用镍铬合金废料生产电解镍
2019-01-30 10:26:21
一、概述
镍铬合金废料，主要是镍铬合金生产及其加工过程的废料，如镍铬合金浇铸的废件、加工切削物、刨花、钻屑、边角余料及有关部件、元件的废次品等。由于镍铬合金废料来源不一，其成分较为复杂。一般含镍35％～65％、铬15％～25％，其化学成分实例见表1。
表1 镍铬合金废料化学成分实例，％料名NiCrFeMnMoCuCo废料3519370.500.450.120.10废料3725424.503.00.120.10刨花38.514.5372.730.25 刨花66.114.60.501.02.80 废件61.717.80.500.802.20 废件68.716.60.500.250.10
含镍55％以上的镍铬废钢可直接在电弧炉中熔炼成阳极板。含镍低于55％时则须采用空气吹炼方法，富集到含镍60％左右，即可浇铸成粗镍阳极板。
镍铬合金废料生产电解镍工艺分为电炉熔炼制取粗镍阳极板和电解精炼两段。由于电解精炼工艺与镍磷铁生产电解镍相似，故在此仅介绍电炉熔炼部分。
二、原料
（一）含镍55％以上的原料大部分是刨屑、钻屑，原料成分实例如下（％）：
NiCoCuFeCrPbZn55～700.01～0.90.1～2.33～85～200.002＜0.01
（二）含镍55％以下的原料成分实例如下（％）：
NiCoCuFeCr35～500.100.1237～4214.50～25
三、电炉熔炼技术操作条件
镍铬合金废料电炉熔炼，包括加料、熔化、除铬、蒸锌、脱氧、浇铸等作业过程。
（一）加料
1.5t/台的电炉每炉处理镍铬合金废料1.5～2.5t，块状料一次加入，碎屑料分两次加入，先加入一半，待通电熔化后，再加入剩余的一半料。
（二）熔化
物料加毕，继续通电1h，使物料全部熔化。
（三）除铬
物料熔化后，吹风氧化，使铁、铬等杂质氧化造渣除去，同时有部分镍被氧化，但生成的氧化严镍在镍熔体中被金属铁与铬还原，生成相应的铁、铬氧化物。此时，陆续加入石灰石80～100kg，萤石70～100kg,进行造渣。随着铬被氧化造渣，炉渣发粘，即加入石英砂30～50kg，吹风氧化10min左右，以改善渣的流动性。每次氧化时间30～45min。停止吹风后再通电升温约20min，接着放渣，按上述操作风复进行2～3次后，合金含镍品位可达60％以上。
吹风过程中温度逐渐上升。开始吹风时温度约1600℃，吹风结束时温度在1700℃以上。石英砂能稀释炉渣，但炉渣的流动性不能根本改善。所以放渣时炉渣不能全部自动流出，部分渣须用木耙或铁耙扒出。
（四）蒸锌
镍铬合金废料含锌很低，但在刨花、钻屑等废料中常夹带某些含锌杂物，故在氧化除铬后，须进行插木蒸锌。蒸锌前，加入石油焦或电极粉30～50kg，进行渗碳，控制镍熔体含碳0.2％～0.3％。插木蒸锌的温度控制在1650～1700℃，每次插木时间约10min。第一次插完后通电升温，然后再插第二次。经2～3次插木后，直至炉内合金含锌下降至0.004%为止。
（五）脱氧
由于脱铬及蒸锌过程中大量气体（特别是氧）溶解于镍熔体中，因此，出炉前10min要用石油焦脱氧。加石油焦不能过量，一般加10kg左右。
（六）浇铸
当合金含镍65％以上时即可出炉浇铸粗镍阳极。出炉温度控制在1650℃左右。阳极板模子用生铁做成，模内涂一层骨粉。浇铸时熔体经流槽流进中间控制包，然后注入立式阳极模中，从而获得电解精炼用的镍铁阳极板。
每炉处理镍铬合金废料1.5～2.5t，冶炼时间按熔化试样含镍量控制。熔化样含镍50％左右，冶炼时间10～12h。熔化样含镍30％左右，冶炼时间12～15h。
镍的直收率与出炉品位的关系见表2。
表2 出炉合金品位与镍入合金率的关系，％原料含镍出炉合金含镍镍入合金率45.1777.5573.9435.3773.3472.2443.3465.2986.6147.6168.4279.7848.5162.6879.1245.0665.8979.25
镍的直收率较低，其主要原因是渣中含铬的氧化物较高，因而渣的熔点较高。因此，合理选择渣型，改善炉渣的流动性，降低渣含镍是提高镍的直收率的关键。表3为渣含铬与渣含镍的关系。
表3 渣含铬与渣含镍的关系，％渣含铬渣含镍23.932.5622.132.9810.091.045.310.56
表4为镍铬在吹炼产物中的分配。经吹炼后合金保90％以上的铬被脱除掉。
表4 镍和铬在吹炼产物中的分配，％元素投入料产出合金产出炉渣损失率含量分配率含量分配率含量分配率Ni45.0610065.8979.751.863.0517.20Cr18.501001.604.7522.5289.905.37
据表11～16数据，合金含镍富集到60％～65％为宜。
四、产物
吹炼产物有粗镍阳极板及炉渣。
粗镍阳极板成分实例如下（％）
NiCoFeCu65～700.01～0.1010～150.02～0.30
PbCrMoCZn＜0.0022～101～61～20.001～0.004
炉渣成分实例如下（％）：
NiCrCaOSiO2FeO1.54～2.9817.09～24.475～102～87～10
五、技术经济指标
电炉熔炼镍直收率 80％～90％
炉时 10～15h
电耗 约1800kW·h/t料
电极消耗 30～40kg/t料
石灰石 约70kg/t料
萤石 约80kg/t料
石英砂 约40kg/t料
造渣率 0.7～1.1kg/t料
