ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металлургия никеля и кобальта из "Общая металлургия и технология обработки цветных металлов " Никель — металл серебристо-белого цвета, твердый, прочный, пластичный, тугоплавкий, стойкий против коррозии, хорошо обрабатывается. Плотность его 8,34 г/сж , температура плавления составляет 1455° С. Никель расположен в УИ1 группе периодической системы. Природный никель состоит из пяти изотопов. Никель имеет две модификации высокотемпературное состояние металла соответствует р-модификации с решеткой гранецентри-рованного куба. Низкотемпературная (ниже 250° С) а-модификация получается из сплавов и химических соединений в виде порошка и имеет гексагональную решетку. [c.50] Никель подобно железу и кобальту обладает ферромагнитными свойствами, поэтому он входит в состав магнитных сплавов. Содержание никеля в земной коре составляет приблизительно 0,008% он распространен в виде сульфидных или окисленных руд. Никелевые сульфидные руды представлены в основном минералом пент-ландитом [изоморфной смесью сульфидов железа и никеля (N1, Ре) 5]. [c.50] Никель и его сплавы, содержащие до 80% никеля, дефицитные и относительно дорогие материалы, поэтому их применяют только в тех случаях, когда без них обойтись нельзя. Из никелевых сплавов делают лопатки турбин и детали камер сгорания реактивных двигателей летательных аппаратов и многие детали в атомных реакторах. [c.51] Большое количество никеля расходуется на производство сплавов различного назначения с железом. Хромоникелевые нержавеющие, стойкие при высоких температурах, теплопрочные и кислотоупорные стали, содержащие от 5 до 14 /о никеля и некоторое количество хрома, марганца, вольфрама и другие металлы, широко применяются в машиностроении, в химической промышленности, в авиастроении, печестроении и станкостроении, а также для постройки долговечных сооружений. В многие сплавы никель добавляют для повышения их технологичности, т. е. улучшения способности штамповаться, прессоваться, обрабатываться резанием и т. д. [c.51] Для повышения прочности и износостойкости никель вводят и в чугуны, содержащие хром, молибден и медь. Эти никелистые чугуны применяют для производства мощных двигателей тепловозов, специальных станков, штампов, в различных механизмах машиностроения. [c.51] Сильномагнитный сплав никеля с железом (35—55% железа), называемый пермаллоем, применяется в электротехнике и радиотехнике. Никель повышает способность материалов выдерживать высокие температуры, нагрузки, их химическую стойкость, отражательную способность и теплопроводность, но снижает тепловое расширение, вследствие чего материалы, содержащие никель, широко используют в точной измерительной технике. [c.52] Для защиты от коррозии и в декоративных целях изделия из железа, алюминия, магния и других металлов покрывают тонким слоем никеля. Этот процесс называется никелированием. [c.52] Если руда содержит никеля и меди более 2—5%, то ее плавят иногда без предварительного обогащения. Руды с меньшим суммарным содержанием меди и никеля, а также некоторые богатые необходимо сначала обогащать. Сульфидные руды обогащают магнитной сепарацией, а также способами коллективной и селективной флотации, получая либо смешанный медно-никелевый концентрат, либо два концентрата — медный и никелевый, однако часто невозможно разделить концентраты флотацией. При металлургической переработке необходимо отделить никель от меди, поэтому часто получают коллективные медно-никелевые концентраты без применения сложного селективного обогащения. [c.52] Окисленные никелевые руды пока не обогащают эти руды сразу направляют на металлургическую переработку. [c.52] Сульфидные руды (концентраты) и окисленные руды перерабатывают пиро- и гидрометаллургическими способами. [c.52] Продувкой расплавленного штейна в конвертере получают медно-никелевый файнштейн, представляющий собой сплав сульфидов меди и никеля с 1—3% железа. Охлажденный файнштейн дробят, измельчают и подвергают флотации. При этом получается два концентрата никелевый, состоящий в основном из чистого N 382, и медный, содержащий СпгЗ. [c.53] Полученная в результате обжига закись никеля в виде серого порошка содержит еще окислы кобальта и платиновые металлы. Далее закись никеля восстанавливают углем в электропечах до образования чистого никеля, который разливают в аноды. Никелевые аноды подвергают электролитическому рафинированию, при этом извлекают из электролита кобальт и остаток меди, а из образовавшегося шлама — металлы платиновой группы. [c.53] Богатые крупнокусковые сульфидные медно-никелевые руды обычно плавят на штейн в шахтных печах, конечно, если пустая порода этих руд допускает такую операцию, т. е. если пустая порода не содержит тугоплавких составляющих. В противном случае, если руды содержат много окиси магния или какие-либо другие тугоплавкие составляющие, их перерабатывают на штейн методом электроплавки. Флотационные концентраты, а также мелкие фракции богатых руд плавят в отражательных или электрических печах. Если концентраты содержат большое количество серы, применяют предварительный обжиг. [c.53] Выбор способа плавки зависит не только от состава сырья, но и от местных экономических условий, в частности от наличия необходимой энергии и топлива. [c.53] Гидрометаллургический способ переработки сульфидных и окисленных руд весьма сложен по схеме и требует дорогой аппаратуры, поэтому в настоящее время он применяется ограниченно. [c.53] Никелевый штейн, который получают в результате плавки руды с гипсом, содержит до 60% железа, которое отделяют от никеля при продувке жидкого штейна в конвертере. В результате получается довольно чистый от железа никелевый файнштейн, который после разливки в изложницы измельчают и обжигают до закиси никеля. Закись никеля затем смешивают с нефтяным коксом и плавят в электропечи при температуре 1500°С, что приводит к получению жидкого никеля, который отливают в аноды д ля электролитического рафинирования. Иногда жидкий никель гранулируют, сливая его тонкой струей в воду. [c.54] Для получения чистого металла высших марок, содержащего 99,8—99,9% никеля, и выделения из чернового никеля благородных металлов, селена, теллура и кобальта применяют электролитическое рафинирование никеля. [c.54] Кобальт находит широкое применение также в виде солей и окислов в качестве катализаторов для гидрогенизации жиров и ряда органических синтезов, в том числе и для получения бензина, сушки лаков и масляных красок, а также для изготовления стойких эмалей и красок. Радиоактивный кобальт используется в медицине для лечения злокачественных опухолей. В малых количествах соли кобальта стимулируют развитие растений и животных. [c.55] Технологические схемы получения кобальта разнообразны и зависят от характера сырья. [c.55] Вернуться к основной статье