Металургія кольорових металів
Сировинна база і видобуток никельсодержащих руд в Росії і СНД. Родовища нікелю в Росії, їх місце розташування і запаси. На території СНД запаси нікелю зосереджені в 88 родовищах, які розташовані у Росії, Казахстані і на Україні. За оцінкою "Інфомайн", руди цих родовищ містять близько 20 млн. т нікелю. При цьому на частку Росії припадає близько 93 % нікелю, Казахстану - 5 % - 2 %. Основний обсяг запасів нікелю СНД (як і Росії) припадає на сульфідні мідно-нікелеві руди (близько 80%). Сульфідні міднонікелеві руди в СНД розташовані в Красноярському краї (Норильська група родовищ) і в Мурманській області (Печенгская група родовищ). Силікатні нікелеві руди зосереджені в Уральському регіоні (Свердловська, Челябінська і Оренбурзька області), в Казахстані і на Україні.
Никель встречается в природе преимущественно в виде оксидов, сульфидов и силикатов. Руды никеля добываются приблизительно в 20 странах на всех континентах, а плавильные и рафинировочные мощности имеются в 25 странах. В основном, никель производится и используется в форме ферроникеля, оксидов и других химикатов, а также как чистый металл. Никель также получается из лома и отходов, и большие объемы вторичного никеля поступают н мировой рынок вместе с первично произведенным металлом. Иногда поднимается вопрос о том, рискуют ли природные ресурсы планеты быть исчерпанными. В случае никеля, кажется, есть мало причин для беспокойства. Никель - пятый по распространенности элемент, найденный на Земле. Только железо, кислород, кремний и магний распространены больше. Однако, запасы, которые могут быть добыты с экономической выгодой, конечно, более ограничены. Запасы никеля относятся к доказанным запасам на известных месторождениях. Ресурсы никеля (по оценке в два раза больше запасов никеля) охватывают подэкономические запасы, то есть те, которые пока нельзя добыть с прибылью. Развитие новых технологий процесса приведет к преобразованию некоторых ресурсов в запасы. Проведение геологической разведки способствует увеличению запасов и ресурсов. Согласно некоторым источникам, ресурсы никеля на морском дне - во много раз превышают расположенные на суше. Материально-сырьевая база Земли, по мнению исследователей, располагает запасами никеля более чем на 100 лет при существующем темпе горной промышленности.
| Австралия | 20,000 |
| Новая Каледония | 12,000 |
| Бразилия | 7,500 |
| Россия | 6,100 |
| Куба | 5,500 |
| Прочие страны | 23,900 |
| Всего запасы | 75,000 |
Стабільне світове економічне зростання до 2007 року підтримувало зростаюче виробництво первинного нікелю. За даними International Nickel Study Group, в 2007 році світове виробництво досягло 1,416 млн. тонн. Однак, економічна криза, призвела до зниження виробництва нікелю в періоді 2008-2009 років і виробництво металу, зменшилося до 1,32 млн. тонн в 2009 році. Виробництво, швидко відновився в 2010 році до 1,446 млн. тонн та збільшився далі до 1,589 млн тонн в 2011 році і 1,79 млн. тонн. у 2012 році. На середньорічному показнику зростання виробництва між 2001 і 2012 роками становило приблизно 3,7%. Новий продукт почав проводитися в Китаї в 2005 році - це був нікелевий чавун (Nickel Pig Iron (NPI)) в різних формах і сортах. Виробництво повільно збільшувалося за перші кілька років, а в 2010 році вже склало більш ніж 160 тис. тонн, у 2011 році - приблизно 250 тис. тонн. В основному весь цей продукт використовується всередині країни в Китаї у виробництві нержавіючої сталі і замінив традиційні продукти, такі як нікельмісні відходи металевої і нержавіючої сталі. На додаток до нового виробництва NPI в Китаї, кілька інших нікелевих проектів були реалізовані в інших країнах світу за останнє десятиліття. Приклади-Альт Barro і Puma Onca в Бразилії сукупною потужністю більш ніж 100 тис. тонн на рік при повному виробництві [1].
