氧化镍钴锰锂
2017-06-06 17:49:58
一种新型高比能量锂离子电池正极用氧化镍钴锰锂材料,日前由天津电源研究所研制成功。并获得了信息产业部电子基金的资金支持,随即建成年产200吨氧化镍钴锰锂生产线,在国内率先实现了产业化生产。目前市场上的锂离子电池大多以氧化钴锂为正极,其材料的稳定性和产品的安全性比较差。天津电源研究所针对氧化钴锂存在的突出问题,采用价格相对低廉的镍、锰替代钴,并研发独特的烧结工艺,仅用了一年多时间就成功解决了这一难题。据了解,这种新型材料具有容量高、寿命长、安全系数高、无污染等优点。与氧化钴锂相比,制造成本降低了10%至15%,每克容量由140毫安时可提升到220毫安时,由此不仅提高了产品的安全性能,而且增大了电池容量,一举突破了锂离子电池发展的瓶颈制约。该产品现已得到多家用户的认可,并实现了为出口欧盟的高端电池产品生产厂家供货。为了研制在电性能、安全性和成本价格等三方面均能较好地满足电动汽车需求的锂离子电池,选择了在氧化钴锂中掺杂氧化镍锰钴锂三元材料的方法,研制了新的50Ah动力型锂离子电池。通过对研制电池进行电性能和安全性试验,各项性能均满足电动汽车的技术要求,加上氧化镍锰钴锂三元材料的价格仅为氧化钴锂的50%左右,所以掺杂氧化镍锰钴锂三元材料是解决电动汽车对动力型锂离子电池严格需求的理想途径之一。近期有一种锂离子电池正极材料氧化镍钴锰锂及其制备方法。本发明属于锂离子电池技术领域。锂离子电池正极材料氧化镍钴锰锂为富锂型层状结构,化学成分Li↓[1+z]M↓[1-x-y]Ni↓[x]Co↓[y]O↓[2],其中0.05≤z≤0.2,0.1<x≤0.80.1<y≤0.5。制备方法:镍、钴、锰的可溶性盐为原料;氨水或铵盐为络合剂,氢氧化钠为沉淀剂;加水溶性分散剂,加水溶性抗氧化剂或用惰性气体控制和保护;将溶液并流方式加到反应釜反应;碱性处理,陈化,固液分离,洗涤干燥;氧化镍钴锰和锂原材料混合均匀;将混合粉体分三温区烧结得到氧化镍钴锰锂粉体。本发明比容量高,循环特性好,晶体结构理想,生产周期短,功耗低,适合产业化生产等。
铝镍钴
2017-06-06 17:49:59
铝镍钴(AlNiCo)是最早开发出来的一种永磁材料,是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金。根据生产工艺不同分为烧结铝镍钴(Sintered AlNiCo)和铸造铝镍钴(Cast AlNiCo)。产品形状多为圆形和方形。铸造工艺可以加工生产成不同的尺寸和形状;与铸造工艺相比,烧结产品局限于小的尺寸,其生产出来的毛坯尺寸公差比铸造产品毛坯要好,磁性能要略低于铸造产品,但可加工性要好。在永磁材料中,铸造铝镍钴永磁有着最低可逆温度系数,工作温度可高达600摄氏度以上。铝镍钴永磁产品广泛应用于各种仪器仪表和其他应用领域。铝镍钴磁铁含有铝、镍、钴、铜、铁、钛等材料。按照加工工艺的不同,铝镍钴磁铁又分为铸造型铝镍钴磁铁和烧结型铝镍钴磁铁两类。铸造型的磁性能较高,烧结型的工艺简单,可直接压制成所需的产品。铝镍钴磁铁的优点是其温度系数小,因而受温度变化而引起的磁性能变化很小。铝镍钴磁铁最高工作温度可达450℃—650℃。故目前仍被广泛应用于仪器、仪表这类要求温度稳定性高的产品中。在开路的工作环境下,铝镍钴磁体的“长径比”(即长度与直径之比L/D)至少应为4:1。铝镍钴永磁材料的抗锈蚀能力较强,不需进行表面涂层处理。铸造铝镍钴磁性能表牌号剩磁Br矫顽力Hcb最大磁能积( BH )max最大工作温度美国标准IEC<span style="fo
铝镍钴
2017-06-06 17:50:12
铝镍钴铝镍钴(AlNiCo)是最早开发出来的一种永磁材料,是由铝、镍、钴、铁和其它微量
金属
元素构成的一种合金。根据生产工艺不同分为烧结铝镍钴(Sintered AlNiCo)和铸造铝镍钴(Cast AlNiCo)。产品形状多为圆形和方形。铸造工艺可以加工生产成不同的尺寸和形状;与铸造工艺相比,烧结产品局限于小的尺寸,其生产出来的毛坯尺寸公差比铸造产品毛坯要好,磁性能要略低于铸造产品,但可加工性要好。在永磁材料中,铸造铝镍钴永磁有着最低可逆温度系数,工作温度可高达600摄氏度以上。铝镍钴永磁产品广泛应用于各种仪器仪表和其他应用领域。 铝镍钴磁铁,铝镍钴永磁是由
金属
铝,镍,钴,铁和其他微量
金属
