Электроплавка закиси никеля

Применяемые для этого трехфазные дуговые сталеплавильные печи, часто теперь они имеют кессонированный свод.

Восстановленный никель при плавке науглероживается, эвтектический сплав его с Ni3C (2,22%С) плавится при 1318°С. После полного расплавления садки металл обезуглероживают и очищают от серы добавками огарка и известняка:

Ni3C + 2NiO = 5Ni + СО2,

Ni3S2 + 2СаСО3 = 2CaS + 2NiO + Ni + 2CО2.

Содержание углерода снижают до 0,1—0,3%, руководствуясь внешним видом излома проб.

Окись кальция с сульфидом кальция и избытком окиси никеля образует небольшое количество тугоплавкого шлака, его возвращают в конверторный передел.

12567

Никель, в котором менее,. 0,45% меди и нет платиновых металлов, гранулируют и выпускают под маркой Н-3. Жидкий металл сливают тонкой струей в бассейн с водой, где предварительно установлена поднимаемая краном проволочная корзина. Гранулы сушат и отправляют потребителю.

В металле, поступающем на электролитическое рафинирование, присутствие небольшого количества серы даже полезно: она улучшает литейные свойства и позволяет получить аноды с ровной гладкой поверхностью.

Извлечение никеля в гранулы или аноды более 98% при плавке на 1 т металла затрачивают 1200 кВт•ч электроэнергии и 16 кг графитовых электродов.

Обезмеживание огарка закиси никеля

При отсутствии платиноидов и умеренном содержании меди, однако превышающем 0,45%, требуется дополнительная очистка от нее огарка по особой схеме.

Горячий огарок печей КС, нагретый до 700° С, пропускают через необегреваемый реактор в смеси с 10—15% сильвинита (KCl•NaCl). Реактор устроен подобно трубчатой печи (см. рис. ); однако труба его только в первой половине футерована

шамотным кирпичом. Здесь протекают главные peaкции передела, цель которых — перевести примеси меди в растворимый сульфат:

2NaCl + SO2 + O2 = Na2SO4 + Сl2; ΔH0298 = — 263,05 кДж CuO+SO2+H2O+Cl2=CuSO4+2HCl; ΔH0298 = —280,7кДж

2NaCl + CuO+2SO2+O2 + Н2O=CuSO4+2НСl+Na2SO4.

Для суммарной реакции вычислено по формулам (3), (4) и (19) при 727°С

ΔZ0 = — 20830 = 87,28 МДж,

34353b30424c%20413539473041-1

 

Медь из огарка выщелачивают водой, а из растворов цементируют железом. Очищенную NiO восстанавливают, как описано выше.

Переработка медно-никелевых штейнов карбонильным способом

Некоторые свойства карбонилов никеля, кобальта и железа приведены в табл. 18.

Таблица. Некоторые свойства карбонилов элементов триады железа

  Температура, °С
Карбонил плавления кипения образования разложения
Ni(CO)4 Fe(CO)5Со(СО)8 —25 —20 51 43,2 103 Разлагается 50—80 100—150 Под давлением 180—200 200—250 Переходит в [Со(СО)3]4 при 60°С

Образование карбонилов сопровождается резким уменьшением объема газов. По правилу Ле-Шаталье, повышение давления должно тому способствовать, что и подтверждается опытом. Карбонильный способ применяют для переработки передутых металлизированных медно-никелевых файнштейнов, или металла, восстановленного из NiO и загрязненного примесями.

Исходный материал в виде порошка или гранул загружают в толстостенные стальные реакторы и обрабатывают окисью углерода под давлением около 70—100 ат. Содержимое при этом

разогревается до 200° С за счет тепла химических реакций; газы пропускают через холодильник и возвращают, заставляя их циркулировать 40—60 ч.

В холодильнике конденсируется жидкая смесь карбонилов никеля и железа, в которой никеля около 80%; в бомбе остаются медь, кобальт, платина и примеси. Смесь жидких карбонилов подвергают ректификации, выделяя из нее чистый Ni(CO)4, который далее в виде паров пропускают через обогреваемую до 320° С особую башню, где он разлагается с выделением чистого никелевого порошка, пригодного для прессования деталей или заготовок — обработкой давлением. Освобожденную окись углерода возвращают в систему циркуляции.

Статья на тему Электроплавка закиси никеля