산화 니켈은 어떻게 금속 니켈로 환원합니까?

니켈 제련의 일반적인 방법:

① 전기 분해. 농축된 황화광은 산화물로 구워지고, 탄소로 굵은 니켈로 복원한 다음, 전해져 순수 니켈을 얻는다.

② 카르 보 닐화 방법. 황화 니켈 광산은 일산화탄소와 반응하여 4 카르 보닐 니켈을 생성하는데, 가열한 후 분해하여 고순금속 니켈을 얻는다.

③ 수소 환원법. 니켈 금속은 수소로 산화 니켈을 환원시켜 얻을 수 있다.

산화 니켈 광산의 제련과 추출 방법은 화법과 습법으로 나눌 수 있다. 전자는 니켈철법과 제황법으로 나눌 수 있는데, 후자는 복원 로스팅-상압 암모니아 침수법과 가압산 침수법을 포함한다.

1 화재 야금 공정

화재 야금 공정은 일반적으로 실리콘 마그네시아 처리에 사용됩니다. 화법 제련은 크게 두 가지가 있다. 하나는 용광로나 전기로에서 용융하여 니켈을 얻는 것이다. 일명 니켈철법이라고도 한다. 다른 하나는 황화제 황화 용융을 넣어 니켈황을 생산하는 것인데, 니켈공예라고도 한다.

니켈-철 공정은 전기로에서 제련되며, 전기로는 더 높은 온도에 도달할 수 있고, 난로 안의 분위기는 더 쉽게 조절할 수 있다. 그러나 광석 처리의 경제성을 보장하기 위해서는 보통 광석이 일정한 품위를 달성해야 하기 때문에 제련하기 전에 먼저 광석을 선별하여 풍화 수준이 낮고 품위가 낮은 광석을 배제해야 한다. 난로는 가마에서 미리 건조해서 탈수하고 700 ~ 800 C 에서 미리 구워야 한다. 결과 베이킹 모래는 입도가 10 ~ 30 mm 인 휘발탄과 혼합되어 전기난로를 넣어 녹여 거친 니켈철을 생산한다. 전기로 복원 제련 과정에서 니켈과 코발트의 산화물은 거의 모두 금속으로 복원되지만 철은 반드시 금속으로 완전히 복원되는 것은 아니다. 철의 복원 정도는 복원제를 첨가하여 조절할 수 있다. 굵은 니켈철은 정련을 거쳐 완제품 니켈철을 생산하고, 완제품 니켈철은 주로 스테인리스강을 생산하는 데 쓰인다. 생산 공정의 원리 흐름은 그림 XX 에 나와 있습니다. 이런 식으로 니켈철을 생산하는 공장에는 주로 뉴칼레도니아의 Donibo 제련소, 콜롬비아의 Ceromotosa 공장, 일본 스미토사의 Hachihu 제련소가 있다. 니켈 철 제품은 니켈 20-30%, 전체 공정 회수율 90-95%, 코발트가 합금으로 들어간다.

또한 실리콘 마그네슘 니켈 광산에 황화제를 넣어도 니켈 텅스텐을 얻을 수 있는데, 석고는 가장 많이 쓰이는 황화제이다. 빙동 제련은 일반적으로 용광로에서 진행되며 전기난로로도 사용할 수 있다. 환원제 (초가루) 와 황화제 (석고) 를 넣으면 니켈 텅스텐의 성분을 조절할 수 있다. 얻은 낮은 니켈 매트 (보통 Ni+Co=20~30% 포함) 는 전로로 보내 높은 니켈 텅스텐을 만든다.

고빙 니켈을 생산하는 공장은 주로 인도네시아 술라웨시 섬의 솔로아르코 제련소를 포함한다. 높은 니켈 매트 제품은 일반적으로 니켈 79%, 황 19.5% 를 함유하고 있다. 전과정 니켈의 회수율은 70 ~ 85% 였다.

열분해 공정은 주로 실리콘 마그네슘 니켈 광산을 처리하는 데 사용되며 니켈 함량 >: 1%, 철 함유량은 약 30%, 코발트 함량은 낮다. 가장 큰 특징은 처리 과정이 간단하고 과정이 짧다는 것이다. 단점은 코발트도 니켈 철합금이나 니켈 텅스텐에 들어가 정당한 가치를 잃었다는 것이다.

