Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9 | Следующая страница реферата

Никель и кобальт не принадлежат к числу наиболее распространенных элементов, но они широко распространены в природе. Оба металла обнаружены в солнечной короне и найдены в метеоритах, а на земле встречаются повсеместно: в горных породах, в морской и речной воде, в каменных углях и почве, в растительных и животных организмах. Их абсолютное и относительное количество в каждом случае варьирует в довольно широких пределах, но, как правило, никеля больше, чем кобальта.

В земной коре кобальт и никель находятся преимущественно в виде сульфидов и арсенидов или продуктов их окисления, а также в виде силикатов, образуя самостоятельные минералы и сопровождая аналогичные минералы железа, меди, марганца и некоторых других элементов. По-видимому, близость ионных и атомных радиусов этих металлов допускает взаимное замещение. При этом в никелевых и железных рудах, а также в силикатных горных породах соотношение
Со : Ni в ряде случаев примерно такое же, как и в метеоритах, В отдельных месторождениях Сибири и Урала никель был найден в металлическом состоянии.

Полагают, что пo мере охлаждения земной коры различные химические элементы выделялись как бы в три этажа: в более глубоких внутренних слоях тяжелые металлы, за ними сульфиды и, наконец, в самом внешнем поясе — силикаты. В результате дифференциации магмы кобальт и никель концентрируются в основном в ультраосновных горных породах, причем их содержание выше в тех скалах, которые выделились раньше. Так, например, в базальтах относительное количество обоих металлов в 6 раз выше, чем в олигоклазах, а в гранитах совершенно ничтожно.

Если судить по составу метеоритов, то можно полагать, что в недрах земли содержится до 8—10% кобальта и никеля, в сульфидах от 1 до 4%, а в силикатах 0,001% Со и 0,02% Ni. По данным, общее содержание никеля в земной коре 0,02% и соответственно кобальта 0,001%. Однако за последние годы и ряде работ приводятся иные данные: содержание кобальта в них оценивается в
0,004%, никеля 0,01%.

Следы никеля обнаружены в продуктах вулканических извержений и в нефти, в минеральных источниках и в пахотной земле, в растениях и в живых организмах
(в частности, он содержится в поджелудочной железе).

В основном минералы никеля и кобальта представляет собой сульфиды, арсениды, арсенаты и силикаты. Они часто образуют соединения с примесью железа, меди или марганца, свинца и некоторых других металлов. При этом кобальта больше в сульфидах и арсенидах, а никеля — в силикатах.

Собственно никелевых минералов и минеральных видов известно около 50. В основном это сульфиды, арсениды и силикаты. Силикаты никеля содержат следы кобальта, a арсениды сопровождаются аналогичными кобальтовыми минералами.

Наиболее важное промышленное значение в настоящее время имеют пентландит, никелин и гарниерит. Никель входит в состав многочисленных минералов других элементов, среди которых особенно важное значение имеет пирротин. Хотя содержание никеля здесь не превышает 0,6%, но распространенность пирротина, мощность его месторождений и сравнительная доступность никелевых включений делает извлечение этого металла из руд практически целесообразным.

Никелевые и медно-никелевые руды часто сопровождаются минералами не только кобальта, но и некоторых других ценных металлов, в том число платины и ее аналогов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ НИКЕЛЯ НА РАЗНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.

Производство никеля из руд включает несколько стадий переработки сырья с получением на каждой из них соответствующего полупродукта. В мировой практике на большинстве предприятий, производящих никель, такими полупродуктами являются никелевый концентрат или никелевый (медно- никелевый) файнштейн. Они направляются на окислительный обжиг для возможно более полного удаления серы из материала перед последующей переработкой его на анодный металл.

Содержание серы в закиси никеля перед ее плавкой на аноды должно быть в пределах 0,01-0,5 %. Такое низкое содержание можно получать окислительным обжигом сульфидного материала лишь при 1100—1250 С. Нагрев никелевого сульфидного материала до такой температуры сопровождается спеканием и оплавлением его зерен уже при 650—750 С, что и явилось тем барьером, который долго не могли преодолеть во время испытаний обжига этих материалов в печах кипящего слоя.

До внедрения окислительного обжига никелевых сульфидных полупродуктов в промышленных печах кипящего слоя(КС) его подготовку к высокотемпературной обработке осуществляли в две стадии: первую — в многоподовых печах при температурах до 840-860°С с механическим перегреванием материала на 12 подах и пересыпанием его с пода на под и вторую — в трубчатой вращающейся печи с нагревом закиси никеля до 1100—1250(С. На первой стадии обжига зерна сульфидного материала медленно нагревались до 840-860°С, окисляясь с поверхности, что предотвращало их спекание в интервале температур 650-
750°С. Процесс осуществляли в сложных по конструкции, громоздких и трудно управляемых печах, занимавших большую площадь, требовавших большого расхода углеродистого топлива и тяжелого физического труда.