镍铬废弃物100%再生利用
2019-03-14 11:25:47
5月23日音讯：貔貅，传说是中国古代神话中龙王的九，主食金银珠宝，能吞万物而不泄，被人们视为招财进宝的祥兽，神通特异。 现在，西堤头镇引入的天津恒景再生合金材料有限公司选用具有自主知识产权的原创技能，将含有镍铬成分的抛弃物100％再生为镍铬合金等产品，真实完成物料的循环使用，为社会发生出巨大的社会效益、环境效益、经济效益。
天津恒景再生合金材料有限公司科研人员在董事长张忠带领下，紧紧抓住国家活跃鼓舞开展环保绿色厂商大好时机，针对现在厂商无法处理镍铬废渣展开了多年的科研，活跃立异，打破了现行的合金出产工艺形式，创造性地规划出了独有镍铬合金出产线，使质料100％得到使用。
整个项目总投资9.6亿元，总建筑面积15万平方米，分两期进行。一期为镍、铬废渣综合使用再生合金材料项目，是以有色、化工等职业发生的含有镍铬成分的抛弃物为质料，经特殊复原提炼工艺出产出新式镍铬合金材料，该工艺处理了上游厂商对环境的二次污染问题。二期为矿、冶、化、建循环经济工业演示基地项目，包含20万吨铬盐、年产30万吨新式高档镍铬合金材料和恒景国家级研制中心项目。其间，20万吨铬盐项目是使用国际上现存很多的尾铬矿、铬铁粉等抛弃资源，运用自主研制的工艺技能，清洁出产新工艺出产铬盐，出产过程彻底处理了原有传统工艺高耗费、重污染、难管理的问题，所产废料可为恒景二期年产新式高档镍铬合金材料30万吨项目的质料，无任何废物排放，完成循环经济工业链的延伸；年产新式高档镍铬合金材料30万吨项目，质料是20万吨铬盐项目发生的混合物，发生矿渣直销天津锦程建筑材料有限公司出产建材产品，真实完成物料的悉数循环使用。
现在，项目一期主体工程已根本竣工并进行试运营，不久将正式投产运营，本年即可上交利税5000万元。项目悉数投产后，预计年创产值113亿元，完成利税17亿，新增工作岗位1000余个，一起处理了上游厂商因堆积镍铬废渣而对环境发生的污染问题，成为实际中的“貔貅”。(Ivy)
铝合金
2017-12-27 11:04:39
铝合金通常使用铜、锌、锰、硅、镁等合金元素，20世纪初由德国人Alfred Wilm发明，对飞机发展帮助极大，一次大战后德国铝合金成分被列为
国家机密
。跟普通的碳钢相比有更轻及耐腐蚀的性能，但抗腐蚀性不如纯铝。在干净、干燥的环境下铝合金的表面会形成保护的氧化层。造成电偶腐蚀（Galvanic corrosion）加速的情况有：铝合金与不銹钢接触的情况、其他金属的腐蚀电位比铝合金低或是在潮湿的环境下。如果铝和不銹钢要一同使用必须在有water-containing systems或是户外安装两金属间电子或电解隔离。铝合金的成分需要向美国铝业协会（Aluminium Association，AA）注册。许多组织公布更具体制造铝合金的标准，包括美国汽车工程协会（Society of Automotive Engineers，SAE）特别是航空标准，还有美国材料试验协会（American Society for Testing and Materials，ASTM）。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶 铝合金及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的 1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb 值分别可达 24～60kgf/mm2。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值 σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。
铝合金知识
2018-12-27 11:13:36
铝合金化学成分: 硅 镁 铁 铜 锰 锌 铬 钛 其它
铝合金分两大类：一为铸造铝合金，有铝硅系、铝铜系、铝镁系、铝锌系合金。二为变形铝合金，其中又分为两类：热处理不强化型铝合金，有铝锰系、铝镁系合金；热处理强化型铝合金，有铝镁硅系、铝铜镁系、铝铜镁锌系等。
铝合金电镀
2017-06-06 17:50:10
铝合金是工业中应用最广泛的一类
有色金属
结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。铝合金电镀工艺：铝合金压铸件毛坯→毛坯检验→机械抛光→汽油或三氯乙烯除油→凉干→上夹具→化学除油及碱腐蚀→温水清洗→冷水洗→流水中清洗→酸蚀→水洗→流水中清洗→浸H·S·F溶液→水洗→流水清洗→镀光亮镍(最好带电入槽)→水洗→流水中清洗→5%H2SO4溶液中活化→水洗→流水中清洗→镀枪黑色→水洗→流水中清洗→化学钝化→水洗→流水中清洗→烘干(5～10分钟)→下夹具→检验→浸漆或喷漆。国内枪黑色电镀工艺大都是锡镍合金镀层，也有锡钴合金镀层。其镀液有3种类型:氟化物型、氰化物型、焦磷酸盐型，从环保安全考虑，我们选择焦磷酸盐型枪黑色电镀工艺。铝合金电镀的镀后处理：铝合金压铸件枪黑色电镀后，必须立即水洗，并钝化、烘干。钝化能提高镀层抗蚀能力，在烘箱中烘干的过程就是镀层坚膜的过程。
6063铝合金
2017-06-06 17:50:11