2 습식 제련 공정

갈색철광형 홍토 니켈 광산과 낮은 MgO 함량의 실리콘 마그네슘 니켈 광산은 보통 습법야금공예로 처리한다. 습법은 주로 두 가지 공정을 형성하는데, 하나는 복원 로스팅-암모니아 침지 공정 (RRAL) 과 다른 하나는 가압산 침지 공정 (HPAL) 이다. 최근 몇 년 동안 홍토 니켈 광산의 습법 야금 기술은 큰 진전을 이루었는데, 특히 가압 침출 기술과 각종 용제 추출 기술을 발전시켰다.

RRAL 법은 칼론 교수가 발명한 것으로, 일명 칼론법이라고도 하며 높은 마그네슘 함량 (MgO >；; 10%), 니켈약 1% 포함, 기본 과정은 복원 로스팅-암모니아 침수입니다. 복원 로스팅의 목적은 실리콘산 니켈과 산화 니켈을 금속으로 복원하는 동시에 복원 조건을 제어하여 Fe 를 Fe3O4 로 복원하는 것입니다. 암모니아수로 모래 속의 니켈과 코발트를 담그고, 찌꺼기 속의 철을 스며드는 것은 자기 분리를 통해 회수할 수 있다.

구한역 니카로 제련소는 최초로 복원소-암모니아 침지 공예를 이용하여 저급 홍토 니켈 광산에서 니켈과 코발트를 회수하는 제련소이다. 복원은 그림 XX 와 같이 다실 반사로에서 수행됩니다. 젖은 물질이 로스팅 과정에서 뭉치는 것을 방지하기 위해, 로스팅 전에 로터리 가마에서 습기의 95% 를 건조하고, 복원 로스팅 시간은 90min 이고, 가스 발생기에서 복원 가스를 공급하며, 난로 바닥 복원 분위기를 1: 1, 로스팅 온도는 730 ~ 730 입니다 소성물은 복원 분위기에서 약 65438 050 C 로 식힌 후 6.5% NH3, 3.5% CO2, 65438±0% Ni 를 함유한 탄산수소 용액 (ACC 용액) 에서 불을 지폈다. 침출 과정은 블라스트 침출 탱크에서 진행되며, 금속 니켈과 코발트는 용액에 침출되어 니켈과 코발트의 암모니아 착화 이온을 형성한다. 철을 제거한 후 액체에서 직접 암모니아를 쪄서 염기성 탄산 니켈을 얻어 최종 산물인 NiO 를 구웠다. 이곳의 산화 니켈 제품에는 대량의 코발트가 함유되어 있어 각종 니켈 합금의 생산 요구에 부합하지 않으며 코발트의 회수율은 매우 낮아 40% 정도밖에 되지 않는다.

Nicaro 제련소 코발트가 충분히 활용되지 못한 결함에 대해 오스트레일리아 퀸즐랜드 주 타운스빌의 니켈 제련소와 필리핀 마린두크 제련소는 칼론법을 개선했다.

Towsville 니켈 제련소에서 복원 로스팅 장비는 층층 Herreschoff 복원 로스터를 사용하여 공급 전에 광석 중량의 4% 를 혼합하는 중유를 사용한다. 연소실의 복원성 가스는 층별로 내려가는 자재를 760 C 의 로스팅 온도로 가열한다. 담금질한 후 ACC 체계 용액에서 침출하고, 침출액은 H2S 로 침전되어 Ni/CoS 제품 (약 39%, Co 약 13%) 을 얻는다. 코발트를 가라앉힌 액체는 암모니아수로 증발하고, 굽고, 벨트 복원로에서 H2 복원으로 구워 니켈 90% 를 함유한 니켈 분말을 얻어 결국 980 C 불활성 분위기에서 니켈 덩어리로 눌러졌다. 화학침전법으로 얻은 니켈 제품 중 코발트 함량이 낮아 니켈 합금 생산에 적합하고 코발트도 효과적으로 농축되었다.

Marinduque 제련소는 Townsvillen 니켈 제련소와 비슷하지만 주요 차이점은 다음과 같습니다.

(1)

복원 로스팅 복원제는 코발트 시약 침전과는 다르다. 말린두크 제련소에서 사용하는 복원제는 75% H2 와 25% N2 를 함유한 기체로 복원 온도가 낮아 650 C 에 불과하다. 침출액에서 니켈 코발트 분말을 분리하는 과정에서 (NH4)2S 를 코발트제로 사용하는 것이 최고의 화학코발트제로 여겨진다.

(2)

말린두크 제련소는 AAC 용액으로 암모니아를 녹여 얻은 염기성 탄산니켈을 녹여 불순물을 제거하고165 C, 3.5MPa 에서 H2 로 니켈 분말 제품을 환원한다.