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工业上可以用什么方法冶炼镍

发布时间:2024-09-14 12:59:09

‘壹’ 高炉镍铁高炉镍铁冶炼

在金属冶炼领域,硅酸氧化矿,也称为红土镍矿,有其独特的冶炼工艺。据华诚金属网的深入研究,这种矿石通过火冶法可以被转化为镍。冶炼过程中,首先进行小高炉还原,目标是尽可能地将氧化镍转变为金属镍。在高炉内,熔化的镍铁自然会与较轻的渣质分离,其含镍量受原料质量和还原过程还原能力的影响显着。

还原过程中,焦炭作为主要的还原剂,它的作用在于帮助氧化镍脱氧还原。同时,石灰则作为催化剂,有助于反应的进行,提高效率。然而,粗镍铁中含有杂质如碳、硫和磷,这些杂质必须通过后续的精炼步骤来去除。精炼工艺旨在提升镍铁的纯度,使其达到工业应用的高标准。

‘贰’ 镍铁冶炼配料方法

镍铁冶炼配料方法是镍精矿和铁矿混合配料法、镍粉和铁粉混合配料法以及熔融盐电解法。
1、镍精矿和铁矿混合配料法:将镍精矿和铁矿按一定比例混合后,加入高炉或电炉中进行冶炼。这种方法能够控制镍和铁的比例,由于镍精矿的品位低,需要消耗大量的能源来提取镍。
2、镍粉和铁粉混合配料法:将镍粉和铁粉按一定比例混合后,在高温下进行还原反应,制成镍铁合金。这种方法能够提高镍的回收率,对原材料粉末的粒度和比例要求高,制造工艺复杂。
3、熔融盐电解法:将镍和铁混合的盐溶液放在电解槽中,通过电解反应来制造镍铁合金。这种方法能够减少对环境的污染,需要大量的能源和设备投入,成本高。

‘叁’ 工业上冶炼各种金属都用什么方法

以下是金属冶炼方法:

K,Ca,Na,Mg,Al,| Zn,Fe,Sn.Pb.(H),Cu,| Hg,Ag,Pt,Au

可以大致分成三段
1、Al之前的金属很活泼,用电解盐或氧化物的方法冶炼
如,Na是电解熔融NaCl
Mg是电解熔融MgCl2
Al是电解熔融Al2O3

2、中间一段一般是热还原法,加热时,用合适的还原剂,如,H2、C、CO、或者较活泼的金属Al(铝热反应)进行冶炼
如,H2、C、CO加热还原CuO得到Cu,还原Fe2O3得到Fe等
Al高温铝热反应冶炼Fe、Cr、Mn等金属

3、后面的不活泼金属可以通过直接加热氧化物分解的方法得到金属单质
如,HgO加热分解成Hg和O2,就是拉瓦锡发现空气中存在O2的经典实验

一、电解法
金属活动顺序表中金属的冶炼如:
2Al2O3 =冰晶石,电解= 4Al + 3O2↑
〔生成的O2与阳极炭棒反应生成CO、CO2,所以应不断补充阳极炭棒,冰晶石(Na3AlF6)为助熔剂。〕

二、热还原法

(1)用C(焦炭、木炭)、CO作还原剂。如:3CO + Fe2O3 =高温= 2Fe + 3CO2
(我国是世界上冶炼锌最早的国家,明朝宋应星在《天工开物》一书中有记载)

(2)铝热剂冶炼难熔的金属
2Al + Fe2O3 == Al2O3 + 2Fe

三、加热法

等不活泼金属的冶炼,可用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法。如:
2HgO =加热= 2Hg + O2↑
唐代李白的秋浦歌:炉火照天地,红星乱紫烟。郝郎明月夜,歌曲动川寒。秋浦:在今安徽省池洲市西,当时产银、铜。郝郎指冶炼工人。

四、物理提取

在自然界中存在,其密度很大,用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质,便可得。刘禹锡的浪淘沙:日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来。(隈:水转弯的地方)

五、湿法冶金

即利用溶液中发生的化学反应(如置换、氧化还原、中和、水解等),对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。
如铜的冶炼:Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu

‘肆’ 镍的物理生产方法或流程

冶炼方法:

现代生产镍的方法主要有火法和湿法两种。根据世界上主要两类含镍矿物(含镍的硫化矿和氧化矿)的不同,冶炼处理方法各异。

含镍硫化矿目前主要采用火法处理,通过精矿焙烧反射炉(电炉或鼓风炉)冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。氧化矿主要是含镍红土矿,其品位低,适于湿法处理;主要方法有氨浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。

工艺操作:

硫化镍精矿的火法冶炼

硫化镍精矿的火法冶炼流程如图29-2所示。其主要工艺特点如下:

(1)熔炼。镍精矿经干燥脱硫后即送电炉(或鼓风炉)熔炼,目的是使铜镍的氧化物转变为硫化物,产出低冰镍(铜镍锍),同时脉石造渣。所得到的低冰镍中,镍和铜的总含量为8%-25%(一般为13%-17%),含硫量为25%。

(2)低冰镍的吹炼。吹炼的目的是为了除去铁和一部分硫,得到含铜和镍70%-75%的高冰镍(镍高硫),而不是金属镍。转炉熔炼温度高于1230℃,由于低冰镍品位低,一般吹炼时间较长。

(3)磨浮。高冰镍细磨、破碎后,用浮选和磁选分离,得到含镍67%-68%的镍精矿,同时选出铜精矿和铜镍合金分别回收铜和铂族金属。镍精矿经反射炉熔化得到硫化镍,再送电解精炼或经电炉(或反射炉)还原熔炼得粗镍再电解精炼。

(4)电解精炼。粗镍中除含铜、钻外,还含有金、银和铂族元素,需电解精炼回收。与铜电解不同的是这里采用隔膜电解槽。用粗镍做阳极,阴极为镍始极片,电解液用硫酸盐溶液硫酸盐和氯化盐混合溶液。通电后,阴极析出镍,铂族元素进入阳极泥中,另行回收。产品电镍纯度为99.85%-99.99%。

用火冶法处理氧化镍制取镍铁和金属镍

硅酸氧化矿可以用火冶法熔炼,经还原、熔化和精炼得到镍。还原时要争取使氧化镍完全变为金属镍。熔化时流言蜚语镍铁将同较轻的渣分开。镍铁的含镍量取决于部分还原过程的选择能力。采用焦炭作还原剂,也可采用硅铁作还原剂。为了除去粗镍铁中的杂质碳、硫、磷和铬,必须进行精炼。

在电炉中用碳直接部分还原炼制镍铁

在矿热炉中采用碳热法将矿石还原成镍铁,随后进行精炼。

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