6063铝合金的融化温度是655度以上，6063铝型材挤压温度是棒温490-510，挤压筒420-450，一般来说，每个挤型材的温度设计都不一样的，但大概都是在这个范围：模温470-490，根据自身的状况来设定。 6063铝主要合金元素为镁与硅，具有极佳的加工性能、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性，易于抛光、上色膜，阳极氧化效果优良，是典型的挤压合金。 6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后，表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用于建筑型材、灌溉管材、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材。 6063铝合金的国家标准：GB/T 3191-1998。属于Al-Mg-Si系合金,使用范围广泛,特别是建筑业离不开此合金，是最有前途的合金。耐蚀性好，焊接性优良，冷加工性较好，并具有中等强度。 6063铝合金性能： 抗拉强度 σb (MPa)：130～230 6063的极限抗拉强度为124 MPa 受拉屈服强度 55.2 MPa 延伸率25.0 % 弹性系数68.9 GPa 弯曲极限强度228 MPa Bearing Yield Strength 103 MPa 泊松比0.330 疲劳强度 62.1 MPa 固溶温度是：520℃[4] 退火温度为：415℃×(2-3)h以28℃/h降温速度从415℃冷至260℃ 熔化温度：615～655℃ 比热容：900 6063铝合
金属
低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金。具有诸多可贵特点： 1.热处理强化，冲击韧性高，对缺可不敏感。 2.有极好的热塑性，可以高速挤压成结构复杂.薄壁.中空的各种型材或锻造成结构复杂的锻件，淬火温度范围宽，淬火敏感性低，挤压和锻造脱模后，只要温度高于淬火温度。即可用喷水或穿水的方法淬火。薄壁件（6<3mm）还可以实行风淬。 3.焊接性能和耐蚀性优良，无应力腐蚀开裂倾向，在热处理可强化型铝合金中，Al-Mg-Si系合金是唯一没有发现应力腐蚀开裂现象的合金。4.加工后表面十分光洁，且容易阳极氧化和着色。其缺点是淬火后若在室温停放一段时间在时效，会对强度带来不利影响（停放效应）。 6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架，为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能，对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。 在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内，对化学成分的取值不同，会得到不同的材质特性，当化学成分的范围很大时，其性能差异会在很大范围内波动，以致型材的综合性能会无法控制。因此，优选6063铝合金的化学成分成为生产优质铝合金建筑型材的最重要的一环。 合金元素的作用及其对性能的影响 6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金，Mg和Si是主要合金元素，优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量。
5083铝合金
2017-06-06 17:50:11
5083铝合
金属
于Al-Mg-Si系合金。 5083铝合金耐蚀性好，焊接性优良，冷加工性较好，并具有中等强度。5083的主要合金元素为镁，具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，用于制造飞机油箱、油管、以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品、电器外壳等。 AL-Mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度高，特别是具有抗疲劳强度：塑性与耐腐蚀性高，不能热处理强化，，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良，可抛光。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如邮箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉。 美国铝业协会（AA）对变形铝及铝合金的牌号表示方法，既四位数字代号表示方法，早在1957被接纳为美国国家标准（ANSIH35.1），美国主要的铝材生产企业逐渐都采用这种牌号表示方法，以后，美国军用标准（MIL），美国汽车工程师协会（SAE），美国材料与试验协会（ASTM）等都相继采用，还在推广到其他国家。1970年又以AA标准的这套四位数字代号为基础，产生了变形铝及铝合金的国际四位数字体系牌号，简称为IDS。由此，AA标准的变形铝及铝合金部分也成为国际性标准。 5083铝合金的使用范围广泛,特别是建筑业，是最有前途的合金。
3003铝合金
2017-06-06 17:50:10