Спосіб електролітичного рафінування нікелю Так як в процесі розчинення вторинних матеріалів тривалентне залізо стає двовалентних, то для перекладу двовалентного заліза і/або одновалентной міді, відповідно, трьох і двовалентне стан частину розчину обробляється кислотою і окислювачем, наприклад хлором, для подальшого використання в процесі розчинення вторинних матеріалів. Розчин після операції очищення від заліза направляється в електроліт, де відбувається його очищення від міді та кобальту звичайним способом, а також більш глибока очистка від заліза та інших домішок або на операцію спеціального очищення від кобальту. Сукупність запропонованих ознак винаходу забезпечує досягнення необхідного технічного результату, тобто досягається значна економія матеріальних і енергетичних ресурсів [2].
Приклад 1. За заявляється винаходу за традиційною технологією рафінується 10 000 т нікелевих анодів, що містять 90% нікелю (9000 т), 2% кобальту (200 т) і 3% заліза (300 т). При рафінуванні анодів створюється дефіцит нікелю в 500 т, який покривається розчиненням вторинних матеріалів 1 000 т нікель-кобальтових ломів з отриманням в розчині 500 т нікелю, 100 т кобальту і 300 т заліза. В процесі гідролітичної очищення від заліза утворюється первинний залозистий кек, що містить 300 т заліза та 240 т співосадження нікелю. В процесі очищення від кобальту буде отримано кобальтовий кек, що містить 200 т кобальту і 200 т співосадження нікелю. В процесі обробки розчину, отриманого розчиненням вторинних матеріалів, первинним кеком осідає 227 т заліза, і тільки для решти в розчині 73 т заліза знадобиться додаткова витрата соди. Таким чином, за заявляється способу основна кількість заліза, що знаходиться у вторинних матеріалах, осідає без використання соди. Очищення від кобальту хлоридних розчинів від вилуговування вторинних матеріалів проводиться екстракційним способом, екстракцією третинними амінами. Хлор і сода безпосередньо на дану операцію не використовуються.
Приклад 2. Переробляється та ж сировина, що і в прикладі 1. Операції заповнення дефіциту нікелю і очищення від заліза проводяться аналогічним чином. Очищення розчину вилуговування від кобальту проводиться шляхом обробки первинного кобальтового кека, отриманого при гідролітичної очищення електроліту від кобальту. Осадження кобальту проводиться надлишком гідроокису тривалентного нікелю, що знаходиться в первинному кобальтовому кеку. Дана операція також не вимагає додаткової витрати соди і хлору. Установите приложение на смартфон и работайте офлайн
Существенный сегмент подобных вторичных металлов составляют отработанные никелевые аноды и катоды, которые легко детектируются невооруженным глазом, при наличии определенного опыта. Они обладают светло-серым цветом, отработанные элементы обычно покрыты зеленоватым налетом. При накаливании, никелевые электроды приобретают желтый оттенок, также они характеризуются короткой красной искрой, магнитятся. Поверхность никелевых катодов пупырчатая, тогда как анодов – гладкая.
Следующий распространенный источник поступлений металла на пункты приемки — гранулированный никель, ломом или отходами его назвать сложно, но можно сдать его по высокой цене. Исключение составляют ферроникелевые гранулы. Они, как и гранулированные марки металла H0 – H4, используются для легирования сталей, однако имеют более низкую приемочную стоимость, поскольку это не чистый Ni, а его сплав с железом. Гранулированный ферроникель можно отличить по цвету: металл характеризуется матово-серым оттенком. Напротив, гранулам никеля присущ металлический блеск.
Жаростойкий нихром – соединение на базе Ni (60 – 80%) и Сr. Марка сплава Х15Н60 дополнительно включает железо. Данный материал на вторичный рынок поступает в виде нагревательных элементов, после эксплуатации внутри устройств теплового воздействия: обжиговые печи, сушки и прочее. Также нихром можно встретить среди деталей, эксплуатируемых при высоких температурах: реостаты, подложки для систем напыления [3].
Слід пам'ятати, що вторинний нікель може перебувати в широкому ряді виробів, від промислових деталей до побутових та художніх предметів. Це можуть бути зламані медичні інструменти, біжутерія і навіть нікельовані каструлі. Окремий розділ брухту, відходів нікелю можна відвести під акумулятори. Навіть витіснені Ni-Cd Накопичувачі електричною енергією, були замінені метал гібридними акумуляторними батарейками. Вони також містять нікель, який якщо уважно озирнутися зустрічається практично у всіх сферах діяльності людини. Необхідно тільки знати і знайти пункт прийому, який проводить оцінку відходів на базі спеціалізованих приладів.
При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: травень-червень 2019 року.