⑴ 鎳的冶煉鎳的生產方法分為什麼
鎳的冶煉鎳的生產方法分為什麼
1.一種火法提取鎳的生產方法,它依次按以下步驟進行: (1)廢料整備:整備含鎳廢料待用, (2)稱量混料:按規定的原料重量配比,分別計量稱取物料混配成混合料,其特徵在於:在上述廢料整備的步驟中所說的含鎳廢料是含鎳廢催化劑,或含鎳廢脫硫劑,或將含鎳廢催化劑和含鎳廢脫硫劑經過濕法提取釩、鉬後排棄的含鎳殘渣,在上述稱量混料的步驟中所說的規定的原料重量配比為:含鎳廢料1份,還原劑:焦炭或硅鐵0.01∽0.25份,熔劑:石灰或硅石0.10∽0.50份, (3)還原熔煉:將混配成的混合料送入冶煉爐內進行還原熔煉反應,控制還原熔煉溫度為1000∽1600℃、還原熔煉時間為0.5∽3小時,排棄初級鎳鐵渣後製得含鎳中間合金液, (4)氧化精煉:在排棄初級鎳鐵渣後製得含鎳中間合金液的冶煉爐內按如下重量配比稱取物料加入冶煉爐內:含鎳中間合金1份,熔劑:石灰0.2∽3.5份,鐵礦石0.01∽0.30份,吹入氧氣進行氧化精煉,控制氧化精煉溫度為1000∽1700℃、氧化精煉時間為1∽4小時,傾渣後即製得精煉的鎳鐵合金液, (5)鎳鐵合金產品:將氧化精煉製得的鎳鐵合金液進行澆鑄,冷卻脫模後即製得精煉合格的鎳鐵合金產品。
⑵ 誰能介紹一下鎳礦提煉成鎳的過程
用紅土鎳礦提取鎳金屬有兩種主要工藝,即濕法冶煉(電解法)和火法冶煉,火法冶煉又分(電爐法),(高爐法)。
濕法冶煉:一般紅土鎳礦含Ni在0.8~3.0%之間,含Co在0.02~0.3%之間,濕法冶煉僅提取其中的Ni和Co,其餘近97%部分包含含量較高的Fe(占總量的10~45%%)和少量的Cr全部作為固體廢棄物廢棄,需建專門場地堆集;濕法冶煉採用液態酸或氨作為Ni、Co的浸出劑,使用後除部分回收利用外,其餘均以液態經處理後排放江河或匯入廢液潭;濕法冶煉中還會產生大量的CO2氣體排放。由於生產中產生的固體、液體、氣體廢棄物不能被循環利用,從而對環境造成極大危害,屬三廢全排放。好象在我國已經放棄這種冶煉方式了!
火法冶煉:無論是電爐還是高爐,生產中產生的固體爐渣因已經高溫煅燒,經乾燥研磨即成為低強度的水泥,是水泥生產廠家生產標准水泥時最佳的填充劑,也是磚瓦廠生產磚瓦的優質原料,可100%得到循環使用;另外,高爐生產中使用的冷卻水,可建封閉冷卻水池循環使用;高爐沖渣水也可沉澱後循環使用。因此火法冶煉產生的固體、液體廢棄物幾乎全部得到循環回收利用,在三廢中徹底解決了二廢,因此是我國鎳金屬提煉工業發展的方向。但無論是電爐還是高爐,對生產中產生的CO2排放尚沒有徹底解決的辦法,國際上也沒有解決此難題的報導。由於紅土鎳礦與一般鐵礦相比硫含量較低,因此生產中SO2排放較一般生鐵冶煉大大減少,但火法冶煉中對煤氣的回收利用,對粉塵的回收利用則是重點。其中電爐佔地面積小,較易處理;高爐則相對工程與投資量較大。
鎳礦的烘乾。鎳礦要在850~1000℃之間將水分烘乾至含結晶水3%以下。方法一是在回轉窯內將水分烘乾;方法二是堆積法,將鎳礦與一定比例的助燃劑均勻混和後,將其在引火物上堆積成一定幾何形狀的錐體,點燃引火物,吹風助燃將煤礦烘乾或燒結。
鎳礦的燒結。用回轉窯烘乾後的粉鎳礦,團球造粒,在回轉窯中停留40~60 min,爐料中60%~90%鐵的氧化物變為氧化亞鐵,少量(0~10%)還原成金屬;0~40%,的鎳被還原成金屬鎳。
礦石中的吸附水和結晶水約為30%~35%,其中含結晶水15%~20%。中鋼吉鐵曾在5 MVA電爐上使用未被烘乾處理的鎳礦生產粗鎳合金,但由於鎳礦中含有大量水分,不僅耗電多,而且結晶水分解導致爐料經常翻渣,爐溫偏低,渣鐵的流動性極差,出鐵困難,影響經濟技術指標,阻礙正常的生產秩序,因此,鎳礦必須進行烘乾或燒結處理。
我也是個半吊子,不是很了解。希望有同行能夠請教下!
你要這東西是做什麼的呀?
我是做貿易的,我們都是自己慢慢摸索的,不是很專業!