3003铝合金是应用最广的一种防锈铝 3003铝合金力学性能： 抗拉强度 σb (MPa) ) 140-180 条件屈服强度 σ0.2 (MPa) )≥115 试样尺寸：所有壁厚 注：管材室温纵向力学性能 3003铝合金主要特征及应用范围：为AL-Mn系合金，这种合金的强度不高（稍高于工业纯铝），不能热处理强化，故采用冷加工方法来提高它的力学性能：在退火状态有很高的塑性，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如油箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件：线材用来做铆钉。 3003铝合金成分主要是铝和锰。具体的： 硅Si：0.60 铁Fe: 0.70 铜Cu：0.05-0.20 锰Mn：1.0-1.5 锌Zn：0..10 铝Al：余量 铝的密度很小，仅为2.7 g/cm，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其铝合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其铝合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。 铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。 3003铝合金常应用在外包装，机械部件，冰箱，空调通风管道等潮湿环境下，该产品具有良好的防锈能力。 3003铝合金的国家标准(GB/T 3880-2006)，适用于铝合金板带材料的统一标准。
2024铝合金
2017-06-06 17:50:11
2024铝合金的密度为2.73 g/cm3; (0.098 lb/in3)。 2024，国内通常叫做2A12，相当于LY12，通用的板材标准为AMS-QQ-A-250/4（非包铝）；AMS-QQ-A- 2024铝合金250/5（包铝），2024的合金元素为铜，被称为硬铝，具有很高的强度和良好的切削加工性能，但耐腐蚀性较差。广泛应用于飞机结构（蒙皮、骨架、肋梁、隔框等）、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他各种结构件，为Al-Cu-Mg系。 2024铝为铝－铜－镁系中的典型硬 铝合金，其成份比较合理，综合性能较好。很多国家都生产这个合金，是硬铝中用量最大的。温度高于125°C，2024合金的强度比7075合金的还高。热状态、退火和新淬火状态下成形性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护;焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。广泛用于飞机结构、铆钉、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件。 2024铝合金由于有高强度和好疲劳强度，被广泛应用在航空器结构上，尤其是机翼与机身结构下的受到张力的地方。 2024铝的特点是：强度高，有一定的耐热性，可用作150°C以下的工作零件。 2024铝合金的热处理工艺:状态、退火和新淬火状态下成形性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护;焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。
6061铝合金
2017-06-06 17:50:10
6061铝合
金属
于Al-Mg-Si系合金，中等强度，具有良好的塑性和优良的耐蚀性。特别是无应力腐蚀开裂倾向，其焊接性优良，耐蚀性及冷加工性好，是一种使用范围广.很有前途的合金。可阳极氧化着色，也可涂漆上珐琅，适应作建筑装饰材料。其含有少量Cu，因而强度高于6063的，但淬火敏感性也比6063高，挤压之后不能实现风淬，需要重新固溶处理和淬火时效，才能获得较高的强度。 6061铝合金的主要合金元素是镁与硅，并形成Mg2Si相。若含有一定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。6061铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。 美铝6061-T651是6系合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺的高品质铝合金产品；美铝6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 主要用途:广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆。 代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等等。 6061铝合金的热处理工艺是1)_快速退火：加热温度350～410℃;随材料有效厚度的不同，保温时间在30～120min之间;空气或水冷。2）高温退火：加热温度350～500℃;成品厚度≥6mm时，保温时间为10～30min、＜6mm时，热透为止;空气冷。3）低温退火：加热温度150～250℃;保温时间为2～3h;空气或水冷。
镍钴铬合金