元素构成的一种合金. 铸造工艺 其
金属
成份的构成不同,磁性能也不同,从而用途也不同.铝镍钴永磁有两种不同的生产工艺:铸造和烧结.铸造工艺可以加工生产成不同的尺寸和形状,与铸造工艺相比,烧结产品局限于小的尺寸,其生产出来的毛坯产品尺寸公差小,铸造可加工性好.在永磁材料中,铸造铝镍钴永磁有着最低可逆温度系数,工作温度可高达500摄氏度以上.铝镍钴磁能积高,温度稳定性好,
价格
与钕铁硼差不多,缺点是矫顽力极低,容易发生退磁,磁路设计不能采用薄片状磁体,且需要先装配再整体充磁。铝镍钴的用途十分广泛,在工业中有着很重要的作用。
钨钴合金
2017-06-06 17:50:12
钨钴合金是什么?钨钴合金又称碳化钨-钴硬质合金。碳化钨和
金属
钴组成的硬质合金。按钴含量,可分为高钴(20%~30%)、中钴(10%~15%)和低钴(3%~8%)三类。这类
金属
陶瓷可按通常特种陶瓷配料、成型等工艺制造,惟有烧成应根据坯料性质及成品质量采用控制烧结气氛为真空或还原气氛,一般在碳管电炉、通氢钼丝电炉、高频真空炉内进行。中国生产的这类硬质合金的牌号有YG2,YG3,YG3X,YG4C……等。字母“YG”表示“WC-Co”,“G”后面的数字表示Co的含量,“X”表示细晶粒,“C”表示粗晶粒。这类
金属
陶瓷通常抗弯强度和断裂韧性随钴含量的增加而提高,而硬度下降。钨钴合金具有较高的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、弹性模量和较小的热膨胀系数,是硬质合金中使用最广泛的一类。用作刀具可加工铸铁、
有色金属
、非
金属
、耐热合金、钛合金和不锈钢等,还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等。钨金是世界上少有的一种
有色
矿产品,年
产量
很低,用途非常广泛,主要用于铸造配料用原料。钨金来源于一种白色砂型矿体,矿线特别微小,经过采掘、研磨、水重选、提炼等多道工艺,得到品位达到95%以上的钨矿粉,再经过高温电炉提炼成型生产出的成品才是钨金。钨金的熔点:3500℃。目前钨矿主要分布在中国和俄罗斯,中国现在是世界上最大的钨金出口国。钨和钴为主要成份的一种合金,多用于矿山开采的钎头制作。钨钴合金镀层的外观接近铬镀层,且镀液分散能力及覆盖能力好.在此研究了钨酸钠、硫酸钴、添加剂、电流密度及pH值对镀层钨含量及性能的影响.钨钴合金具有很好的耐蚀、耐热和耐磨性能,应用前景好.钨钴合金主要性质: 通常抗弯强度和断裂韧性随钴含量的增加而提高,而硬度下降。钨钴合金具有较高的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、弹性模量和较小的热膨胀系数,是硬质合金中使用最广泛的一类主要用途: 用作刀具可加工铸铁、
有色金属
、非
金属
、耐热合金、钛合金和不锈钢等,还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等 经国家有关权威检测中心检测,抽样基数126件块砖型,样品数量13件抽样数。钨钴合金主要指标: 分为高钴(20%~30%)、中钴(10%~15%)和低钴(3%~8%)三类。更多有关钨钴合金请详见于上海
有色
网
钨钴合金
2017-06-06 17:50:12
钨钴合金钨钴合金又称碳化钨-钴硬质合金。碳化钨和
金属
钴组成的硬质合金。按钴含量,可分为高钴(20%~30%)、中钴(10%~15%)和低钴(3%~8%)三类。这类
金属
陶瓷可按通常特种陶瓷配料、成型等工艺制造,惟有烧成应根据坯料性质及成品质量采用控制烧结气氛为真空或还原气氛,一般在碳管电炉、通氢钼丝电炉、高频真空炉内进行。中国生产的这类硬质合金的牌号有YG2,YG3,YG3X,YG4C……等。字母“YG”表示“WC-Co”,“G”后面的数字表示Co的含量,“X”表示细晶粒,“C”表示粗晶粒。钨是属于
有色金属
,也是重要的战略
金属
,钨矿在古代被称为“重石”。1781年由瑞典化学家卡尔.威廉.舍耶尔发现白钨矿,并提取出新的元素酸-钨酸,1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸,同年,用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,并命名该元素。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的
