鎳及鎳鐵合金

1、鎳及鎳鐵合金鎳及鎳鐵合金鎳的概述鎳的概述1 1鎳的火法冶金鎳的火法冶金2 2鎳的濕法冶金鎳的濕法冶金3 3鎳的電解精煉鎳的電解精煉4 4鎳冶金的發(fā)展趨勢(shì)鎳冶金的發(fā)展趨勢(shì)5 511 1 概述概述1.11.1 鎳的資源及生產(chǎn)狀況鎳的資源及生產(chǎn)狀況 鎳在地殼中的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為鎳在地殼中的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%0.01%，資源分兩類：，資源分兩類：硫化礦和氧化礦。海底錳結(jié)核中也存有豐富的鎳。硫化礦和氧化礦。海底錳結(jié)核中也存有豐富的鎳。 硫化礦中主要有鎳黃鐵礦硫化礦中主要有鎳黃鐵礦( (Fe, Ni)Fe, Ni)9 9S S8 8、鎳磁黃鐵礦鎳磁黃鐵礦( (Ni, Fe)Ni, Fe)7 7S S8

2、 8、針硫鎳礦針硫鎳礦NiSNiS、輝鐵鎳礦輝鐵鎳礦 3 3NiSNiSFeSFeS2 2、鈷鎳鈷鎳黃鐵礦黃鐵礦( (Ni, Co)Ni, Co)3 3S S4 4。2 硫化礦主要集中在一些北部國(guó)家，加拿大、前蘇聯(lián)、硫化礦主要集中在一些北部國(guó)家，加拿大、前蘇聯(lián)、中國(guó)；氧化礦主要沿南北回歸線分布，特別集中于兩個(gè)地中國(guó)；氧化礦主要沿南北回歸線分布，特別集中于兩個(gè)地帶，即新卡里多尼亞、印度尼西亞、菲律賓一帶和古巴、帶，即新卡里多尼亞、印度尼西亞、菲律賓一帶和古巴、多米尼加一帶。多米尼加一帶。 中國(guó)鎳儲(chǔ)量約中國(guó)鎳儲(chǔ)量約800800萬噸，世界七位。萬噸，世界七位。31.2 1.2 鎳的性質(zhì)鎳的性質(zhì) (1

3、)(1)物理性質(zhì)物理性質(zhì) 屬于屬于VIIIVIII族元素族元素, , 銀白色鐵磁金屬銀白色鐵磁金屬, , 熔熔 點(diǎn)點(diǎn)17261726K, K, 沸點(diǎn)約沸點(diǎn)約30733073K. K. 鎳的密度為鎳的密度為 8.9088.908g/cmg/cm3 3. . (2) (2) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 在打氣中不易生銹，能抗苛性堿的侵蝕在打氣中不易生銹，能抗苛性堿的侵蝕 易受氧化性鹽類侵蝕，幾乎所有的有機(jī)化合易受氧化性鹽類侵蝕，幾乎所有的有機(jī)化合 物都不與鎳作用。在空氣或氯氣中鎳表面形物都不與鎳作用。在空氣或氯氣中鎳表面形 成一薄層防止繼續(xù)氧化的成一薄層防止繼續(xù)氧化的NiONiO。41.3 1.3 鎳的主要

4、化合物鎳的主要化合物 (1)(1)鎳的氧化物鎳的氧化物 鎳有鎳有3 3種氧化物種氧化物: :NiO, NiNiO, Ni3 3O O4 4, Ni, Ni2 2O O3 3. . (2)(2)鎳的硫化物鎳的硫化物 鎳有鎳有3 3種硫化物種硫化物: :NiSNiS2 2, Ni, Ni3 3S S2 2，NiSNiS。 (3)(3)鎳的砷化物鎳的砷化物 鎳有鎳有2 2種砷化物種砷化物: :NiAs, NiNiAs, Ni3 3AsAs2 2。 (4)(4)羰基鎳羰基鎳 鎳與鐵、鈷相似，在鎳與鐵、鈷相似，在323373323373K K溫度下，與溫度下，與COCO反應(yīng)形反應(yīng)形成羰基鎳成羰基鎳Ni(