⑶ 紅土鎳礦冶煉工藝技術的紅土鎳礦提取工藝
用紅土鎳礦提取鎳金屬有三種主要工藝,即濕法冶煉(電解法),火法冶煉(電爐法),火法冶煉(高爐法)。
目前我國新設工業項目已實行環保評估一票否決制度,因此首先從環保與循環經濟方面進行比較: 無論是電爐還是高爐,生產中產生的固體爐渣因已經高溫煅燒,經乾燥研磨即成為低強度的水泥,是水泥生產廠家生產標准水泥時最佳的填充劑,也是磚瓦廠生產磚瓦的優質原料,可100%得到循環使用;另外,高爐生產中使用的冷卻水,可建封閉冷卻水池循環使用;高爐沖渣水也可沉澱後循環使用。因此火法冶煉產生的固體、液體廢棄物幾乎全部得到循環回收利用,在三廢中徹底解決了二廢,因此是我國鎳金屬提煉工業發展的方向。但無論是電爐還是高爐,對生產中產生的CO2排放尚沒有徹底解決的辦法,國際上也沒有解決此難題的報導。由於紅土鎳礦與一般鐵礦相比硫含量較低,因此生產中SO2排放較一般生鐵冶煉大大減少,但火法冶煉中對煤氣的回收利用,對粉塵的回收利用則是重點。其中電爐佔地面積小,較易處理;高爐則相對工程與投資量較大。我們應密切結合我國的實際,加速研究、制定整套火法冶煉鎳鐵的符合環保生產和循環經濟需要的設備、標准和工藝是當務之急。
電爐冶煉
主要以電為主要能源。一般人都認為電能清潔、方便,冶煉時不排放CO2,符合環保。我們應了解,如果所用的電是核電、風電、太陽能電,這觀點當然不錯。但事實是我國電爐冶煉絕大部分使用煤電,發電過程中產生大量CO2與廢氣,煤燃燒經鍋爐將水變成高溫、高壓蒸汽以氣體能帶動氣輪機轉動形成機械能,汽輪機的機械能再帶動發電機轉動形成電能。能量的形式每轉換一次,效率就降低一次;加之電能遠距離輸送的損耗,因此經層層損耗,電能至用戶電爐時每消耗一度電發出的熱量遠低於將發這一度電的煤炭直接投入高爐產生的熱量。因為投入高爐的焦炭是直接燃燒不經能量轉換而效率高。由於用電能和電爐冶煉同高爐相比必須達到同樣的溫度才能出鐵水,因此用電能與電爐冶煉耗電轉化為電煤的用量將高於用高爐用焦炭的用量,推而論之,用電能經電爐冶煉排放CO2總量將超過高爐冶煉。其次,高爐冶煉時以焦炭為能源,而將煤煉成焦炭過程可從煤中提取幾百種化工原料,公認是最經濟合理綜合利用煤資源的有效途徑。最後,電力生產投資大,焦炭生產投入少。因此,高爐生產鎳鐵比電爐生產在能源消耗與環保上更勝一籌。
從不同工藝的產品質量、價格與市場需求比較,濕法冶煉:能分別提煉出含量99.9%的鎳和鈷金屬,這是濕法冶煉最大的優勢。其產品純鎳是電鍍、電池、化工催化設備與特種不銹鋼特鋼的主要原料;純鈷是耐高強、高溫、高耐磨特鋼的主要原料。
濕法冶煉在我國歷史比較長,占我國鎳金屬產量比例較高。但純鎳的年產量已遠超過以上用途的年市場需求量。因此,目前相當大部分被轉用於300系列含鎳不銹鋼的冶煉。這真是高射炮打蚊子,有大材小用之嫌。由於濕法冶煉生產工藝投資大,周期長,工藝復雜,成本較高而售價較高,使不銹鋼與特鋼生產企業對其是又愛又恨。愛其純度高,使用方便,產品質量有保證;恨其價格太高,使產品成本上升盈利降低,減少市場競爭能力,但這種狀態一時尚難以改變。
火法冶煉的電爐工藝:
