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.
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.
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