5、CO)Ni(CO)4 4, ,當(dāng)溫度提高到當(dāng)溫度提高到453473453473K K時(shí)，羰基鎳分解時(shí)，羰基鎳分解為金屬鎳。為金屬鎳。51.4 1.4 鎳的用途鎳的用途 (1)(1)大量用于不銹鋼、鐵磁合金和合金大量用于不銹鋼、鐵磁合金和合金 結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)。 (2)(2)鎳基合金與鎳鉻基合金是一種耐高溫、鎳基合金與鎳鉻基合金是一種耐高溫、 抗氧化材料，用于噴氣蝸輪、電熱元件、抗氧化材料，用于噴氣蝸輪、電熱元件、 電阻和高溫構(gòu)件。電阻和高溫構(gòu)件。 ( (3 3) )鎳粉是化學(xué)反應(yīng)加氫催化劑。鎳粉是化學(xué)反應(yīng)加氫催化劑。 ( (4 4) )鎳的鍍層具有良好的防銹性能。鎳的鍍層具有良好的防

6、銹性能。61.5 1.5 鎳的提取方法鎳的提取方法 鎳礦的特點(diǎn)鎳礦的特點(diǎn): : 品位低、成分復(fù)雜、伴生脈石多、品位低、成分復(fù)雜、伴生脈石多、難熔。難熔。 鎳的產(chǎn)品：鎳的產(chǎn)品： 純鎳類：電鎳、鎳丸、鎳粉；純鎳類：電鎳、鎳丸、鎳粉； 非純鎳類：燒結(jié)氧化鎳、鎳鐵。非純鎳類：燒結(jié)氧化鎳、鎳鐵。 煉鎳方法煉鎳方法：火法和濕法?；鸱ê蜐穹?。7鎳的概述鎳的概述1 1鎳的火法冶金鎳的火法冶金2 2鎳的濕法冶金鎳的濕法冶金3 3鎳的電解精煉鎳的電解精煉4 4鎳冶金的發(fā)展趨勢(shì)鎳冶金的發(fā)展趨勢(shì)5 589黃鐵礦，石膏黃鐵礦，石膏10 還原硫化熔煉：還原硫化熔煉：將礦石中的鎳、鈷和部分將礦石中的鎳、鈷和部分鐵還原并使其

7、硫化為金屬硫化物與爐渣分開。熔鐵還原并使其硫化為金屬硫化物與爐渣分開。熔煉時(shí)焦點(diǎn)區(qū)溫度可達(dá)煉時(shí)焦點(diǎn)區(qū)溫度可達(dá)19731973K K。 鼓風(fēng)爐還原的主要反應(yīng)為：鼓風(fēng)爐還原的主要反應(yīng)為： NiO + C(CO) = Ni + CO(CONiO + C(CO) = Ni + CO(CO2 2) ) NiSiO NiSiO3 3+ 2FeO+ C(CO)= Ni+ Fe2SiO+ 2FeO+ C(CO)= Ni+ Fe2SiO4 4+ CO(CO+ CO(CO2 2) ) NiSiO NiSiO3 3+ CaO+ C(CO) = Ni+ CaSiO+ CaO+ C(CO) = Ni+ CaSiO3 3

8、 + CO(CO + CO(CO2 2) ) 11 FeFe3 3O O4 4 + CO = 3FeO + CO+ CO = 3FeO + CO2 2 FeO + CO = 3Fe + CO FeO + CO = 3Fe + CO2 2 Fe Fe3 3O O4 4 + CO + 1.5SiO+ CO + 1.5SiO2 2 = 1.5Fe = 1.5Fe2 2SiOSiO4 4 + CO + CO2 2 Fe Fe2 2SiOSiO4 4 + 2CO =2Fe + SiO + 2CO =2Fe + SiO2 2 +2CO +2CO2 2鼓風(fēng)爐硫化的主要反應(yīng)：鼓風(fēng)爐硫化的主要反應(yīng)： CaSOC

