鎳鐵與金屬鎳的生產(chǎn)工藝簡介

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1、窗體頂端窗體底端鎳鐵與金屬鎳的生產(chǎn)工藝簡介鎳的主要物理化學(xué)性質(zhì)為：?相對原子質(zhì)量　?　　　58.71?密度/(g/cm3）　　?　?8.91?熔點/℃?　　1455?沸點/℃　　　　?　　?　2910?摩爾熱容（25℃時）/(J/(mol.C))?25.51?電阻率（0℃時）/(Ω?cm)?6.14×10-6?純鎳呈銀白色，鎳能與一些元素形成化合物。?鎳與碳可以形成Ni3C，在380℃以上時分解成鎳和碳。但是看來液體中的Ni3C，直到2000℃以上是穩(wěn)定的。?鎳與硅可形成一系列硅化物，如Ni3Si、Ni5Si2、Ni2Si、Ni3Si2、NiSi和NiSi2。?鎳和氧能形

2、成NiO，NiO系菱面體晶，加熱至200℃以上時則變成立方晶。氧在固態(tài)鎳中的熔解度，隨溫度的升高而下降。?鎳與硫可以形成Ni3S2、Ni6S5、Ni7S6、NiS、Ni3S4和NiS2等硫化鎳。在工業(yè)鎳銃中，找不到存在于自然界中的硫化鎳NiS和NiS2，因為這兩種硫化鎳在熔點以下就早已分解了。?鎳和鐵在γ區(qū)內(nèi)形成連續(xù)固溶體。液相線在1436℃下，含鎳65%－72%時，出現(xiàn)一個不很明顯的最低點。鎳可以擴大γ區(qū)，在固態(tài)時，分成數(shù)個相，回火時從這數(shù)個相中，都可形成FeNi3。在圖29－1中可以看出鎳鐵合金中的居里點的變化，α－鎳在360℃以下為面心立方晶，β－鎳在1130℃以下

3、為六方晶，γ－鎳在熔點之前為立方晶。?冶煉方法：?現(xiàn)代生產(chǎn)鎳的方法主要有火法和濕法兩種。根據(jù)世界上主要兩類含鎳礦物（含鎳的硫化礦和氧化礦）的不同，冶煉處理方法各異。?含鎳硫化礦目前主要采用火法處理，通過精礦焙燒反射爐（電爐或鼓風(fēng)爐）冶煉銅鎳硫吹煉鎳精礦電解得金屬鎳。氧化礦主要是含鎳紅土礦，其品位低，適于濕法處理；主要方法有氨浸法和硫酸法兩種。氧化礦的火法處理是鎳鐵法。??工藝操作：?硫化鎳精礦的火法冶煉?硫化鎳精礦的火法冶煉流程如圖29－2所示。其主要工藝特點如下：?（1）熔煉。鎳精礦經(jīng)干燥脫硫后即送電爐（或鼓風(fēng)爐）熔煉，目的是使銅鎳的氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧?，產(chǎn)出低冰鎳（銅鎳

4、锍），同時脈石造渣。所得到的低冰鎳中，鎳和銅的總含量為8%－25%（一般為13%－17%），含硫量為25%。?（2）低冰鎳的吹煉。吹煉的目的是為了除去鐵和一部分硫，得到含銅和鎳70%－75%的高冰鎳（鎳高硫），而不是金屬鎳。轉(zhuǎn)爐熔煉溫度高于1230℃，由于低冰鎳品位低，一般吹煉時間較長。?（3）磨浮。高冰鎳細(xì)磨、破碎后，用浮選和磁選分離，得到含鎳67%－68%的鎳精礦，同時選出銅精礦和銅鎳合金分別回收銅和鉑族金屬。鎳精礦經(jīng)反射爐熔化得到硫化鎳，再送電解精煉或經(jīng)電爐（或反射爐）還原熔煉得粗鎳再電解精煉。?（4）電解精煉。粗鎳中除含銅、鉆外，還含有金、銀和鉑族元素，需電解精煉

5、回收。與銅電解不同的是這里采用隔膜電解槽。用粗鎳做陽極，陰極為鎳始極片，電解液用硫酸鹽溶液硫酸鹽和氯化鹽混合溶液。通電后，陰極析出鎳，鉑族元素進(jìn)入陽極泥中，另行回收。產(chǎn)品電鎳純度為99.85%－99.99%。?用火冶法處理氧化鎳制取鎳鐵和金屬鎳?硅酸氧化礦可以用火冶法熔煉，經(jīng)還原、熔化和精煉得到鎳。還原時要爭取使氧化鎳完全變?yōu)榻饘冁?。熔化時流言蜚語鎳鐵將同較輕的渣分開。鎳鐵的含鎳量取決于部分還原過程的選擇能力。采用焦炭作還原劑，也可采用硅鐵作還原劑。為了除去粗鎳鐵中的雜質(zhì)碳、硫、磷和鉻，必須進(jìn)行精煉。?在電爐中用碳直接部分還原煉制鎳鐵?在礦熱爐中采用碳熱法將礦石還原成鎳鐵

6、，隨后進(jìn)行精煉。?所用礦石的成分為：Ni2.8%,CoO0.06%,Fe13%,Cr2O32%,MgO24%,SiO239%,化合水12%。這種礦石經(jīng)干燥后，放在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)預(yù)熱到750℃左右。重油的消耗量為每噸干礦石65-85L。在經(jīng)預(yù)熱的熱礦石中，加入約4%的焦粉，然后即將這種混合料，放在還原電爐中冶煉。在礦熱爐的容量為12500kV.A，電極直徑1250mm，爐膛內(nèi)徑11m。冶煉時每噸礦石的耗電量為600kW.h。每天可冶煉450t礦石，鎳鐵出爐溫度為1500℃，出渣溫度為1600℃。?爐料中90%以上的鎳回收到成分為Ni+Co24%，Si3%，C2%，Cr1.6%，P

7、0.03%的粗鎳鐵中。??在鑄桶中用蘇打處理兩次而將硫除掉，在酸性轉(zhuǎn)爐中把鉻、硅、碳和磷吹掉。精煉好的鎳鐵大約1650℃時出爐，?鑄成約20kg重的錠塊。最終產(chǎn)品含Ni+Co29%，C0.02%，Cr0.02%，余量為鐵。??用冶煉鎳锍的方法制取鎳丸??采用的方法是，先將礦石作成球團，經(jīng)燒結(jié)后同焦炭和石膏一起加到低爐身電爐中進(jìn)行還原冶煉。硫酸鈣被還原后，與鎳和鐵反應(yīng)生成硫化物。約含Ni27%，F(xiàn)e60%，S10%的鐵鎳锍，同附加料一起裝在轉(zhuǎn)爐中用空氣吹煉，使鐵渣化，成為約含有Ni78%，S22%的貧鐵鎳锍。然后采用流化床法在回