Реферат по теме выпускной работы
Содержание
- Введение
- 1. Мировой рынок никеля
- 2. Способ электролитического рафинирования никеля
- 3. Вторичный никель
- Выводы
- Список источников
Введение
Сырьевая база и добыча никельсодержащих руд в России и СНГ. Месторождения никеля в России, их местоположение и запасы. На территории СНГ запасы никеля сосредоточены в 88 месторождениях, которые расположены в России, Казахстане и на Украине. По оценке «Инфомайн», руды этих месторождений содержат около 20 млн.т никеля. При этом на долю России приходится около 93 % никеля, Казахстана - 5 % и Украины - 2 %. Основной объем запасов никеля СНГ (как и России) приходится на сульфидные медно-никелевые руды (около 80%). Сульфидные медноникелевые руды в СНГ расположены в Красноярском крае (Норильская группа месторождений) и в Мурманской области (Печенгская группа месторождений). Силикатные никелевые руды сосредоточены в Уральском регионе (Свердловская, Челябинская и Оренбургская области), в Казахстане и на Украине.
1. Мировой рынок никеля
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 |
Стабильный мировой экономический рост до 2007 года поддерживал возрастающее производство первичного никеля. По данным International Nickel Study Group, в 2007 году мировое производство достигло 1,416 млн. тонн. Однако, экономический кризис, привел к снижению производства никеля в периоде 2008 - 2009 годов и производство металла, уменьшилось до 1,32 млн. тонн в 2009 году. Производство, быстро восстановилось в 2010 году до 1,446 млн. тонн и увеличилось далее до 1,589 млн. тонн в 2011 году и 1,79 млн. тонн. в 2012 году. На среднегодовом показателе рост производства между 2001 и 2012 годами составлял приблизительно 3,7%. Новый продукт начал производиться в Китае в 2005 году - это был никелевый чугун (Nickel Pig Iron (NPI)) в различных формах и сортах. Производство медленно увеличивалось за первые несколько лет, а в 2010 году уже составило более чем 160 тыс. тонн, и в 2011 году - приблизительно 250 тыс. тонн. В основном весь этот продукт используется внутри страны в Китае в производстве нержавеющей стали и заменил традиционные продукты, такие как никельсодержащие отходы металлической и нержавеющей стали. В дополнение к новому производству NPI в Китае, несколько других никелевых проектов были реализованы в других странах мира за последнее десятилетие. Примеры - Альт Barro и Puma Onca в Бразилии совокупной мощностью более чем 100 тыс. тонн в год при полном производстве [1].
2. Способ электролитического рафинирования никеля
Способ электролитического рафинирования никеля Так как в процессе растворения вторичных материалов трехвалентное железо становится двухвалентным, то для перевода двухвалентного железа и/или одновалентной меди, соответственно, в трех и двухвалентное состояние часть раствора обрабатывается кислотой и окислителем, например хлором, для дальнейшего использования в процессе растворения вторичных материалов. Раствор после операции очистки от железа направляется в электролит, где происходит его очистка от меди и кобальта обычным способом, а также более глубокая очистка от железа и других примесей или на операцию специальной очистки от кобальта. Совокупность предлагаемых признаков изобретения обеспечивает достижение требуемого технического результата, т.е. достигается значительная экономия материальных энергетических ресурсов [2].
Пример 1. По заявляемому изобретению по традиционной технологии рафинируется 10 000 т никелевых анодов, содержащих 90% никеля (9000 т), 2% кобальта (200 т) и 3% железа (300 т). При рафинировании анодов создается дефицит никеля в 500 т, который покрывается растворением вторичных материалов 1 000 т никель-кобальтовых ломов с получением в растворе 500 т никеля, 100 т кобальта и 300 т железа. В процессе гидролитической очистки от железа образуется первичный железистый кек, содержащий 300 т железа и 240 т соосажденного никеля. В процессе очистки от кобальта будет получен кобальтовый кек, содержащий 200 т кобальта и 200 т соосажденного никеля. В процессе обработки раствора, полученного растворением вторичных материалов, первичным кеком осаждается 227 т железа, и только для оставшихся в растворе 73 т железа понадобится дополнительный расход соды. Таким образом, по заявляемому способу основное количество железа, находящегося во вторичных материалах, осаждается без использования соды. Очистка от кобальта хлоридных растворов от выщелачивания вторичных материалов проводится экстракционным способом, экстракцией третичными аминами. Хлор и сода непосредственно на данную операцию не используются.
Пример 2. Перерабатывается то же сырье, что и в примере 1. Операции восполнения дефицита никеля и очистки от железа проводятся аналогичным образом. Очистка раствора выщелачивания от кобальта производится путем обработки первичного кобальтового кека, полученного при гидролитической очистке электролита от кобальта. Осаждение кобальта производится избытком гидроокиси трехвалентного никеля, находящегося в первичном кобальтовом кеке. Данная операция также не требует дополнительного расхода соды и хлора.
3. Вторичный никель
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].
Выводы
Следует помнить, что вторичный никель может находиться в широком ряде изделий, от промышленных деталей до бытовых и художественных предметов. Это могут быть сломанные медицинские инструменты, бижутерия и даже никелированные кастрюли. Отдельный раздел лома, отходов никеля можно отвести под аккумуляторы. Даже вытесненные Ni-Cd накопители электрической энергией, были заменены металл гибридными перезаряжаемыми батарейками. Они также содержат никель, который если внимательно осмотреться встречается практически во всех сферах деятельности человека. Необходимо только знать это и найти пункт приема, проводящий оценку отходов на базе специализированных приборов.
При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: май-июнь 2019 года.