9、aSO4 42H2H2 2O = CaO + SOO = CaO + SO3 3 + 2H + 2H2 2O O 3NiO + 9CO + 2SO 3NiO + 9CO + 2SO3 3 = Ni = Ni3 3S S2 2+9CO+9CO2 2 FeO + 4CO + SO FeO + 4CO + SO3 3= FeS + 4CO= FeS + 4CO2 2 3NiSiO 3NiSiO3 3 + 9CO + 2SO + 9CO + 2SO3 3 = Ni = Ni3 3S S2 2 + 3SiO + 3SiO2 2+ 9CO+ 9CO2 2122.2.1.1.2 2 鎳锍的吹煉鎳锍的吹煉 鎳

10、锍吹煉與冰銅吹煉差異：鎳锍吹煉與冰銅吹煉差異：鎳锍吹煉的最鎳锍吹煉的最終產(chǎn)品不是金屬鎳而是終產(chǎn)品不是金屬鎳而是NiNi3 3S S2 2 與與NiNi的合金。（稱的合金。（稱為高鎳锍或高冰鎳）。為高鎳锍或高冰鎳）。原因：原因：隨著熔體中硫含量的降低和鎳含量的增多，隨著熔體中硫含量的降低和鎳含量的增多，吹煉溫度要求越來越高，如當(dāng)熔體中鎳的質(zhì)量分吹煉溫度要求越來越高，如當(dāng)熔體中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到數(shù)達(dá)到90%90%，硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到，硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到1%1%時(shí)，爐溫必須提時(shí)，爐溫必須提高到高到20442044K K以上，反應(yīng)以上，反應(yīng)NiNi3 3S S2 2 + 4NiO = 7Ni + + 4Ni

11、O = 7Ni + 2SO2SO2 2才能進(jìn)行。在普通空氣吹煉的轉(zhuǎn)爐中達(dá)不到才能進(jìn)行。在普通空氣吹煉的轉(zhuǎn)爐中達(dá)不到如此高的溫度如此高的溫度. .13鎳锍吹煉分為吹煉階段和精煉階段鎳锍吹煉分為吹煉階段和精煉階段 吹煉目的：吹煉目的：除去鎳锍中大部分的硫和鐵。除去鎳锍中大部分的硫和鐵。鎳锍中含有較多的金屬化鎳和鐵，吹煉吹煉時(shí)在鎳锍中含有較多的金屬化鎳和鐵，吹煉吹煉時(shí)在大部分金屬鐵氧化除去后，大部分金屬鐵氧化除去后，F(xiàn)eSFeS才開始氧化。才開始氧化。 精煉目的：精煉目的：將殘留的鐵和鈷氧化造渣，以將殘留的鐵和鈷氧化造渣，以便提高鎳锍的鎳品位和得到含鈷高的爐渣，有利便提高鎳锍的鎳品位和得到含鈷高的爐

12、渣，有利于鈷的回收。于鈷的回收。 高锍鎳高锍鎳的化學(xué)成分：的化學(xué)成分：Ni7879.5%, Ni7879.5%, Co0.30.5%, Fe0.20.3%, Cu0.82.5%,S1719%.Co0.30.5%, Fe0.20.3%, Cu0.82.5%,S1719%.14 2.2.1.1.3 3 高冰鎳的處理高冰鎳的處理 高高冰鎳經(jīng)破碎、焙燒、還原處理后產(chǎn)出粗鎳冰鎳經(jīng)破碎、焙燒、還原處理后產(chǎn)出粗鎳陽極。陽極。 焙焙燒的目的是使高鎳锍中的硫化物氧化，同燒的目的是使高鎳锍中的硫化物氧化，同時(shí)使銅變成可溶銅，以便浸出除去。焙燒分沸騰時(shí)使銅變成可溶銅，以便浸出除去。焙燒分沸騰焙燒和回轉(zhuǎn)窯焙燒兩步進(jìn)行

