Технология металлов и материаловедение
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 33 34 35 36 37 38 39... 398 399 400
|
|
|
|
11 Штейн п^^ямоугольного сечения (ширина 1,5 м, длина 10—15 м, высота 6 м) наиболее часто выплавляют в шахтных печах с воздушным дутьем, которое осуществляется через щелевидные фурмы. Шихта состоит из агломерата илн брикетов руды, кокса, известняка CaCOg и других материалов. Продуктом плавки является штейн (нли роштейн) — сплав сульфидов никеля и железа (N1382 и FeS), содержащий 12—30% Ni, 45—60% Fe, 17—23%, S, небольшое количество меди и кобальта. Плавку на фай/штейн проводят путем продувки расплавленного штейна воздухом в конвертерах, по устройству аналогичных конвертерам для получения черновой меди. Плавка делится на два периода. В первый период происходит окисление и удаление металлического железа. В конвертер заливают первую порцию расплавленного штейна, обычно 2—4 т (до 10 т), загружают флюс, кварцевый песок (SiOj) для ошлакования железа и ведут продувку 15—20 мин. Окисление железа и ошлакованне железа происходит по реакции: 2Fe -fО2 -Ь SiOj = (FeO)2-Si02 + Q. Образующийся шлак сливают, заливают новую порцию штейна, загружают флюс и продолжают продувку; эти операции повторяют несколько раз, постепенно увеличивая продолжительность продувки до 40—45 мин, по мере накопления обедненного железом штейна и заполнения конвертера. іатолит 4 / 5 Щ Рис. 29. Схема ячейки электролизной ванны: І — анод; 2 — катод; S — диафрагма Во второй период продувки интенсивно окисляется сульфид железа по реакции 2FeS -f30а + -f SiOa = (Fe0)2SiOg + 2SO2. Продукт плавки — файнштейи (нли белый никелевый штейн) — сплав сульфида никеля NigSj и никеля, который содержит 75—78 % Ni (около 15 % металлического), 20—23 % S, небольшое количество кобальта, меди, железа. Окислительный обжиг фаннштейна проводят для удаления серы и получения NiO по реакции 2Ni3S2 Л = 6NiO + 4SO2. До обжига файнштейн дробят ц измельчают до 0,5 мм. Обжиг ведут сначала в многоподовых печах без затраты топлива (за счет горения серы), а затем в трубчатых вращающихся печах, отапливаемых мазутом или газом. В последнее время применяется прогрессивный обжиг в кипящем слое. Для восстановления никеля проводят плавку в дуговых злектрическихі печах (аналогичных сталеплавильным) вместимостью 3,5—10 т. Восстановителем служит древесный уголь или нефтяной кокс, чистые по сере. Восстановление протекает аналогично прямому восстановлению железа в доменной печи по итоговой реакции NiO -Ь С = Ni -Ь СО — Q. В процессе плавки образуется и растворяется в жидком никеле карбид NijC. Для снижения углерода до 0,1—0,3% в конце плавки проводят доводку присадками закиси никеля NigC -Ь NiO = 4Ni -|СО. Для удаления серы в печь загружают известняк. Черновой никель содержит 99,2—99,6 % (Ni + Со), 0,3—0.8 % Fe, 0,04-0,4 % Си. Электрическое рафинирование никеля обычно проводят в бетонных ваннах, футерованных керамической плпткой. Аноды — литые пластины из чернового никеля (масса 250—360 кг), катоды — тонкие листы из рафинированного чистого никеля. В ванне устанавливают 30—35 катодов и 31—36 анодов. Электролит — водный раствор сульфата никеля NiSOi. При электролизе на катоде может выделяться не только никель, но и медь, кобальт, железо. Чтобы избежать этого, катоды помещают в ванне в плоских коробках — диафрагмах со стенками из брезента, хлорвиниловых и других тканей (рис. 29). Чистый электролит (католит) непрерывно заливается в диафрагму; электролит, содержащий примеси (анолит), непрерывно удаляют и направляют на химическую очистку от меди, железа и кобальта. Сульфидные тдно-никелевые руды перерабатывают по технологии, авалогич-ной переработке медных руд. Бедные руды обогащают методами флотации, обычно получая медно-ннкелевый концентрат; реже — селективной флотацией — полу-ЧІИОІ медный и никелевый концентраты (содержащие медь). Перед плавкой кон-нгиграг подвергают обжигу, иногда агломерации нли окатыванию. Плавку на иисйм концентратов проводят в отражательных пламенных печах (как при пронз-нодстве меди). Богатые руды в крупных кусках и окускованный концентрат ("|.померат, окатыши) плавят в электрических дуговых печах. Никелевый концентрат подвергают обжигу и другим операциям. Для извлечения никеля из медно-никелевых файнштейнов можно применить ка рбониль-II III й с п о с о б. Сплав измельчают и обрабатывают СО при давлении 7— 20 МПа и температуре около 200 "С. В результате обработки образуются жидкие іііірб(иіильі Ni(C0)4, Fe(C0)5 и др. Ректификацией выделяют карбонил никеля NI(CO)4, который затем разлагают при 300 "С с выделением порошкообразного никеля. 3. Производство алюминия По размерам производства (начато с конца XIX в) алюминий IJ настоящее время занимает первое место среди всех цветных металлов. Он имеет высокую электрои теплопроводность (уступая Только серебру и меди) и применяется как проводниковый материал и для деталей теплотехнических устройств. Алюминиевые деформируемые сплавы (дуралюмины и др.) — важнейшие конструкцн-I оииые материалы в авиаи других областях техники; алюминиевые литейные сплавы (силумины и др.) широко применяют в машиностроении. Вследствие высокой коррозионной стойкости алюминн-еиые сплавы используют в химической и пищевой промышленности для бытовых изделий. Алюминий — наиболее распространенный металл в природе, он входит в состав более 250 минералов. Наиболее важные алюминиевые руды: бокситы, нефелины, алуниты. Основная руда — бокситы, горные породы сложного состава, содержащие гидраты Л1()(0Н), Al(OH)g и др. Содержание глинозема AUOg (в пересчете ІИ гидратов) составляет от 30 до 70 %. Качество бокситов тем |||,мпе, чем меньше в них содержание обычной примеси — кремне-ма SiOa (0,5—15 %). Fi меньшей мере при производстве алюминия используют нефелины (К, Na)oO. АІ20з.28і02 и алуниты K2SO4-АІ2(504)з х (люсобы восстановления алюминия непосредственно из бокси-ІОІІ и других руд еще не разработаны. Современное производство илюминия состоит из двух 0С1ЮВНЫХ процессов: получения ГЛИЦІ) іема AljOg из бокситов и получения металлического алюминия путем электролиза расплавленного глинозема. Глинозем получают щелочными, электротермическими и дру-ІІІМІІ способами. Наиболее распространенным является щелочной способ, разработанный в конце XIX в. К. И. Байером. Подготовка боксита — дробление его крупных кусков и затем мокрый размол, т. е. измельчение в шаровых мель-11111ЫХ, куда доливают оборотный раствор с добавками щелочи (NiiOII). 71 70
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 33 34 35 36 37 38 39... 398 399 400
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