Вторую стадию окислительного обжига осуществляли без каких-либо трудностей в трубчатых вращающихся печах, получение высокой температуры в которых достигалось за счет сжигания углеродистого топлива.

Освоение процесса окислительного обжига в печах позволило устранить крупные недостатки прежней технологии и перевести ее на автогенный режим.
Появилась возможность механизировать и автоматизировать отдельные операции и весь процесс.

Получаемые при обжиге отходящие газы содержат повышенную концентрацию сернистого ангидрида, что позволяет производить из него серную кислоту.
Избыточное тепло процесса можно отводить и использовать для технологических нужд.

В настоящее время окислительный обжиг никелевых сульфидных материалов и полупродуктов широко применяют в производстве никеля. В связи с тем, что объемы производства никеля во всем мире непрерывно возрастают, дальнейшее совершенствование технологии этого вида обжига имеет большое значение.
Необходимо изыскивать резервы для дальнейшего улучшения технико- экономических показателей и повышения эффективности производства.

На никелевых предприятиях исходным материалом для обжига в кипящем слое являются никелевые файнштейны и никелевые концентраты, получаемые при разделении медно-никелевых файнштейнов методом флотации.

Никелевый файнштейн получают из окисленных никелевых руд. содержащих мало меди, путем восстановительно-сульфидирующей плавки на штейн с последующей продувкой его в конверторах. Так получают файнштейн на Уфалейском никелевом заводе, комбинате "Южуралникель" в Советском Союзе, заводе "Дониамбо" в
Новой Каледонии, заводе "Сисакаима" в Японии и на других предприятиях.
Полученный из окисленных никелевых руд файнштейн содержит 77-82 % Ni, до 2
% Сu и 16-22 % S.

Из медно-никелевых руд также получают никелевый файнштейн. По этой технологии осуществляют селективное разделение компонентов руды методом флотации с высокой степенью отделения меди от никеля и получают раздельные рудные концентраты: никелевый медный и пирротиновый. На заводе "Томпсон" в
Канаде в процессе переработки такого концентрата получают никелевый файнштейн с 75 % Ni, 3 % Си и 20 % S, который направляют на переплавку и отливку сульфидных анодов с последующим выделением никеля электролизом.

Необходимо отметить, что из-за очень сложного химического и минералогического состава медно-никелевых руд операциями обогащения трудно получить селективные никелевые концентраты с низким содержанием меди.
Поэтому в результате переработки таких концентратов получают медно- никелевый файнштейн (Норильский горно-металлургический комбинат, завод
"Коппер Клифф" в Канаде, завод "Харьявалта" в Финляндии) .

На некоторых отечественных предприятиях, а также на заводе "Конистон"
(Канада) богатые медно-никелевые сульфидные руды подвергают плавке без предварительного обогащения. Бедные никелевые сульфидные руды обогащают с получением медно-никелевого концентрата (комбинат "Печенганикель", завод
"Фолконбридж" в Канаде). В обоих случаях в процессе переработки рудного сырья получают медно-никелевый файнштейн. в котором содержится 35—65 % Ni,
20—50 % Сu, примеси благородных и редких металлов.

Большую часть металлического никеля в мире — электролитного, карбонильного, восстановленного порошкообразного никеля, закиси никеля и других продуктов— получают из медно-никелевых файнштейнов путем их предварительного флотационного разделения на медный и .никелевый сульфидные концентраты с последующим окислительным обжигом никелевого концентрата.

Флотационный метод разделения медно-никелевого файнштейна в Советском
Союзе был разработан в 40-х годах в Ленинградском горном институте под руководством проф. И.Н.Масленицкого. В 1951 г. этот способ был внедрен на
НГМК, а в 1956 г. — на "Североникеле". За рубежом флотационное разделение файнштейна было внедрено впервые на заводе "Коппер Клифф".

Современный процесс разделения медно-никелевого файнштейна состоит из медленного охлаждения, дробления, измельчения и разделения на медный и никелевый концентраты методом флотации. При этом медь концентрируется в пенном продукте, а никель — в нижнем сливе. Никелевый концентрат содержит
67-73 % Ni. 0,6-4.0 % Сu. 22—25 % S. а также благородные и редкие металлы.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: дипломная работа совершенствование, шпаргалки скачать.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9 | Следующая страница реферата