13、。焙燒和回轉(zhuǎn)窯焙燒兩步進(jìn)行。 15 沸沸騰騰焙燒是為了氧化脫硫。溫度為焙燒是為了氧化脫硫。溫度為1243142312431423K K，過程可實(shí)現(xiàn)自熱。焙砂中硫的質(zhì)量過程可實(shí)現(xiàn)自熱。焙砂中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可將至分?jǐn)?shù)可將至0.40.6%.0.40.6%. 回回轉(zhuǎn)窯焙燒實(shí)際上是氯化轉(zhuǎn)窯焙燒實(shí)際上是氯化- -硫酸化焙燒硫酸化焙燒, ,目的目的是使銅轉(zhuǎn)變成易溶鹽是使銅轉(zhuǎn)變成易溶鹽, ,而鎳、鈷鐵則仍為氧化物。而鎳、鈷鐵則仍為氧化物?；剞D(zhuǎn)窯焙燒物經(jīng)溶浸除銅后，加入另一回轉(zhuǎn)窯烘回轉(zhuǎn)窯焙燒物經(jīng)溶浸除銅后，加入另一回轉(zhuǎn)窯烘干和氧化，焙燒產(chǎn)物為氧化亞鎳。干和氧化，焙燒產(chǎn)物為氧化亞鎳。 氧氧化亞鎳配入石油焦或?yàn)r青焦在

14、電弧爐中還原化亞鎳配入石油焦或?yàn)r青焦在電弧爐中還原產(chǎn)出鎳錠、鎳?；蚪饘冁囮枠O。產(chǎn)出鎳錠、鎳?；蚪饘冁囮枠O。 162.2.1.1.4 4 氧化鎳制取鎳鐵氧化鎳制取鎳鐵 (1)(1)電爐熔煉法電爐熔煉法 高碳鎳鐵合金，成分為高碳鎳鐵合金，成分為( (Ni + Co)2023%, Si Ni + Co)2023%, Si 24%,C l82.2%, Cr 1.51.7%,S 250.35%,24%,C l82.2%, Cr 1.51.7%,S 250.35%,余者余者為鐵。為鐵。 (2)(2)高爐熔煉法高爐熔煉法 鎳鐵磷合金鎳鐵磷合金,Ni1.89.0%, Fe7075%,P1420%.,Ni1.8

15、9.0%, Fe7075%,P1420%. (3)(3)回轉(zhuǎn)窯法回轉(zhuǎn)窯法 粗鎳鐵粒粗鎳鐵粒172.22.2 硫化鎳礦的火法冶金硫化鎳礦的火法冶金 鼓風(fēng)爐法鼓風(fēng)爐法 反射爐法反射爐法 電爐法電爐法 閃速爐法閃速爐法18銅鎳硫化銅鎳硫化礦熔煉礦熔煉2 2.2 .2 .1.1硫化鎳礦的電爐熔煉硫化鎳礦的電爐熔煉(1)(1)原料準(zhǔn)備原料準(zhǔn)備 MgOMgO含量不超過含量不超過6%6%。 水份降至水份降至3%3%以下以下, , 經(jīng)流態(tài)化焙燒經(jīng)流態(tài)化焙燒. . 流態(tài)化焙燒分制粒焙燒和精礦直接焙燒流態(tài)化焙燒分制粒焙燒和精礦直接焙燒. .(2)(2)電礦熱電爐電礦熱電爐 電阻爐與電弧爐性能的復(fù)合式電爐電阻爐與電

16、弧爐性能的復(fù)合式電爐. . 1920212223 電爐熔煉電爐熔煉的冶金反應(yīng)主要發(fā)生在爐渣與爐料的冶金反應(yīng)主要發(fā)生在爐渣與爐料的接觸面上的接觸面上, ,即以即以液固反應(yīng)液固反應(yīng)為主為主. .當(dāng)溫度達(dá)到當(dāng)溫度達(dá)到1373157313731573K K時(shí)時(shí), ,硫化物與氧化物間的相互反應(yīng)激烈硫化物與氧化物間的相互反應(yīng)激烈進(jìn)行進(jìn)行. .主要有主要有: : 3 3NiO + 3FeS = NiNiO + 3FeS = Ni3 3S S2 2 + 3FeO + 0.5S + 3FeO + 0.5S2 2 Cu Cu2 2O + FeS = CuO + FeS = Cu2 2S + FeOS + FeO