能提煉出含鎳10~25%,含少量鈷與鉻的鎳鐵,可以代替純鎳成為冶煉300系列不銹鋼的鎳原料。因其以電作為主要熱能(一般需消耗7000~8000度電生產一噸鎳鐵),它不像高爐用焦炭作為熱源同時也把焦炭中的磷帶入產品中,因此電爐產的鎳鐵磷含量應比高爐低,對縮短冶煉不銹鋼時間有利,因此廣受市場歡迎。但美中不足的是,我國電力供應持續緊張,我國對高耗電行業管制很嚴,而且生產企業所在地區一旦用電緊張,首當其沖是斷用電大戶電爐的電,使生產不正常。其次,電爐煉鎳鐵產量較低,單台2.5萬KW的電爐,每年產含鎳14%的鎳鐵為2.5萬噸左右,遠遠不能滿足近幾年我國不銹鋼產業井噴式發展對鎳金屬的大量需求;最後要說明,電爐冶煉含鎳15~25%,甚至更高含鎳量的鎳鐵並不是通過提高入爐鎳礦的鎳含量來實現,相反是通過減少鎳礦中鐵的還原來實現,這樣大量的未經還原的氧化鐵以爐渣排出(有時爐渣中鐵的含量竟高達20%以上),爐渣又被運到水泥廠做水泥或制磚廠做磚瓦。考慮到目前含鐵量65%的進口鐵礦市場價已達到一千幾百元一噸,大量的含鐵爐渣去做水泥或磚瓦實在是對資源的極大浪費。
電爐工藝生產的鎳鐵銷售價以含鎳量計,在市場純鎳價基礎上打一定折扣,其餘鐵、鈷、鉻奉送不計價,冶煉300系列不銹鋼相比用純鎳冶煉,每噸可下降成本3000~4000元。
火法冶煉高爐法:
能冶煉出含鎳1.5~10%並含少量鐵與鉻的鎳鐵,可以成為冶煉含鎳不銹鋼的基礎原料。由於礦價與海運費高和鎳鐵銷售僅以含鎳量計價的原因,除非客戶特別要求並給於升價,一般含鎳4%以下的鎳鐵已很少有廠家冶煉,市場上最受歡迎的是含鎳10%,含磷≤0.035%的鎳鐵,不銹鋼廠家只需要加入一定量鉻鐵即可冶煉成300系列的產品(低於鎳含量10%的鎳鐵去冶煉300系列不銹鋼還需加入一定量的純鎳或電爐產高鎳鎳鐵作調節)。因技術、礦的成分等原因,目前能生產以上成分的高爐不多。高爐冶煉鎳鐵的最大特點是產量高。一座208m3高爐年產量可達到4萬噸以上,由於需加入鉻鐵與高鎳鐵,6座這樣的高爐可滿足一家年產30萬噸304不銹鋼廠的基本鎳與鐵需求。
不銹鋼冶煉脫磷最難,高爐鎳鐵控制磷含量達到0.035%以下是關鍵。目前本公司已基本掌控了高爐內脫磷技術,我們的產品甚至比一些電爐冶煉廠家的產品鎳更高,磷更低。由於產量比較高,鎳含量一般比電爐冶煉低,銷售計價方式同電爐鎳鐵,但折扣系數更大些,每個鎳略低於電爐鎳價。綜上所述,以高爐鎳鐵為基本原料,以電爐鎳鐵為調節原料,是組成300系列不銹鋼原料的成本最低,供應量最有保障的最佳組合,是今後發展的方向。
高爐能煉生鐵,也能煉鎳鐵。鎳鐵和生鐵雖一字之差,卻分屬於鐵合金與普鐵二個行業,其所用礦成分、配方及冶煉工藝等有相當大的區別,將冶煉生鐵的一套觀念生搬硬套到鎳鐵冶煉上去是絕對錯誤的。
鎳鐵和生鐵礦的金屬含量有天壤之別:高爐冶煉生鐵如用進口含鐵65%礦,出一噸鐵產幾百公斤的渣;如煉含鎳7%的鎳鐵,一般需要消耗含鎳1.5%、含鐵20%左右的干礦5噸,濕礦為7.7噸左右,礦總金屬含量在21.5%左右,因此出1噸鎳鐵產4噸爐渣,幾乎是生鐵冶煉出渣的近十倍。渣口打開與出渣耗時、出渣次數明顯增加,工藝等必須作大的調整。
目前盛行煉生鐵大高爐是先進生產力,符合環保,小高爐是落後生產力,是污染大戶,必須淘汰,並把這一觀點生搬硬套到冶煉鎳鐵上來,其實這是天大的誤解。由於煉鎳鐵出渣是煉生鐵的很多倍,因此大型高爐不宜轉煉鎳鐵,因為出渣量實在太大,出渣口開放時間太長,影響爐溫,影響生產順行。從高爐每立方米爐容每天出鐵噸數來比較,一般100~200立方米的小高爐出鐵系數在3.4,即每立方米每天產鐵3.4噸,爐型、爐料和技術如果配合好,還可超過這一系數。相反,近年國內外大量投產的幾千立方米高爐,其出鐵系數僅在2左右徘徊,原因何在?
