Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10917
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_347207.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=347207&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB347207A
[]
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ. xzoe : e. ts an o re. . t lerod. e tw. c ey. y and Method oi Making same.
Мы, компания FANSTTEEL PRODUCTS COMTANY INC., зарегистрированная в соответствии с законами штата
Нью-Йорк, Соединенных Штатов Америки, расположенная по адресу: недалеко от Шеридан-роуд, город
Северный Чикаго, штат Иллинойс, Соединенные Штаты Америки, правопреемники MiXER MNLEY ArsfiN,
гражданина Соединенных Штатов Америки, почтовый адрес которого: c/o Fansteel Products Company Inc., по
указанному выше адресу, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: — Данное
изобретение относится к производству электрода для электроконтактной сварки, который должен
выдерживать высокие температуры и высокое давление без деформации, и оно относится, в частности, к
медно-вольфрамовому электроду этого типа.
Целью изобретения является создание улучшенного электрода, в котором используется проводимость
металла, такого как медь, в сочетании с физическими и химическими свойствами тугоплавких металлов, таких
как вольфрам и молибден, для получения электрода, который будет выдерживать высокие давления и
температуры без деформации, который не будет прилипать к обрабатываемой детали, который не будет
подвергаться коррозии, который будет обладать большей твердостью, чем ранее используемые электроды, и
который будет иметь более длительный срок службы.
Дальнейшая цель состоит в разработке усовершенствованного процесса изготовления электродов этого типа.
Ещё одной целью является создание композиции вещества, состоящей из мягкого пластичного металла,
такого как металлическая медь, упрочненного чрезвычайно мелкодисперсными или микроскопическими
частицами вольфрама или других твердых тугоплавких металлических частиц, диспергированных в нём.
Ещё одной целью является разработка процесса изготовления электродов такого типа, который позволит
избежать необходимости использования высокого давления и этапа спекания.
Ещё одной целью является предотвращение спекания и межмолекулярных реакций, что позволяет сохранить
в готовом изделии чрезвычайно мелкие частицы вольфрама и, следовательно, получить более высокую
твердость при заданном содержании вольфрама.
Другие аспекты станут очевидны по мере подробного описания изобретения.
Ранее предлагалось создавать сварочный электрод из плотной смеси мелкодисперсных частиц вольфрама и
мелкодисперсных частиц меди, уплотненных под давлением.
Также было предложено придавать порошкообразному вольфраму желаемую форму под высоким давлением,
например, в гидравлическом прессе, нагревать массу для ее частичного спекания, а затем добавлять избыток
меди при ее температуре плавления для заполнения пустот в частично спеченной массе.
Также был предложен способ получения композиции из вольфрама и меди, пригодной для использования в
качестве электрода, заключающийся в придании мелкодисперсному вольфраму желаемой формы, нагреве до
температуры около 1200–1300 °C и пропитке полученного пористого спеченного продукта медью в
восстановительной атмосфере, предпочтительно водородом.
Настоящее изобретение позволяет получить более высокую результирующую твердость при заданном
содержании тугоплавкого металла, а также электрод, однородный по составу и способный выдерживать
высокие давления и температуры без деформации, даже несмотря на то, что полностью исключается
использование высоких давлений и высоких температур, спекание или тщательное предварительное
смешивание вольфрама и меди, а также необходимость измельчения меди.
В соответствии с настоящим изобретением усовершенствованный способ изготовления электродов для
контактной сварки заключается в ручном прессовании или ином бережном уплотнении твердого огнеупорного
металла в виде чрезвычайно мелкодисперсных или микроскопических частиц в форме и нагреве его до
температуры плавления мягкого, пластичного металла или немного выше этой температуры, который затем
наносится на нагретые частицы для образования электрода, способного выдерживать высокие давления и
температуры без деформации, при этом полностью исключается использование высоких давлений и этап
спекания или спекания массы.
Электроды, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, состоят из мягкого, пластичного
металла, упрочненного чрезвычайно мелкодисперсными или микроскопическими частицами твердого,
тугоплавкого металла, диспергированными в нем и сохранившимися в готовом электроде.
В отношении изготовления медно-вольфрамовых электродов предпочтительным способом согласно
настоящему изобретению является следующее: химически чистый порошок вольфрама утрамбовывается в
графитовом тигле, тигель помещается в электропечь, окруженную водородной атмосферой, температура
повышается до значения, немного превышающего температуру плавления меди, и медная проволока
медленно и постепенно подается в уплотненную вольфрамовую массу, так что медь постепенно
абсорбируется и втягивается в массу вольфрамовых частиц под действием силы тяжести, капиллярного
притяжения и поверхностного натяжения.
