Тема 2.3. Металлургия никеля

1. Никель. Его свойства и область применения

Никель, как химический элемент, был открыт в 1751 году и получен в чистом виде в 1804 году. До 1875 года он считался ювелирным металлом, стоил дорого и производили его в небольших количествах (например, в 1875г. мировое производство никеля составило всего 500 тонн).

Никель добывают из окисленных руд и сульфидных медно-никелевых. За рубежом более 50% от общего выпуска никеля производит Интернациональная Никелевая компания (ИНКО). Основные месторождения никелевых руд находятся в Канаде, Кубе, ЮАР, Новой Каледонии и на Украине. У нас в стране месторождения окисленных руд находится на Урале, сульфидных – на Кольском и Таймырском полуострове.

В Периодической системе Менделеева никель располагается в 8 группе, IV периоде, под № 28.

По своим химическим свойствам он занимает промежуточное место между Fe, Co и Cu. Температура плавления 1455С, температура кипения 2900С, плотность 8,8 г/см³.

Чистый никель – это металл серебристого цвета, обладающий хорошей отражательной способностью. Высокопрочен и пластичен, хорошо поддается обработке – прокатывается в листы до 0,02 мм толщиной и протягивается в проволоку до 0,01 мм. До температуры 357С никель магнитен. Важное химическое свойство – химическая инертность никеля: разбавленные кислоты и щелочи на него почти не действуют. Окисляется никель при температуре выше 800С.

Никель с металлами образует различные сплавы (более 3000), например: добавка никеля повышает прочность и вязкость стали (броня морских судов, танков); сплавы никеля и железа (от 8 до 80% никеля) известны как жаропрочные и нержавеющие стали; много металлического никеля расходуется на покрытие других металлов (никелирование). Никелируют различные части машин и хирургические инструменты.

2.3.2 Сырье для получения никеля

В настоящее время в основном перерабатывают два вида руд: окисленные и сульфидные.

Окисленные руды – это горные породы вторичного происхождения, состоящие из гидратированных магнезиальных силикатов. Основным минералом является бунзеит (NiO). Кроме никеля полезным компонентом этих руд является кобальт, содержание которого в 1525 раз меньше никеля. Эти руды содержат 0,010,02% меди.

По внешнему виду окисленные никелевые руды – это рыхлые гидратированные породы, похожие на глину, содержание никеля в которых колеблется от 0,7 до 4%.

Окисленные руды не обогащаются, а после предварительной подготовки поступают на непосредственную переработку.

Сульфидные руды – представляют собой плотные породы, содержащие значительное количество меди и поддающиеся обогащению. Переработка этих руд позволяет выделить до 14 ценных компонентов, что делает эту руду особо ценной.

Химический состав сульфидных руд следующий:

- Ni – 0,3  5,5% ;

- Cu – 0,8  2% ;

- Fe до 30% ;

- Co до 0,2% ;

и др. компоненты.

Перед основным обогащением руды подвергают магнитной сепарации, что позволяет удалить в начале процесса железосодержащие минералы. Основной метод – флотация, в результате которого получают медный и никелевый концентраты.

Переработка никелевых руд. При переработке никелевых руд используют: пиро- и гидрометаллургические процессы.

Переработка окисленных руд заканчивается получением огневого никеля, который отправляется потребителю без дополнительного рафинирования. От всех примесей никель отчищается на протяжении всей технологии. Этот никель отвечает маркам: Н3, Н4.

Переработка сульфидных руд заканчивается обязательным рафинированием чернового никеля. Это позволяет получать никель высоких марок, вплоть до никеля особой чистоты (более 99,99% никеля) и извлекать другие ценные компоненты.

Самостоятельная работа:

1.Подготовить презентации, доклады, сообщения, видеофильмы по теме «Никель».