原來高爐大小是按爐容來衡量的,而爐容是長寬高的三維立體空間,是以長度單位米的3次方計量的,但高爐以頂部加入燒結礦與焦炭後逐步下降並燃燒,溫度逐步上升,直至某一個高度層面溫度才達到礦中氧化鐵在此溫度環境下還原流出鐵水,即主要的產鐵量主要是由層面面積大小決定的,而層面面積是以長度單位米的2次方計量,在米的數字大於1以後,米的二次方永遠小於米的三次方。因此說大高爐一定比小高爐好,在出鐵比上卻恰恰相反,雖然大高爐上環保設備比較經濟,人力成本分攤相對較低,但如果大高爐不裝節能環保設備同樣是污染大戶。
目前國內冶煉鎳鐵高爐一般均從煉鐵高爐改造而來,最大爐容沒有超過400m3,生產尚正常,但我們已發現爐容越大,生產越困難,單位容積每天出鎳鐵量越少的規律。實踐是檢驗真理的唯一標准,科學發展觀首先必須建立在科學的客觀的在實踐基礎上的調查研究上,才能保證在實事求是的基礎上制定新的政策。因此就高爐冶煉鎳鐵這一特定項目而言,說大高爐一定比小高爐好,甚至不經調查研究,拍腦袋下達新建鎳鐵高爐必須達到1000m3以上的標準是典型的反科學的行為,而且已造成十分嚴重的後果。舉個例子:我公司生產的產品以冷的鎳鐵塊運至我國主要的幾家不銹鋼廠供冶煉300系列不銹鋼用。其中一家不銹鋼冶煉廠去年因新建的一座幾千立方米的高爐即將投產,原有的二座各為700 多立方米的高爐將停爐,希望我公司將其改煉鎳鐵,本公司表示同意。
我們預計這二座完全符合國家鐵合金生產標準的高爐可年生產含鎳7%左右的鎳鐵水25萬噸左右,可直接入該廠轉爐及AOD爐煉成300系列不銹鋼。鎳鐵水熱裝熱送符合國家大力提倡的節能減排政策,與用冷的鎳鐵塊需用中頻爐熔化相比每噸可節省電費300~400元左右,以25萬噸計,每年可節省近一億元以上的電費,相當於每年節約用煤近7萬余噸,可減少排放CO220萬噸左右。但不久該廠說為完成節能減排指標此二座高爐必須拆除。去年年末,當一家著名報刊頭版刊登該廠二座700多立方米高爐被拆除,每年可減少排放多少萬噸廢氣時我只有痛心疾首,幾億元完全有使用價值的國家資產頃刻灰飛煙滅,而每年幾十萬噸冷的鎳鐵塊仍源源不斷的運往該廠加熱熔化煉成不銹鋼,而這一切均是在節能減排名義下進行的。
⑷ 怎樣從不銹鋼中提取鎳
咨詢記錄 · 回答於2021-07-18
⑸ 如何從污泥中提煉鎳
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電鍍污泥是電鍍廢水處理過程中產生的排放物,其中含有大量的鉻、鎘、鎳、鋅等有毒重金屬,成分十分復雜。在我國《國家危險廢物名錄》(環發[1998]89號)所列出的47類危險廢物中,電鍍污泥佔了其中的7大類,是一種典型的危險廢物。目前,由於我國電鍍行業存在廠點多、規模小、裝備水平低及污染治理水平低等諸多問題,大部分電鍍污泥仍只是進行簡單的土地填埋,甚至隨意堆放,對環境造成了嚴重污染[1]。因此,如何採取有效的技術處理處置電鍍污泥,並實現其穩定化、無害化和資源化,一直都是國內外的研究重點。
本文綜述了國內外電鍍污泥處理技術的研究進展。
1 電鍍污泥的固化/穩定化技術
目前,電鍍污泥的固化/穩定化研究主要集中在固化塊體穩定化過程的機理和微觀機制等方面。Roy等[2]以普通硅酸鹽水泥作為固化劑,系統地研究了含銅電鍍污泥與干擾物質硝酸銅的加入對水泥水化產物長期變化行為的影響,發現硝酸銅與含銅電鍍污泥對水泥水化產物的結晶性、孔隙度、重金屬的形態及pH等微量化學和微結構特徵都有重要的影響,如固化體的pH隨硝酸銅添加量的增加而呈明顯的下降趨勢,孔隙度則隨硝酸銅添加量的增加而增大。Asavapisit等[3]研究了水泥、水泥和粉煤灰固化系統對電鍍污泥的固化作用,分析了固化體的抗壓強度、淋濾特性及微結構等的變化特性,發現電鍍污泥能明顯降低兩系統最終固化塊體的抗壓強度,原因是覆蓋在膠凝材料表面上的電鍍污泥抑制了固化系統的水化作用,但粉煤灰的加入不僅能使這種抑製作用最小化,而且還能降低固化體中鉻的浸出率,原因可能是粉煤灰部分取代高鹼度的水泥後,使混合系統的鹼度降到了有利於重金屬氫氧化物穩定化的水平。Sophia等[4]認為,單一水泥處理電鍍污泥的抗壓強度優於水泥和粉煤灰混合系統,但只要水泥與粉煤灰的配比適宜,同樣能滿足對鉻的固化需要。而固化過程中粉煤灰的使用對銅的長期穩定性並無益處[5]。