Мы обнаружили, что при насыщении чрезвычайно мелкодисперсного порошка вольфрама медью в описанном
порядке образуется электрод, сочетающий в себе прочность, жесткость и огнеупорные свойства вольфрама с
проводимостью меди. Мы считаем, что продукт представляет собой смесь меди и вольфрама и что в нем не
происходит никакой химической реакции или растворения, как, например, при обработке меди и алюминия
таким же образом. По всей видимости, каждый элемент Tn. etal сохраняет свою индивидуальность и в
конечном электроде находится в таком виде.
Однако в результате этой обработки медь существенно упрочняется, и мы считаем, что упрочнение
увеличивается с уменьшением размера частиц вольфрама.
Разрушение меди под сжатием происходит из-за скольжения молекул меди, которые, по-видимому, находятся
в параллельных плоскостях.
Введение частиц вольфрама в массу меди предотвращает скольжение, особенно когда частицы вольфрама
имеют микроскопический размер. Если в этом электроде используются крупные частицы вольфрама, их
необходимо спекать или спрессовывать для придания необходимой прочности, иначе медь будет скользить
вокруг частиц. Когда для этой цели используются микроскопические частицы вольфрама, они заполняют
межчастичные пространства меди, так что электрод по существу представляет собой матрицу из меди,
упрочненную мелкодисперсными частицами вольфрама, функция которых заключается в предотвращении
скольжения молекул меди друг относительно друга.
Вольфрам является достаточно хорошим проводником и, как указывалось выше, не снижает проводимость
меди в улучшенном электроде, а, наоборот, дополняет её.
На прилагаемых чертежах показан предпочтительный вариант осуществления изобретения, и аналогичные
детали обозначены одинаковыми ссылочными обозначениями.
На рис. 1 представлен схематический разрез печи, показывающий способ подачи меди к нагретому
вольфрамовому порошку; на рис. 2 показан разрез состава сварочного электрода после извлечения его из
тигля.
Мелкодисперсный порошок вольфрама 10 получают путем восстановления химически чистого оксида
вольфрама водородом, при этом крайне важно, чтобы вольфрам был свободен от примесей и имел
чрезвычайно мелкодисперсную форму, причем каждая частица в действительности представляла собой
множество частиц субмикроскопических размеров.
-. Полученный таким образом мелкодисперсный порошок вольфрама высыпают в графитовый тигель 11 и
уплотняют, встряхивая его или утрамбовывая вручную пестиком.
Графитовый стержень 11 может быть любого размера и формы, и предпочтительно он формируется в
соответствии с формой готового изделия, чтобы минимизировать необходимость обработки или изготовления
инструментов.
Хотя мы описали графитовый тигель, следует понимать, что это лишь иллюстративный пример, и для этой
цели может быть использован любой подходящий инертный материал, способный выдерживать рабочую
температуру.
Измельчитель 11 помещается в электропечь 12, которую можно кратко описать как пористый алюндумовый
цилиндр 13 с алюндумовым диском 14 в качестве дна. Этот огнеупорный цилиндр окружен резистивными
катушками из молибденовой проволоки 15, соединенными с источником питания проводниками 16 и 17.
Трансформатор и средства регулирования тока не являются частью настоящего изобретения и,
следовательно, не показаны на чертежах.
Молибденовый намотанный алюндовый цилиндр вставляется в магнезий 18 или другой огнеупорный порошок,
содержащийся в чугунном ящике 19. Следует понимать, что все эти материалы носят исключительно
иллюстративный характер и сами по себе не являются частью моего изобретения.
Водород подается в печь через трубы 20 и регулирующие клапаны 21, газ вводится в огнеупорный порошок 18
и диффундирует через цилиндр из корунда 13 во внутреннюю часть 22 печи. Во время работы этой печи
водород сгорает в верхней части в виде плоской синей решетки 23.
Порошок высыпают в графитовый тигель и утрамбовывают до необходимой степени (плотность и твердость
конечного продукта в некоторой степени зависят от степени утрамбовки). Когда температура вольфрамового
порошка достигает точки, немного превышающей температуру плавления меди, на поверхность
вольфрамовой массы наносится проволока 24 из химически чистой электролитической меди, где она
плавится и впитывается в порошок, подобно тому как вода впитывается в песок, смачивая все частицы между
ними. Медь добавляется до тех пор, пока на поверхности не останется избыток, после чего смеси дают
остыть.
