сплавы на никелевой основе, используемые во многих областях техники.

В чистом виде никель используют в качестве защитных и декоративных покрытий на железе и других металлах, для изготовления аппаратов и посуды с высокой коррозионной стойкостью, приборов радиоэлектроники, в качестве катализатора и т.д. Находят применение и некоторые соли никеля. Структура потребления никеля в промышленно развитых странах выражается следующими цифрами, Нержавеющие и жаропрочные стали 50 Конструкционные стали 15 Сплавы на никелевой основе 16 20 Никелирование 18 Чугунное и стальное литье 12 Прочие потребители 2.

Сырье для получения никеля

Гипс при плавке в отличие от пирита является одновременно флюсующим ма... 16 С02 и 8 16 СО и имеют температуру 500 600 0С. Химизм сульфидирования более сложен и различен при использовании гипса... Пыль по химическому составу почти не отличается от шихты и после улавл... Обогащение дутья кислородом до содержания 25 позволяет повысить пропла...

Конвертирование никелевых штейнов

Из сопоставления реакций следует, что на одинаковый объем вдуваемого в... Никелевый файнштейн обычно содержит, Ni 76 78 S 19 21 Fe 0,2 0,4 Со 0,... Средний состав конвертерных шлаков следующий, Ni 0,7 1,2 Со 0,2 0,5 Si... 3.2 . Следовательно, при продувке штейна в конвертере в присутствии кварцево...

Переработка никелевого файнштейна на огневой никель

Окисление файнштейна протекает по реакции 2Ni3S2 7О2 6NiO 4SO2. 4 Продукты этой реакции способствуют переводу меди в форму водораствор... Высокая температура и присутствие в газах кислорода приводят к почти п... Полученный в трубчатых печах оксид никеля огарок в среднем содержит, N... Этот шлак позволяет также очистить металл от серы за счет взаимодейств...

Производство ферроникеля

Получение никеля из сульфидных медно-никелевых руд Плавка на штейн. Исходным сырьем при плавке на штейн при переработке сульфидного медно-... Термическую обработку окатышей для их упрочнения проводят на ленточных... По химизму электроплавка сульфидного сырья является почти полным анало... В подэлектродном слое шлака, где конвекция почти отсутствует, завершае...

Конвертирование медно-никелевых штейнов

Присутствующие в медно-никелевых штейнах основные металлы по убыли сро... Карбонильное разделение меди и никеля основано на способности никеля о... Карбонил никеля Ni C0 4 плавится при температуре - 25 С и кипит при 43... Температура кипения карбонила железа 105 С. Равновесие этой реакции можно сдвинуть вправо, т.е.

Получение чернового никеля из богатых никелевых концентратов

Для автоматического регулирования рН электролита в пределах 2,5 5 ввод... Анодов в ваннах никелевого электролиза на один больше, чем катодов. Очищенный от примесей электролит католит содержит, Fe до 0,0003 Си до ... Рис.14. 15 .

литература 1.