添加劑的使用能改善電鍍污泥的固化效果[6]。在電鍍污泥的固化處置中,根據有害物質的性質,加入適當的添加劑,可提高固化效果,降低有害物質的溶出率,節約水泥用量,增加固化塊強度。在以水泥為固化劑的固化法中使用的添加劑種類繁多,作用也不同,常見的有活性氧化鋁、硅酸鈉、硫酸鈣、碳酸鈉、活性谷殼灰等[6]。
2 電鍍污泥的熱化學處理技術
熱化學處理技術(如焚燒、離子電弧及微波等)是在高溫條件下對廢物進行分解,使其中的某些劇毒成分毒性降低,實現快速、顯著地減容,並對廢物的有用成分加以利用。近年來,利用熱化學處理技術實現對危險廢物電鍍污泥的預處理或安全處置正引起人們的重視[7~9]。
目前,有關電鍍污泥熱化學處理技術的研究,以對在焚燒處理電鍍污泥過程中重金屬的遷移特性等問題的研究比較突出。Espinosa等[10]對電鍍污泥在爐內焚燒過程的熱特性及其中重金屬的遷移規律進行了研究,發現焚燒能有效富集電鍍污泥中的鉻,灰渣中鉻的殘留率高達99%以上,而在焚燒過程中,絕大部分污泥組分以CO2,H2O,SO2等形態散失,因此減容減重效果非常明顯,減重可達34%。Barros等[11]利用水泥回轉窯對混合焚燒電鍍污泥過程進行了研究,分析了添加氯化物(KCl,NaCl等)對電鍍污泥中Cr2O3和NiO遷移規律的影響,認為氯化物對Cr2O3和NiO在焚燒灰渣中的殘留情況幾乎沒有任何影響,焚燒過程中Cr2O3和NiO都能被有效地固化在焚燒殘渣中。劉剛等[12]利用管式爐模擬焚燒爐研究電鍍污泥的熱處置特性時,分析了鉻、鋅、鉛、銅等多種重金屬的遷移特性,認為焚燒溫度在700℃以下時,污泥中的水分、有機質和揮發分就能被很好地去除,且高溫能有效抑制污泥中重金屬的浸出,但這種抑制對各種重金屬的影響各不相同,如鎳是不揮發性重金屬,在焚燒灰渣中的殘留率為100%,鉻在灰渣中的殘留率也高達97%以上,而鋅、鉛、銅的析出率則隨焚燒溫度的升高而有不同程度的增大。
在離子電弧、微波等其他熱化學處理研究方面,Ramachandran等[13]用直流等離子電弧在不同氣氛下對電鍍污泥進行處理,並對處理後的殘渣及處理過程中產生的粉末進行了研究,認為此法在實現銅、鉻等有價金屬回收的同時可將殘渣轉化成穩定的惰性熔渣。Gan等[14]通過微波輻射對電鍍污泥進行了解毒和重金屬固化實驗,發現微波輻射處理對電鍍污泥中重金屬離子的固化效果顯著,原因可能是在高溫乾燥與電磁波的共同作用下,有利於重金屬離子同雙極聚合分子之間發生強烈的相互作用而結合在一起,而經微波處理的電鍍污泥具有粒度細、比表面積高、易結團等特性。
此外,熱化學處理有利於降低電鍍污泥中鉻的毒性。Ku等[15]研究了高溫熱處理電鍍污泥過程中鉻的毒性價態變化,認為高溫熱處理能將鉻(Ⅵ)轉化成鉻(Ⅲ),且溫度越高轉化效果越明顯;在經高溫處理的電鍍污泥中,主要以鉻(Ⅲ)為主。Cheng等[16]將電鍍污泥與黏土的混合物分別在900℃和1100℃的電爐中熱養護4h後,對其中鉻的價態進行了分析,發現在經900℃熱養護處理的混合物中,鉻(Ⅵ)佔有絕對優勢,而經1100℃熱養護處理的混合物中,鉻則主要以鉻(Ⅲ)存在。
3 電鍍污泥中有價金屬的回收技術
3.1 酸浸法和氨浸法
酸浸法是固體廢物浸出法中應用最廣泛的一種方法[17],具體採用何種酸進行浸取需根據固體廢物的性質而定。對電鍍、鑄造、冶煉等工業廢物的處理而言,硫酸是一種最有效的浸取試劑[17],因其具有價格便宜、揮發性小、不易分解等特點而被廣泛使用[18]。Silva等[19]以磷酸二異辛酯為萃取劑,對電鍍污泥進行了硫酸浸取回收鎳、鋅的研究實驗。Vegli惏等[20]的研究顯示,硫酸對銅、鎳的浸出率可達95%~100%,而在電解法回收過程中,二者的回收率也高達94%~99%。
也可用其他酸性提取劑(如酸性硫脲)來浸取電鍍污泥中的重金屬[21]。Paula等[22]利用廉價工業鹽酸浸取電鍍污泥中的鉻,浸取時將5mL工業鹽酸(純度為25.8%,質量濃度為1.13g/mL)添加到大約1g預制好的試樣中,然後在150r/min的搖床上震盪30min,鉻的浸出率高達97.6%。
氨浸法提取金屬的技術雖然有一定的歷史[23],但與酸浸法相比,採用氨浸法處理電鍍污泥的研究報道相對較少,且以國內研究報道居多。氨浸法一般採用氨水溶液作浸取劑,原因是氨水具有鹼度適中、使用方便、可回收使用等優點[23]。採用氨絡合分組浸出-蒸氨-水解渣硫酸浸出-溶劑萃取-金屬鹽結晶回收工藝,可從電鍍污泥中回收絕大部分有價金屬,銅、鋅、鎳、鉻、鐵的總回收率分別大於93%,91%,88%,98%,99%[24]。針對適於從氨浸液體系中分離銅的萃取劑難以選擇的問題,祝萬鵬等[25]開發了一種名為N510的萃取劑,該萃取劑在煤油-H2SO4體系中能有效地回收電鍍污泥氨浸液中的Cu2+,回收率高達99%。王浩東等[26]對氨浸法回收電鍍污泥中鎳的研究表明,含鎳污泥經氧化焙燒後得焙砂,用NH3質量分數7%、CO2質量分數5%~7%的氨水對焙砂進行充氧攪拌浸出,得到含Ni(NH3)4CO3的溶液,然後對此溶液進行蒸發處理,使Ni(NH3)4CO3轉化為NiCO3·3Ni(OH)2,再於800℃鍛燒即可得商品氧化鎳粉。