Материал легко извлекается из графитовой формы, поскольку медно-вольфрамовый электрод слегка
сжимается при охлаждении. Это происходит из-за воздействия меди на вольфрам, поскольку, если бы медь
не добавлялась, вольфрам не сжимался бы и его нельзя было бы извлечь из формы. Медь не только
вызывает достаточную усадку для извлечения электрода из тигля, но и вызывает такую усадку, что на всех
сторонах электрода образуется тонкий слой меди, как показано на рис. 2. Это медное покрытие легко
удаляется механической обработкой перед использованием электрода.
Процентное содержание меди и вольфрама будет зависеть от степени уплотнения частиц вольфрама. Ни в
коем случае не требуется большое давление, и, более того, большое давление, по сути, вредно, поскольку
оно способствует образованию крупных частиц вольфрама и препятствует проникновению меди по всей
массе. Мы уплотняем порошок, аккуратно утрамбовывая его пестиком, так чтобы пустоты были заполнены от
25 до 45 % меди по весу, предпочтительно около 35 % меди по весу (что составляет значительно больше
половины по объему). Содержание вольфрама в улучшенном электроде составляет, очевидно, от 75 до 55%
по весу, предпочтительно 65%.
Хотя мы описали сварочный электрод, в котором порошок вольфрама насыщен медью, или, другими словами,
в котором медь упрочнена микроскопическими частицами вольфрама, следует понимать, что это лишь
иллюстративный пример. Мы считаем, что любой твердый, прочный и крепкий металл, такой как тугоплавкие
металлы, например, молибден, кобальт-рибий, хром или тантал, может быть заменен вольфрамом, поскольку
вольфрам является хорошим проводником и может быть получен или легко приготовлен в виде
мелкодисперсного порошка, подходящего для этой цели, и поэтому предпочтительнее его использовать. Мы
обнаружили, что молибден дает очень удовлетворительные электроды. Хром ценится за свою высокую
проводимость, единственная сложность заключается в приготовлении мелкодисперсного чистого порошка
хрома.
Медь приведена лишь в качестве примера, и, как станет ясно любому специалисту в данной области, вместо
меди можно использовать любой пластичный более мягкий металл, например, серебро или сплав серебра,
который является хорошим электропроводником и который придаст прочность тугоплавкому металлу.
Особое внимание уделяется тому факту, что мы избегаем использования высокого давления и высоких
температур на протяжении всего процесса.
Температура определена как немного превышающая температуру плавления меди. Обычно это температура
от 1150 до 1200 градусов Цельсия, при этом более низкие температуры считаются приемлемыми, если
порошок достаточно мелкодисперсный.
Теория, которую мы изложили для объяснения феноменального воздействия мелкодисперсного вольфрама
на медь, приведена лишь для облегчения понимания изобретения, но мы не ограничиваемся этой или
какой-либо другой теорией, поскольку процесс четко определяется описанными физическими этапами.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы заявляем, это: 1. Процесс изготовления электродов для контактной сварки, заключающийся в
ручном прессовании или ином бережном уплотнении твердого огнеупорного металла в виде чрезвычайно
мелкодисперсных или миеросцепированных частиц в форме и нагреве его до температуры плавления
мягкого, пластичного металла или немного выше нее. Затем этот металл наносится на нагретые частицы для
образования электрода, способного выдерживать высокие давления и температуры без деформации; при
этом полностью исключается использование высоких давлений и этап спекания или спекания массы.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_347208.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=347208&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB347208A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Аполкайо Дте. Янв. 16, 1930. Нет, 1606/30 3 7 3 0, 5 мая 1930 г. Нет, 20 436/30.
Остался один полный день: ноябрь. 14, 1930, Завершено: 16 апреля 1931 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 1606, 1930 г. н.э.
Iritproveirents in or irelaGiflg to Allethaods fo tlae Peud-ction of Nickel Garbonyl.
