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.

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,

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