酸浸或氨浸處理電鍍污泥時,有價金屬的總回收率及同其他雜質分離的難易程度,主要受浸取過程中有價金屬的浸出率和浸取液對有價金屬和雜質的選擇性控制[23]。酸浸法的主要特點是對銅、鋅、鎳等有價金屬的浸取效果較好,但對雜質的選擇性較低,特別是對鉻、鐵等雜質的選擇性較差;而氨浸法則對鉻、鐵等雜質具有較高的選擇性,但對銅、鋅、鎳等的浸出率較低[8]。
3.2 生物浸取法
生物浸取法的主要原理是,利用化能自養型嗜酸性硫桿菌的生物產酸作用,將難溶性的重金屬從固相溶出而進入液相成為可溶性的金屬離子,再採用適當的方法從浸取液中加以回收,作用機理比較復雜,包括微生物的生長代謝、吸附,以及轉化等[27]。就目前能收集到的文獻來看,利用生物浸取法來處理電鍍污泥的研究報道還比較少[28],原因是電鍍污泥中高含量的重金屬對微生物的毒害作用大大限制了該技術在這一領域的應用[29]。因此,如何降低電鍍污泥中高含量的重金屬對微生物的毒害作用,以及如何培養出適應性強、治廢效率高的菌種,仍然是生物浸取法所面臨的一大難題[30],但也是解決該技術在該領域應用的關鍵。
3.3 熔煉法和焙燒浸取法
熔煉法處理電鍍污泥主要以回收其中的銅、鎳為目的[31]。熔煉法以煤炭、焦炭為燃料和還原物質,輔料有鐵礦石、銅礦石、石灰石等。熔煉以銅為主的污泥時,爐溫在1300℃以上,熔出的銅稱為冰銅;熔煉以鎳為主的污泥時,爐溫在1455℃以上,熔出的鎳稱為粗鎳。冰銅和粗鎳可直接用電解法進行分離回收。爐渣一般作建材原料。
焙燒浸取法的原理是先利用高溫焙燒預處理污泥中的雜質,然後用酸、水等介質提取焙燒產物中的有價金屬[7,8]。用黃鐵礦廢料作酸化原料,將其與電鍍污泥混合後進行焙燒,然後在室溫下用去離子水對焙燒產物進行浸取分離,鋅、鎳、銅的回收率分別為60%,43%,50%[8]。
4 電鍍污泥的材料化技術
電鍍污泥的材料化技術是指利用電鍍污泥為原料或輔料生產建築材料或其他材料的過程。Ract[32]開展了以電鍍污泥部分取代水泥原料生產水泥的實驗,認為即使是含鉻電鍍污泥在原料中的加入量高達2%(干基質量分數)的情況下,水泥燒結過程也能正常進行,而且燒結產物中鉻的殘留率高達99.9%。Magalh es等[33]分析了影響電鍍污泥與黏土混合物燒制陶瓷的因素,認為電鍍污泥的物化性質、預制電鍍污泥與黏土混合物時的攪拌時間,是決定陶瓷質量優劣的主導因素,如原始電鍍污泥中重金屬的種類(如鋁、鋅、鎳等)和含量明顯地決定著電鍍污泥及其與黏土混合物的淋濾特性,而預制電鍍污泥與黏土混合物時,劇烈或長時間的攪拌作用則有利於混合物的均勻化和燒結反應的進行。此外,將電鍍污泥與海灘淤泥混合可燒制出達標的陶粒[34]。
5 結語
電鍍污泥的處理一直是國內外的研究重點,雖然有關人員在該領域已經開展了很多研究並取得了一定成果,但仍存在許多急需解決的問題,如傳統的以水泥為主的固化技術、以回收有價金屬為目的的浸取法存在對環境二次污染的風險等,要解決這些問題必須採取新的研究途徑。近年來,利用熱化學處理技術實現對電鍍污泥的預處理或安全處置為未來電鍍污泥的處理提供了更廣闊的發展空間和前景。新近的研究顯示,熱化學處理技術在電鍍污泥的減量化、資源化及無害化方面都有明顯的優勢,因此,必將成為未來電鍍污泥處理領域的一個重要研究方向。
然而,由於熱化學處理技術在電鍍污泥處理方面的應用與研究還比較少,許多問題還需進一步探索,如對熱化學處理電鍍污泥過程中重金屬的遷移特性、重金屬在灰渣中的殘留特性、熱化學處理過程中重金屬的析出特性及蒸發特性等都需要
⑹ 工業上冶煉鎳的方法宜選擇
金屬鐵的冶煉採用熱還原法,
A.依據金屬冶煉可知不活潑金屬利用其氧化物分解法,故A錯誤;
B.電解法適用於活潑金屬的冶煉,故B錯誤;
C.鎳的金屬活動性介於鐵和錫之間,類似金屬鐵的冶煉採用熱還原法,氧化鎳礦為原料製得高純度的金屬鎳的冶煉方法為熱還原法,故C正確;
D.焦炭還原氧化鎳會引入雜質碳,故D錯誤;
故選C.