Мы, компания THEn MOxN -NICREL COMPANYx, британская компания Imperial Chemical House, Millbank,
Лондон, предпочли использовать сульфиды для ускорения реакции. Эти субъединицы могут быть введены
различными способами. W. 1 и CHRIusToPIMs MAURIOB, которые подаются в реакционную камеру
различными способами. Например, необходимое количество сульфатов может быть оставлено в рамках
данного изобретения. В связи с этим, настоящим заявляю, что природа вещества или определенных газов,
содержащих сульфаты, заключается в следующем: сульфаты могут быть добавлены во время или после
реакции. 55 Данное изобретение относится к методам восстановления штейна или непосредственно во время
производства карбонилов никеля, в которых происходит реакция. Среди таких соединений могут быть
использованы оксид углерода или содержащие его газы следующих типов: оксид углерода пропускают над
металлом; такие газы, как диоксид серы, которые могут быть добавлены во время или после восстановления
никеля из его руд, в процессе, который обычно получают при температуре около 3300 °C. Изобретение
особенно применимо к процессу Монда для извлечения никеля из его руд, в котором металлический никель,
обычно получаемый путем восстановления никеля, реагирует с восстановленными соединениями или
содержащими его соединениями с образованием сульфида никеля; при водородном окислении никель
обрабатывается оксидом углерода (CO) или дисульфидом углерода, который может быть добавлен
впоследствии для получения чистого никеля.
Этот процесс в значительной степени осуществляется до осаждения никеля, меди или серы железа (в
настоящее время). Согласно настоящему изобретению, выход никелевого карбонила до, во время или после
восстановления очень значительно увеличивается за счет проведения повторного взаимодействия между
металлом и углеродом.
Оксид в присутствии сульфида или другого соединения неметалла или металлоида VI группы, используемого
в процессе Монда, считается, что при применении аналогичного соединения неметалла или металлоида VI
группы для экстракции никеля, увеличение выхода в каждом случае обусловлено каталитическим действием
кислорода. Предпочтительно готовить сульфид никеля, который - i образовался.
Сульфиды или подобные соединения путем восстановления. Кроме того, считается, что это действие
происходит благодаря образованию соединения, в результате чего образуется сульфид никеля и монооксид
углерода. Однако в каждом случае ядро, которое остается, образуясь отдельно и добавляясь в таком виде,
должно быть либо ядром, которое образуется на первой стадии процесса путем восстановления никеля, либо
путем другой реакции, например, восстановления или восстановления никеля. Предпочтительно продолжать
образование карбонилов никеля с присутствием любых изначально присутствующих сульфидов. В
относительно небольшом количестве активного вещества руда или штейн остаются сульфидами, обычно
представляющими собой серу в виде сульфидов до стадии образования, содержание которых составляет
менее 10% от общего количества 9 карбенилов. Не оказывают благоприятного стимулирующего действия в
данной реакционной камере, хотя благодаря изобретению наличие в штейне сульфидов, которые
первоначально присутствовали в руде в таком виде, [P-цена 1/-] общее содержание серы в штейне,
поступающем в реакционную камеру, может достигать 30%. В процессе штейна для извлечения никеля
известно, что присутствие некоторых других металлов, в частности кобальта, оказывает пагубное воздействие
на извлечение никеля.
Установлено, что присутствие сульфидов, особенно тех, которые образуются при добавлении сероводорода,
значительно усиливает этот вредный эффект. Кроме того, негативные последствия, возникающие при
восстановлении штейна при слишком высокой температуре, также устраняются обработкой сероводородом.
Можно привести несколько примеров благотворного воздействия сульфидов.
Добавление 1% серы в виде сульфата никеля к прокаленному штейну, содержащему 76,27% никеля и
кобальта, 1,85% меди и 0,21% серы, увеличило степень извлечения никеля в десяти мкл с 53,4% до 94,40%. В
другом случае а) прокаленный штейн, содержащий 61,8% R5 руды и кобалта и 14,96% меди, был
восстановлен с добавлением и без добавления 5% от его веса кристаллов сульфата никеля. «Добавление
сульфата никеля увеличило степень извлечения никеля за пять часов с 57,2% до 74,4%». В другом случае
обработка прокаленного и восстановленного штейна, содержащего 73,34% никеля и 1,12% кобальта без меди
или сульфатов, сероводородом при температуре 500 °C увеличила извлечение никеля за пять часов с 16,8%
до 86,4%.
Следует понимать, что соединения серы могут добавляться к штейну или пропускаться через него в виде газа
или пара либо до обработки штейна оксидом углерода, либо одновременно с оксидом углерода.
Кроме того, соединения серы могут быть заменены аналогичными соединениями селена и 45 телбилюрта,
если таковые существуют.