17、CoO + FeS = CoS + FeO CoO + FeS = CoS + FeO 10Fe 10Fe2 2O O3 3 + FeS = 7Fe + FeS = 7Fe3 3O O4 4 + SO + SO2 224 生成的生成的NiNi3 3S S2 2、CuCu2 2S S、CuCu2 2S S、FeFeS S 相互溶解形相互溶解形成成銅冰鎳銅冰鎳，銅冰鎳中還溶有貴金屬和部分，銅冰鎳中還溶有貴金屬和部分FeFe3 3O O4 4. . 生成的氧化物和爐料中的脈石與溶劑反應(yīng)形生成的氧化物和爐料中的脈石與溶劑反應(yīng)形成成硅酸鹽爐渣硅酸鹽爐渣。 3 3FeFe3 3O O4 4+ FeS+ 5

18、SiO+ FeS+ 5SiO2 2 =5(2FeO =5(2FeOSiOSiO2 2)+ SO)+ SO2 2 2FeO + SiO 2FeO + SiO2 2 = = 2FeO2FeOSiOSiO2 2 CaO + SiO CaO + SiO2 2 = = CaOCaOSiOSiO2 2 MgO + SiO MgO + SiO2 2 = = MgOMgOSiOSiO2 225電流電流在在熔池熔池中的中的流動(dòng)流動(dòng)有兩個(gè)途徑：有兩個(gè)途徑： A A、電極電極A A 爐渣爐渣 銅鎳锍銅鎳锍 爐渣爐渣 電極電極B B B B、電極電極A A 爐渣爐渣 電極電極B B26（3 3）產(chǎn)物產(chǎn)物 電爐熔煉產(chǎn)物

19、有銅鎳锍（稱為低鎳锍）、電爐熔煉產(chǎn)物有銅鎳锍（稱為低鎳锍）、爐渣、煙塵、煙氣。低鎳锍的主要成分為爐渣、煙塵、煙氣。低鎳锍的主要成分為NiNi3 3S S2 2、CuCu2 2S S、FeSFeS。 電爐渣的主要成分是電爐渣的主要成分是FeOFeO、SiOSiO2 2、MgOMgO、CaOCaO、AlAl2 2O O3 3，總質(zhì)量分?jǐn)?shù)是總質(zhì)量分?jǐn)?shù)是9798%9798%。272.2.2銅冰鎳的吹煉和吹煉產(chǎn)物的分離銅冰鎳的吹煉和吹煉產(chǎn)物的分離（1 1）銅冰鎳的吹煉）銅冰鎳的吹煉 吹煉的目的：吹煉的目的：使銅冰鎳中的使銅冰鎳中的FeSFeS氧化造渣，將鐵和部分硫氧化造渣，將鐵和部分硫脫除，產(chǎn)出脫除，產(chǎn)

20、出高銅冰鎳高銅冰鎳，銅冰鎳的吹煉只有造渣期而沒有造，銅冰鎳的吹煉只有造渣期而沒有造金屬期。金屬期。 高銅冰鎳：高銅冰鎳：Ni4048%Ni4048%； Cu2430% Cu2430%；Fe214%Fe214%；S20%.S20%. 28 造渣期反應(yīng)不重復(fù)，在吹煉后期，可發(fā)生下列反應(yīng)：造渣期反應(yīng)不重復(fù)，在吹煉后期，可發(fā)生下列反應(yīng)： Cu Cu2 2S + 2CuS + 2Cu2 2O = 6Cu + SOO = 6Cu + SO2 2 4Cu + Ni 4Cu + Ni3 3S S2 2 = 3Ni + 2Cu = 3Ni + 2Cu2 2S S Ni Ni3 3S S2 2 + 4NiO =