⑺ 鎳的提取
有啊,一般酸洗後的鎳會以離子形式存在,酸洗泥漿中可能會夾雜著少量的鎳,可能會以氫氧化鎳或者鎳單質的形式存在。
第一、沉澱。加氫氧化鈉、液鹼、石灰等鹼來調節酸液的pH,大約調節在7-8左右,這樣至少99.5%以上的鎳會沉澱下來,然後壓濾,上清液送至廢水處理。濾渣與酸泥漿混合在一起。
第二、焙燒。將這些固體放入回轉窯中焙燒,使得單質鎳氧化,其他有機物可以被燒掉,大量的氫氧化鐵可以被燒成四氧化三鐵,這樣使得酸浸中鐵不被浸出。
第三、浸出。直接拿硫酸浸出,控制固液比、反應過程的pH(0.5-1.0),加攪拌以及升溫,反應溫度在80℃以上。大約攪拌浸出2小時,如果浸出不完全,可以考慮加一點亞硫酸鈉。保證鎳浸出率在99%以上,而由於鐵大部分被氧化成四氧化三鐵,從而被留在渣中不被浸出。
第四、除雜。直接調節pH在4.0,除掉鐵鋁。然後萃取深度除雜,得到純凈的硫酸鎳或者氯化鎳溶液。
第五,合成。通過硫酸鎳溶液或者氯化鎳得到其他鎳產品。
⑻ 哪位高人懂得金屬鎳冶煉的相關知識,小弟請教了!
這是我從從上海有色網( http://www.smm.cn )看到的一篇關於丁鎳冶煉的介紹,希望對樓主有幫助。 煉鎳原料及生產方法 0 T; ~1 Y4 P* b( J 1.5.1 煉鎳原料 # D# }* h( F1 j/ m4 {$ q 鎳在地殼中的含量估計約為0.02%,相當於銅,鉛,鋅三種金屬加起來的兩倍之多,但富集成可供開採的鎳礦床則廖廖無幾.煉鎳原料按冶煉方法不同而略有差異,但無論是鎳的何種礦物,大多都必須經過選礦得到鎳精礦才能用來冶煉. 2 `$ N- ~7 }) X6 |$ R1.5.1.1 鎳的礦物 - E8 W6 E8 t1 M4 \: c9 K Y- ~* s鎳礦通常分為三類:即硫化鎳礦,氧化鎳礦和砷化鎳礦.砷化鎳礦的含鎳礦物為紅鎳礦(NiAs),砷鎳礦(NiAs2)輝砷鎳礦(NiAsS),此類礦物只有北非摩洛哥有少量產出.現代鎳的生產約有70%產自硫化鎳礦,30%產自氧化鎳礦. / V+ e: V- N! J5 y: C) U; x9 i; o9 ^ A.鎳的硫化礦石 + ?5 r# j! i* V自然界廣泛存在的鎳硫化礦是(Ni,Fe)S,比重為5,硬度為4.其次是針硫鎳礦NiS(比重5.3,硬度2.5).另外還有輝鐵鎳礦3NiS FeS(比重4.8,硬度4.5),鈷鎳黃鐵礦(NiCO)3S4 或閃銻鎳礦(Ni,SbS)等. 7 }& ?- U) ]7 t+ DB. 鎳的氧化礦石 1 i; U5 A0 A6 n8 V1 ~* O鎳的氧化礦石由含鎳在0.2%的蛇紋石經風化而產生的硅酸鹽礦石.與銅礦石不同,一般氧化鎳礦並不與硫化礦相連在一起.常見的氧化鎳礦物是蛇紋石,滑面暗鎳蛇紋石和鎳綠泥石,它們的成分一般可以用(Ni MgO)SiO nH2O表示,氧化礦中幾乎不含銅和鉑族元素,但常常含有鈷,其中鎳與鈷的比例一般為25~30:1.氧化鎳礦的特點之一是礦石中含鎳量和脈石成份非常不均勻.由於大量粘土的存在,氧化鎳礦的另一特點是含水分很高,通常為20~25%,最大到40%.氧化鎳礦通常含鎳很低,只有0.5-1.5%,在極少量的富礦中含鎳才達到5~10%. 5 M0 g( `$ O# A/ L% B- J* s3 ~ \& MC.鎳的砷化礦石 1 ~" p- q2 f: t" V6 b含鎳砷化礦發現很早(1865年),而且在煉鎳史上起過重要作用,但是後來沒有發現這一類型的大礦床,因而現在從含鎳砷化礦中提煉鎳僅限於個別國家.含鎳的砷礦物有紅砷鎳礦NiAs,自毒砂或砷鎳礦(NiAs2)和輝砷鎳(NiAsS) - i) v `' h2 X4 |" ]) e8 z1.5.1.3 鎳精礦 1 D6 s) t% y5 Z v5 P# c' t- k; L 與其他金屬冶煉相比,進入鎳冶煉廠的精礦品位要低得多,而且脈石成分復雜,因此鎳冶煉的技術難度較大.我國最大的鎳生產企業金川集團公司冶煉廠所用的原料主要是自產的銅鎳精礦,還有部分外購原料作為補充,以保證鎳產品產量逐年提高的需要. * u& [ f! ?6 [7 M+ y# h% _9 } A.