Наконец, конечно, хотя обычно процесс проводится при атмосферном давлении, в некоторых случаях могут
использоваться более высокие температуры и давления.
Дата: 10 января 1930 г. Для заявителя:
ГИЛЛ, ДЖЕННИИНГС И ЭВЕРИКЛИЭЙТОН.
Charxtered Patent Ageuts, 51/52, Chancery Lane. Лондон, W.C. 2.
- Предварительная спецификация.
№ 20Q436, 1930 г. н.э.
Усовершенствования в методах производства карбонила никеля или относящиеся к ним.
Мы, компания THB MOND NiCKiEL, LimuED, a Britieb. Компания Imperial Chemical House, Миллбанк, Лондон,
Юго-Западный 1, и CRnISToP]nER MAUlrrCE.
Уолтер ГнджББ из Кумндвра, Клайда, Суонси, химик-исследователь, подданный Великобритании, настоящим
заявляет, что природа данного изобретения заключается в следующем:
Данное изобретение относится к способам получения карбид-никеля путем пропускания монооксида углерода
или газов, содержащих монооксид углерода, над металлическим никелем.
Изобретение особенно применимо к процессу Монда для извлечения никеля из руды, в котором штейны или
соединения, содержащие никель, восстанавливаются с образованием металлического никеля, который
обрабатывается монооксидом углерода, причем восстановление обычно происходит при температуре около
3800 °C.
В настоящее время этот процесс в значительной степени осуществляется.
Согласно настоящему изобретению, выход никелевого карбонила значительно увеличивается при введении
сульфида никеля или сульфида или другого вещества, которое при температуре реакционной камеры и в
присутствии водорода... Я реагирую с восстановленным никелем, образуя сульфид никеля. Рассматриваемое
вещество добавляется либо в твердой, либо в жидкой форме. В последнем случае, если вещество
растворимо, его можно добавлять в раствор; если же оно нерастворимо, то в виде суспензии. Такой раствор
или влажная смесь предпочтительно тщательно смешивают с материалом-8, после чего всю смесь
высушивают и измельчают перед тем, как подать в реакционную камеру. Как правило, добавляемое
соединение должно быть внесено в штейн до или во время восстановления. Сульфиды могут быть добавлены
в чистом виде или в форме сульфатов, в этом случае они восстанавливаются одновременно с
восстановлением штейна.
В каждом случае сульфид должен быть добавлен или образован на каком-либо этапе процесса, поскольку
установлено, что любые сульфиды, первоначально присутствующие в руде или штейне и остающиеся в виде
сульфидов до стадии образования карбонильной группы, не оказывают благоприятного стимулирующего
действия настоящего изобретения. Однако сульфаты, образующиеся в штейне в результате кальцинирования
347,208 ---- 1 - Z_ -1 1 - - --;-_ 347,208, а затем восстанавливаемые до сульфидов, оказывают некоторое
эффективное действие.
Предпочтительно проводить новый процесс в присутствии относительно небольшого количества активного
сульфида, обычно представляющего собой содержание серы не более 2% от веса восстанавливаемого
материала, хотя из-за присутствия в штейне сульфидов, которые первоначально присутствовали в руде в
таком виде, общее содержание серы в штейне, поступающем в реакционную камеру, может составлять три
процента или более.
Считается, что увеличение выхода во всех случаях обусловлено образованием сульфида никеля из
добавленного сульфида или сульфата, или из других веществ, которые при температуре реакционной камеры
в присутствии водорода реагируют с восстановленным никелем, образуя сульфид никеля, и что последний
оказывает каталитическое действие в реакции, приводящей к образованию Ni(CO)4. Также считается, что это
действие обусловлено образованием соединения сульфида никеля и монооксида углерода, которое
постоянно образует карбонил никеля, ядро которого, однако, остается и образует с новым монооксидом
углерода и восстановленным никелем еще больше того же соединения. Эта теория подтверждается тем
фактом, что каждый металлический сульфид оказывает благоприятное электронное воздействие на реакцию.
Например, хотя в штейне, содержащем менее двух процентов меди, сульфиды никеля, натрия, кобальта,
железа, цинка, кадмия, ртути, кальция, меди, сурьмы, марганца, бария и мышьяка оказывают благоприятное
воздействие, добавление сульфида свинца в аналогичных количествах дает незначительный, если вообще
какой-либо, положительный эффект.