21、7Ni + 2SO + 4NiO = 7Ni + 2SO2 2 第三個(gè)反應(yīng)向右進(jìn)行的原因是由于金屬銅的生成將金第三個(gè)反應(yīng)向右進(jìn)行的原因是由于金屬銅的生成將金屬鎳溶解的緣故。屬鎳溶解的緣故。 吹煉產(chǎn)出的高鎳锍中銅鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和不超過吹煉產(chǎn)出的高鎳锍中銅鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和不超過80%80%，硫，硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于17%17%。29 （2 2）銅鎳硫化物的分離）銅鎳硫化物的分離 分層熔煉法分層熔煉法; ; 磨浮分離法磨浮分離法; ;最普遍。最普遍。 鹽酸浸出法。鹽酸浸出法。磨浮分離法磨浮分離法的實(shí)質(zhì)是當(dāng)高鎳锍緩慢冷卻時(shí)，其中各的實(shí)質(zhì)是當(dāng)高鎳锍緩慢冷卻時(shí)，其中各組分由于相互溶解度的差異，分離成

22、具有不同化組分由于相互溶解度的差異，分離成具有不同化學(xué)成分的晶粒，隨后用選礦法使之分離。學(xué)成分的晶粒，隨后用選礦法使之分離。30鎳的概述鎳的概述1 1鎳的火法冶金鎳的火法冶金2 2鎳的濕法冶金鎳的濕法冶金3 3鎳的電解精煉鎳的電解精煉4 4鎳冶金的發(fā)展趨勢(shì)鎳冶金的發(fā)展趨勢(shì)5 5313氧化鎳礦的濕法冶金氧化鎳礦的濕法冶金 含鎳高的硅鎂鎳礦用火法處理；而含鎳較貧含鎳高的硅鎂鎳礦用火法處理；而含鎳較貧的紅土礦用濕法處理的紅土礦用濕法處理。 還原焙燒還原焙燒- -低壓氨浸低壓氨浸 礦石直接酸浸礦石直接酸浸 32濕法處理濕法處理3 3.1 .1 氧化鎳礦還原焙燒氧化鎳礦還原焙燒- -低壓氨浸低壓氨浸還原

23、焙燒還原焙燒- -低壓氨浸工藝流程低壓氨浸工藝流程3334 還原焙燒還原焙燒- -低壓氨浸低壓氨浸優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： A A、碳銨溶液既能選擇性碳銨溶液既能選擇性浸出焙砂的鎳、銅、鈷；浸出焙砂的鎳、銅、鈷； B B、碳銨溶液易于回收碳銨溶液易于回收利用；利用； C C、物料腐蝕性弱，設(shè)物料腐蝕性弱，設(shè)備可用碳鋼制作；備可用碳鋼制作； D D、常壓浸出，設(shè)備結(jié)常壓浸出，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。構(gòu)簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： A A、能耗較高；能耗較高； B B、鎳鈷回收率低；鎳鈷回收率低； C C、液固分離設(shè)備容液固分離設(shè)備容積大，廠區(qū)占地面積大。積大，廠區(qū)占地面積大。（2 2）還原焙燒）還原焙燒 目的：目的：使鎳鈷氧

24、化物還原成易溶于使鎳鈷氧化物還原成易溶于NHNH3 3-CO-CO2 2- -H H2 2O O系溶液中的金屬鎳鈷或鎳鈷鐵合金，同時(shí)使鐵系溶液中的金屬鎳鈷或鎳鈷鐵合金，同時(shí)使鐵的高價(jià)氧化物大部分還原成的高價(jià)氧化物大部分還原成FeFe3 3O O4 4, ,僅少量為金屬僅少量為金屬鐵鐵。 36 (3)(3)氨浸氨浸 焙燒礦中鎳、鈷、鐵在空氣存在的情況下，焙燒礦中鎳、鈷、鐵在空氣存在的情況下，按下式在按下式在NHNH3 3-CO-CO2 2-H-H2 2O O系溶液中溶系溶液中溶 解，形成氨絡(luò)離解，形成氨絡(luò)離子：子： Ni + 1/2O Ni + 1/2O2 2 + nNH + nNH3 3 +