銅鎳精礦的化學成分 5 C0 U; i$ N( C4 {) O4 R 金川公司使用的精礦原料成份如下: # E- {1 R# H6 {3 r H: a 金川後期銅鎳精礦的化學成份(%), U* H. W. I Y9 q# _* b% f 爐型Ni Cu Fe Co S SiO2 CaO MgO4 x( o* n: n+ m4 ]8 M2 B 電爐6.09 3.02 35.36 0.17 25.43 10.29 1.76 8.290 Z0 X0 S8 N/ R; u+ K# U 閃速爐 6.605 2.81 39.57 0.19 27.19 8.13 1.09 6.10 2 W+ \6 B* h+ _: g B.銅鎳硫化精礦的礦物組成 E5 I! w9 ?; v3 H1 C 金川公司硫化鎳精礦的主要金屬礦物成分是鎳黃鐵礦,磁黃鐵礦,黃銅礦,黃鐵礦,墨銅礦等;脈石礦物主要為蛇紋石,滑石,綠泥石等.脈石礦物都是高鐵鎂的硅酸鹽類,在電爐或閃速爐熔煉中變為渣相礦物而被廢棄. 0 z& ?* q! }9 l 1.5.2 鎳的生產方法 0 D9 Y, h. }4 |* F% ^2 A1.5.2.1 鎳的火法冶煉 4 H3 G! j, U7 L$ ]( \( N1 n5 z Y1.5.2.2 鎳的濕法冶煉 5 _/ a2 t; T! k8 \2 d; K$ w 1.5.2.1 鎳的火法冶煉 " o6 {, {2 S& SA. 氧化鎳礦火法冶煉: - z. q: H8 `, \: dB. 硫化鎳礦火法冶煉: 4 x6 V9 M) D: M( |/ q A. 氧化鎳礦火法冶煉: 2 H! Y7 N, D/ L a. 鼓風爐還原硫化熔煉→吹煉→電爐還原→粗鎳錠, 7 E$ N% _) _0 ]) I: a8 Y b. 電爐還原熔煉→鎳鐵;1 V1 j! c f* J% f2 d5 k' k f c. 回轉窯粒鐵熔煉→含鎳粒鐵;- Y4 l5 B& c. [( l$ o# X d. 高爐熔煉→鎳磷鐵. / s. [8 [4 @7 t5 d4 A4 y B. 硫化鎳礦火法冶煉: % S7 ]# U) F* C9 ~3 u" M) Da. 鼓風爐熔煉→轉爐吹煉→分層熔煉→熔鑄→電解精煉 →電鎳; X Y$ Q4 d" q$ s c2 u$ }' O b. 反射爐熔煉→轉爐吹煉→磨浮分離→熔鑄→電解精煉 →電鎳;* n* t- D1 j8 P1 o8 l c. 電爐熔煉→磨浮分離→熔鑄→電解精煉→電鎳; " @/ C( Z+ S$ A: M: L. \d. 閃速爐熔煉→磨浮分離→熔鑄→電解精煉→電鎳;4 x, J2 B3 `* k6 N( @ 另外,通過上述熔煉方法經氧氣頂吹轉爐吹煉,利用 " h$ `8 y$ F4 o3 `( F# ~羰基法可以製取鎳丸或鎳粉. $ v2 M0 v2 L& U q: I% y9 `+ z 1.5.2.2 鎳的濕法冶煉 ' G8 M0 x$ d( s6 I, xA. 氧化礦濕法冶煉:* q1 b3 }3 P0 y* M/ ^5 f+ G: r1 F $ a1 C' @% M* k2 RB. 硫化鎳礦濕法冶煉: ) E: q1 L$ A1 h. ~% ^4 f& Q- B A. 氧化礦濕法冶煉:- g! R$ i" r+ j3 r l \ a. 高壓酸浸→硫化氫還原→硫化鎳精礦; ) N- l! O$ i! F9 t7 T9 @b. 還原焙燒→氨浸出→氫還原→鎳粉,鎳塊; , C& T3 ~0 @/ e2 g B. 硫化鎳礦濕法冶煉: ; p, [( o3 Z& v5 P9 J a. 常壓酸浸→還原熔煉→電解精煉→電鎳;( m* e3 F @. r: G$ b3 M2 ? b._高壓氨浸→氫還原→鎳粉. 4 H7 B* U7 q# u; j2 v6 z由於鎳礦具有品位低,成分復雜,伴生脈石多,屬難熔物等特點,所以使鎳的生產方法比較復雜.根據礦石的種類,品位和用戶要求的不同,可以生產多種不同形態的產品,通常有純鎳類:電鎳,鎳丸,鎳快,鎳錠,鎳粉;非純鎳類:燒結氧化鎳和鎳鐵等.近些年來,由於合金鋼冶煉技術的發展,原來大多數採用純鎳類原料生產合金鋼和不銹鋼的企業,已改用非純鎳類,原因是這樣做比較經濟. 全文點擊: http://bbs.hcbbs.com/viewthread.php?tid=438726&highlight=%C4%F8%D2%B1%BD%F0