Все вышеупомянутые сульфиды следует добавлять до или во время процесса восстановления, за
исключением сульфида никеля и сульфида меридия, которые можно добавлять непосредственно в реакцию.
Тем не менее, эффект, достигаемый с помощью сульфидов никеля и ртути, лучше, если их добавлять в
процессе восстановления.
Особенностью настоящего изобретения является то, что процесс должен проводиться при относительно
низких температурах, то есть при температурах ниже 5000 °C, поскольку при достаточно высокой
температуре, приводящей к спеканию, каталитические свойства катализатора, по-видимому, разрушаются.
Было установлено, что положительный эффект настоящего изобретения изменяется более или менее
обратно пропорционально количеству других металлов, присутствующих в штейне, и, в частности, количеству
меди, присутствующей в штейне. Таким образом, при содержании меди до четырнадцати процентов,
существенный положительный эффект оказывают только сульфиды никеля, цинка и мышьяка. С другой
стороны, при добавлении стильфатов в восстановительную камеру процентное содержание меди в штейне
оказывает меньшее влияние на каталитическое действие, и при использовании штейна, содержащего
четырнадцать процентов меди, сульфаты никеля, цинка, алюминия, кадмия, ртути, меди и хрома, а также
сульфат железа оказывают благоприятное воздействие. Сульфаты щелочных и щелочноземельных металлов
не вызывают нового эффекта, но если сульфаты щелочных металлов добавлять в виде квасцов до или во
время восстановления штейна, выход карбонилов никеля увеличивается.
Разумеется, в каждом случае фактическое образование карбонилов никеля должно проводиться в полном
отсутствии воздуха.
(Дата: 6 июля 1930 г.)
Для соискателей:
GILL, JENNINGS & EVERYCLAYTON, дипломированные патентные поверенные, 51152, Чансери-лейн,
Лондон, W.C. 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Улучшения, относящиеся к чему-либо или связанные с чем-либо. Методы производства никелевого
гарбонила.
Мы, компания Tim MOND NIGNEL COMPANY, LiITrnn, британская компания, расположенная по адресу:
Imperial Chemical House, Millbank, London, S. В. И. и Кристофаил Морис Уолтер Гиб. Иб. из Кумдур Клайдах,
Суонси, химик-исследователь, подданные Великобритании, настоящим заявляют, что характер данного
изобретения и способ его осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к способам получения никелевого карбонила путем пропускания монооксида
углерода или газов, содержащих монооксид углерода, над металлическим никелем.
Изобретение особенно применимо к процессу Монда для извлечения никеля из руд, штейнов, остатков или
подобных им материалов, в котором штейны или зерновые отходы, содержащие никель, восстанавливаются с
образованием металлического никеля, который обрабатывается монооксидом углерода, причем
восстановление обычно происходит при температуре около 3300 °C. В настоящее время этот процесс
осуществляется в очень больших масштабах. Однако изобретение в целом применимо к процессам -5, в
которых карбонил никеля образуется из никеля путем обработки монооксидом углерода и либо используется
в исходном виде, либо разлагается с образованием никеля.
Изобретение основано на открытии того, что скорость образования никелевого карбонила увеличивается при
наличии в реакционной камере соединения, содержащего...
Содержащий серу, селен или теллуриум в активной форме. Предпочтительно использовать -15% серу вместо
селена или теллура, и для удобства изобретение будет более подробно описано со ссылкой на соединения
серы.
Согласно изобретению, присутствие активной серы в реакционной камере достигается путем добавления к
штейну или подобному материалу, или к восстановленному металлу серосодержащего соединения в виде
твердого вещества, жидкости, раствора, влажной смеси или суспензии; если оно добавляется до или во время
восстановления, оно должно состоять из сульфида никеля или сульфида, способного восстанавливаться
монооксидом углерода до... В результате реакции образуется оксисульфид углерода (COS) или вещество,
способное восстанавливаться в существующих условиях восстановления до одного из указанных сульфидов,
либо вступать в реакцию или разлагаться в существующих условиях восстановления с образованием
сероводорода, диоксида серы или триоксида серы. Если после восстановления добавляется серосодержащая
добавка, это должен быть сульфид никеля или сульфид, способный восстанавливаться монооксидом
углерода с образованием оксисульфида углерода (COS). В качестве альтернативы, присутствие активной
серы в реакционной камере достигается путем введения в реакцию небольших количеств любого
серосодержащего газа или пара.