25、CO + CO2 2 = Ni(NH = Ni(NH3 3) )2+2+n + COn + CO3 32-2- Co + 1/2O Co + 1/2O2 2 + nNH + nNH3 3 + CO + CO2 2 = Co(NH = Co(NH3 3) )2+2+n + COn + CO3 32-2- Co + 3/2O Co + 3/2O2 2 + nNH + nNH3 3 + 3CO + 3CO2 2 =2 Co(NH =2 Co(NH3 3) )2+2+n + n + 3CO3CO3 32-2- Fe + 1/2OFe + 1/2O2 2 + nNH + nNH3 3 + CO + CO

26、2 2 = Fe(NH = Fe(NH3 3) )2+2+n + COn + CO3 32-2-3738（4 4）成品液蒸氨）成品液蒸氨 蒸氨的目的是使鎳鈷氨絡(luò)合物分解成堿式碳蒸氨的目的是使鎳鈷氨絡(luò)合物分解成堿式碳酸鎳和氫氧化鈷沉淀析出，同時(shí)回收酸鎳和氫氧化鈷沉淀析出，同時(shí)回收NHNH3 3 和和COCO2 2。 2 2Ni(NHNi(NH3 3) )6 6COCO3 3 + 2H + 2H2 2O = Ni(OH)O = Ni(OH)2 2NiCONiCO3 3HH2 2O O +12NH+12NH3 3 +CO +CO2 2 Co(NHCo(NH3 3) )6 6 2 2COCO3 3+3

27、H+3H2 2O=2Co(OH)O=2Co(OH)2 2 +12NH+12NH3 3+3CO+3CO2 2 (NH (NH4 4) )2 2COCO3 3 = 2NH = 2NH3 3 + CO + CO2 2 + H + H2 2O O39 堿式碳酸鎳處理：堿式碳酸鎳處理： A A、回轉(zhuǎn)窯煅燒生產(chǎn)回轉(zhuǎn)窯煅燒生產(chǎn)NiONiO粉；粉； B B、硫酸浸出，凈化后送電解生產(chǎn)電鎳；硫酸浸出，凈化后送電解生產(chǎn)電鎳； C C、用用NHNH3 3-(NH-(NH4 4) )2 2COCO3 3HH2 2O O 或或 NHNH3 3-(NH4)-(NH4)2 2SOSO4 4 H H2 2O O 系溶液溶解，

28、凈化系溶液溶解，凈化 后用高壓氫還原制取鎳粉。后用高壓氫還原制取鎳粉。40403.23.2硫化鎳礦的濕法冶金硫化鎳礦的濕法冶金 硫化鎳礦主要采用火法冶金處理，用濕法冶硫化鎳礦主要采用火法冶金處理，用濕法冶金處理的比例不大。金處理的比例不大。（1 1）加壓氨浸）加壓氨浸 浸出是在加壓條件下用溶解有氧的浸出是在加壓條件下用溶解有氧的NHNH3 3- -(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4溶液進(jìn)行。浸出所用設(shè)備為高壓釜。加溶液進(jìn)行。浸出所用設(shè)備為高壓釜。加壓氨浸時(shí)，鎳的硫化物與氧、氨反應(yīng)：壓氨浸時(shí)，鎳的硫化物與氧、氨反應(yīng)： NiS + 2ONiS + 2O2 2 + 6NH + 6NH3 3

29、 = Ni(NH = Ni(NH3 3) )6 6SOSO4 4 水解后液用水解后液用H H2 2還原得到鎳粉，鎳粉中鎳的質(zhì)還原得到鎳粉，鎳粉中鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為量分?jǐn)?shù)為99.9%.99.9%.41 鐵的硫化物則形成鐵的硫化物則形成FeFe2 2O O3 3沉淀。沉淀。 4 4FeS +9OFeS +9O2 2 +8NH +8NH3 3 +4H +4H2 2O =2FeO =2Fe2 2O O3 3 +4(NH +4(NH4 4) )2 2SOSO4 4 硫化物中硫在氧化浸出過程中，首先氧化為硫化物中硫在氧化浸出過程中，首先氧化為硫代硫酸根硫代硫酸根S S2 2O O3 32-2-, , 然后再按