45-камерный метод или путем «приведения гаорвпу в контакт с штейном на предыдущем этапе процесса, на
котором он мог бы реагировать, образуя, например, сульфат; или путем «оставления» «только частичного
удаления сульфатов или других серосодержащих соединений, образовавшихся в штейне до их
восстановления, но изначально не присутствовавших в руде или штейне». В целом, там, где существуют
соединения селена или теллура, аналогичные упомянутым соединениям серы, и где они ведут себя
аналогично в реакциях, отличных от тех, которые рассматриваются в данном изобретении, их можно
использовать вместо соединений серы.
Выражение «сера в активной форме» не включает в себя сульфиды, первоначально присутствующие в руде
или в штейне после плавки и остающиеся в таком виде до стадии образования карбонилов, поскольку
установлено, что такие сульфиды не оказывают благоприятного стимулирующего действия,
предусмотренного изобретением.
Кроме того, установлено, что если смесь штейна и добавленных серосодержащих соединений, как до, так и
после превращения серосодержащих соединений в форму, в которой они присутствуют в реакционной
камере, подвергать воздействию таких температур, при которых обычно происходит спекание штейна, т.е.
температур порядка 5000 °C и выше, то сера не находится в активной форме в реакционной камере, и
полезное действие изобретения не достигается. Более того, если штейн нагревается выше 5000 °C во время
восстановления, то впоследствии невозможно получить из него карбонил никеля в количестве, хотя бы
приблизительно приближающемся к тому, которое достигается в нормальных условиях, когда штейн не
нагревается до такой степени при восстановлении, и полезные результаты изобретения не могут быть
получены, если при восстановлении используются температуры 5000 °C или выше, в то время как, конечно,
образование карбонилов может происходить только при относительно низких температурах.
Наконец, разумеется, при введении или образовании активной серы следует избегать введения или
образования любого вещества или элемента, такого как кислород, который мог бы оказать пагубное
воздействие на образование карбонилов никеля. Таким образом, например, вещество, такое как
меркаптан-10G, которое имеет тенденцию осаждать углерод на никеле и, таким образом, покрывать его,
препятствуя эффективной реакции с монооксидом углерода, не может быть использовано, хотя меркаптан
фактически образует соединение, содержащее 105.
-сера в активной форме. Однако использование такого вещества разрешено в рамках изобретения при
условии принятия соответствующих мер, например, путем одновременного добавления другого вещества.
Положение, способное взаимодействовать с вредным веществом или связывать его, предотвращая
попадание этого вещества или элемента в реакционную камеру или его образование в ней с целью
проявления его вредного воздействия.
Неясно, чему именно следует приписать стимулирующее действие изобретения, но на практике было
установлено, что когда процесс проводится таким образом, что сера, селен или теллур вводятся в
реакционную камеру в виде сульфида никеля, селенида никеля или теллурида никеля или преобразуются, по
крайней мере частично, в эту форму, получаются удовлетворительные результаты.
Как уже упоминалось выше, на практике оказывается особенно выгодно добавлять соединения, способные
образовывать сульфид никеля. Таким образом, вещество, такое как сульфат никеля, может быть нанесено на
мат до или во время восстановления. Снова сульфид, который может быть добавлен сам по себе, может быть
отрицательно затронут присутствием определенных металлов, отличных от никеля, в штейне. Было
установлено, что выгодным эффектом настоящего изобретения является то, что на него обычно негативно
влияет присутствие определенных металлов, помимо никеля, в форме жидкой суспензии или раствора,
варьирующейся в зависимости от природы и количества таких металлов. 5) 70 предпочтительно, чтобы он
был тщательно включен в состав.
Таким образом, при использовании штейна, содержащего до четырнадцати процентов высушенного и
измельченного перед обработкой меди, только сульфаты никеля, цинка и мышьяка производят какой-либо
существенный положительный эффект, когда штейн добавляется в камеру восстановления. Другой способ
осуществления изобретения состоит в увлажнении штейна, добавленного в камеру восстановления. С другой
стороны, при добавлении сульфатов к серной кислоте образуются сульфаты. Когда сульфаты попадают в
камеру восстановления, процентное содержание 15, образующегося в штейне при прокаливании, или 15,
образующегося в штейне, оказывает меньшее влияние, чем в противном случае, например, при добавлении
серной кислоты после прокаливания, и при штейне, содержащем 80% кислоты после прокаливания, обычный
процесс удаления их сульфатами меди может быть прерван или полностью исключен, так что ртуть, медь и
хром, а также некоторые или все из них остаются и восстанавливаются до сульфата железа, все они создают
полезные свойства в камере восстановления.
В результате. Щелочные и щелочноземельные сульфаты. При обработке необработанных штейнов
сульфатами витамина B не происходит разложения в процессе восстановления серной кислотой после
прокаливания. Для получения соединений, содержащих серу, предпочтительно в таком случае используется
удаление серы в активной форме, но если сульфаты удаляются без добавления щелочных сульфатов, то они
образуются в основном на квасцах до или во время восстановления 90% поверхности штейна. Такое
распределение мата, выход никелевого карбонила может быть достигнут, например, путем увеличения. В
целом, штейн с высоким содержанием прокаленного штейна, способствующий проникновению меди внутрь,
требует больше серы, чем сульфаты, образующиеся на поверхности, и, следовательно, с низким
содержанием меди в штейне. Однако на практике при проведении процесса с 95% тщательным
регулированием прокаливания и удаления газов или паров необходимы операции промывки газом или паром
для получения желаемого количества сульфатов либо до обработки последнего таким образом. При
проведении нового процесса с использованием монооксида углерода, 100% введение твердых сульфидов
наиболее эффективно, и было обнаружено, что не каждый металлический сульфид оказывает благоприятное
воздействие на реакцию.
Наиболее благоприятные результаты достигаются, если, например, при обработке шлака с содержанием
меди менее двух процентов, температура смеси не превышает 105 °C. При этом протонный цинк, кадмий,
ртуть, кальций, медь, сульфиды никеля, натрия, кобальта, железа, а также протонный цинк, кадмий, ртуть,
кальций, медь, а также сероводород, значительно уменьшающиеся при более высоких температурах,
оказывают благоприятное воздействие. Добавление сульфида свинца и сульфида меди также может
принести пользу. Диоксид серы в аналогичных количествах не выделяет и может быть добавлен во время
работы или после восстановления шлака. Если обнаруживается какое-либо вещество, такое как сероводород,
то ипоэээ или диоксид серы, которые могут реагировать с полученным диоксидом серы при более высокой
температуре, способствуют восстановлению никеля, достигая температуры порядка 330°C. Они сами по себе
могут действовать как реагенты.
_ Некоторые улучшенные агенты оказывают влияние, и поэтому не служат для POC, если диоксид серы
смешивается с соединениями, содержащими серу в активной форме, монооксид углерода, попадая в
реакцию, и, следовательно, производят мало, но выход никелевого карбонила оказывает благоприятное
воздействие. В данном случае все полезные субстанции не так хороши, как в упомянутых выше случаях, когда
фосфор, диоксид серы и теллур восстанавливаются в камере. Включенные остатки представляют собой
сульфид никеля. Результат должен быть получен, если штейн подвергается небольшому добавлению перед
восстановлением или для дальнейшего восстановления после нагревания в течение 18 циклов, за
исключением сульфида никеля и диоксида серы, поскольку таким образом сульфид ртути может быть
добавлен к образующемуся оксиду никеля, который восстанавливается в камере реакции. Тем не менее, как
бы то ни было, эффект, достигаемый при использовании никеля и других газов или паров, заключается в
следующем: оксисульфид углерода (COS), сульфид ртути (CS) или тиофенол, лучше, если они добавлены
до или во время восстановления.
(CJLS), - все из которых действуют аналогичным образом и могут применяться аналогично сероводороду.
Пары серы также значительно улучшают скорость извлечения никеля при введении во время или после
восстановления, а также непосредственно в реакционную камеру, однако результаты, полученные с
использованием этих паров, не так хороши, как результаты, полученные с использованием сероводорода. В
качестве альтернативы можно использовать такие серосодержащие соединения, как хлорид серы,
аллилизотиоцианат, бензолсульфоновая кислота, хлорид бензолсульфоната и тиоуксусная кислота, которые
могут быть введены в восстановительную или реакционную камеру в виде паров.
Газы также могут образовываться при добавлении в твердом виде тиосульфатов, тионатов и т.п., которые
выделяют серосодержащие газы в процессе восстановления.
Известно, что в процессе Монда по извлечению никеля присутствие некоторых других металлов, в частности
кобальта, оказывает негативное влияние на извлечение никеля. Было установлено, что новый процесс, в
Соседние файлы в папке патенты