30、下列兩式氧化生成連然后再按下列兩式氧化生成連多硫酸根、氨基磺酸根及硫酸根多硫酸根、氨基磺酸根及硫酸根： 2(2(NHNH4 4) )2 2S S2 2O O3 3 +2O +2O2 2 =(NH =(NH4 4) )2 2S S3 3O O6 6 +(NH +(NH4 4) )2 2SOSO4 4 42（NHNH4 4) )2 2S S3 3O O6 +6 +2O2O2 2+4NH+4NH3 3+H+H2 2O =NHO =NH4 4SOSO3 3NHNH2 2 +2(NH +2(NH4 4) )2 2SOSO4 4433 3.2 .2 硫酸化焙燒硫酸化焙燒- -浸出浸出 （1 1）硫酸化焙燒

31、；）硫酸化焙燒； （2 2）浸出；）浸出； （3 3）鐵屑沉淀鎳、鈷、銅。）鐵屑沉淀鎳、鈷、銅。鎳及鎳鐵合金鎳及鎳鐵合金鎳的概述鎳的概述1 1鎳的火法冶金鎳的火法冶金2 2鎳的濕法冶金鎳的濕法冶金3 3鎳的精煉鎳的精煉4 4鎳冶金的發(fā)展趨勢(shì)鎳冶金的發(fā)展趨勢(shì)5 5444 4.1 .1 鎳硫化物陽極隔膜電解鎳硫化物陽極隔膜電解 電解原理：電解原理：以硫化鎳板作陽極，以鎳始級(jí)片以硫化鎳板作陽極，以鎳始級(jí)片作陰極。在通電電解過程中，硫化鎳陽極溶解，作陰極。在通電電解過程中，硫化鎳陽極溶解，鎳及鐵、銅、鈷等元素以離子狀態(tài)進(jìn)入溶液中，鎳及鐵、銅、鈷等元素以離子狀態(tài)進(jìn)入溶液中，同時(shí)溶液中的鎳離子在陰極上析出

32、，形成金屬鎳。同時(shí)溶液中的鎳離子在陰極上析出，形成金屬鎳。 454647采用隔膜電解的原因采用隔膜電解的原因：由于陽極板成分復(fù)雜，雜質(zhì)含量高，進(jìn)入電解液后在陰極析出，使陰極產(chǎn)物鎳純度降低。隔膜電解隔膜電解：用隔膜將電解槽分為陰極區(qū)和陽極區(qū)兩部分，并保持陰極區(qū)液面始終高于陽極區(qū)，使電解液由陰極區(qū)流向陽極區(qū)，從而保證了陰極室內(nèi)電解液的純度。陽極區(qū)的電解液，也叫陽極液，不斷從電解槽流出，送去進(jìn)行深度凈化，然后再送到陰極區(qū)進(jìn)行電解提鎳。48電解產(chǎn)物：電解產(chǎn)物： 陰極產(chǎn)物：陰極產(chǎn)物：電鎳電鎳 陽極產(chǎn)物：陽極產(chǎn)物：陽極泥陽極泥 陽極板中的鎳、銅、鐵等大部分進(jìn)入溶液，而元素硫和未陽極板中的鎳、銅、鐵等大部分進(jìn)入溶液，而元素硫和未溶解的硫化物及貴金屬則形成陽極泥。陽極泥進(jìn)過水洗回收其溶解的硫化物及貴金屬則形成陽極泥。陽極泥進(jìn)過水洗回收其中游離的金屬后，被作為提取貴金屬和硫磺生產(chǎn)的原料中游離的金屬后，被作為提取貴金屬和硫磺生產(chǎn)的原料鎳硫化物陽極電解精煉特點(diǎn)：鎳硫化物陽極電解精煉特點(diǎn)： 隔膜電解：保持陰陽兩區(qū)液面差，使電解液從陰極區(qū)流向隔膜電解：保持陰