金属
,熔点极高,硬度很大。钨钴合金镀层的外观接近铬镀层,且镀液分散能力及覆盖能力好.在此研究了钨酸钠、硫酸钴、添加剂、电流密度及pH值对镀层钨含量及性能的影响.钨钴合金具有很好的耐蚀、耐热和耐磨性能,应用前景好. 售价70000元/千克 W含量83.36%,Co含量9.56%,C含量5.44%,硬度HRA为87。钨钴合金可用作刀具可加工铸铁、
有色金属
、非
金属
、耐热合金、钛合金和不锈钢等,还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等。钨钴合金陶瓷通常抗弯强度和断裂韧性随钴含量的增加而提高,而硬度下降。钨钴合金具有较高的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、弹性模量和较小的热膨胀系数,是硬质合金中使用最广泛的一类。用作刀具可加工铸铁、
有色金属
、非
金属
、耐热合金、钛合金和不锈钢等,还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等。钨和钴为主要成份的一种合金,多用于矿山开采的钎头制作。
铜钴合金
2017-06-06 17:50:09
铜钴合金是铜和钴所组成的合金.其中钴是具有光泽的钢灰色
金属
,熔点1493℃、比重8.9,比较硬而脆,钴是铁磁性的,在硬度、抗拉强度、机械加工性能、热力学性质、的电化学行为方面与铁和镍相类似。加热到1150℃时磁性消失。钴的化合价为2价和3价。在常温下不和水作用,在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO,在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细
金属
钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。 钴在地壳中的平均含量为0.001%(质量),海洋中钴总量约23亿吨,自然界已知含钴矿物近百种,但没有单独的钴矿物,大多伴生于镍、铜、铁、铅、锌、银、锰、等硫化物矿床中,且含钴量较低。 全世界已探明钴
金属
储量148万吨,中国已探明钴
金属
储量仅47万吨。分布于全国24个省(区),其中主要有甘肃、青海、山东、云南、湖北、青海、河北和山西。这七个省的合计储量占全国总保有储量的71%,其中以甘肃储量最多,占全国的28%。此外,安徽、四川、新疆等省(区)也有一定的储量。 世界钴
产量
1986年达到顶峰3万吨,以后不断下降,到1989年只有2.5万吨左右。扎伊尔和赞比亚是最大的钴生产国,其
产量
约占世界总
产量
的70%。 钴在地壳中的平均含量为0.001%(质量),海洋中钴总量约23亿吨,自然界已知含钴矿物近百种,但没有单独的钴矿物,大多伴生于镍、铜、铁、铅、锌、银、锰、等硫化物矿床中,且含钴量较低。 全世界已探明钴
金属
储量148万吨,中国已探明钴
金属
储量仅47万吨。分布于全国24个省(区),其中主要有甘肃、青海、山东、云南、湖北、青海、河北和山西。这七个省的合计储量占全国总保有储量的71%,其中以甘肃储量最多,占全国的28%。此外,安徽、四川、新疆等省(区)也有一定的储量。 世界钴
产量
1986年达到顶峰3万吨,以后不断下降,到1989年只有2.5万吨左右。扎伊尔和赞比亚是最大的钴生产国,其
产量
约占世界总
产量
的70%。有一种铜钴镍合金---白铜.呈白色.铜镍二元合金称简单白铜.三元以上合金称复杂白铜.含钴的白铜就属于复杂白铜.工业应用中常分为结构白铜和电工白铜.前者力学性能和耐腐蚀性能好.色泽美观.用于制造精密机械.化工机械和船舶构件,后者一般有良好的导热性和导电性.主要有锰铜.康铜和考铜等.用于制造精密电工仪器.变阻器.精密电阻.热电偶等.钴的主要用途是制造各种合金.钴合金的硬度很高.含钨78-88%.钴6-15%与碳5-6%的合金称为超硬合金.在1000℃时也不会失去原来的硬度.可用来制造切削工具,由钴35%.铬35%.钨15%.铁13%与碳2%组成的[钨铬钴合金".也是用来制造高速切削刀具.钻头的硬质合金.钴合金还具有磁性.所谓永久磁铁.便是由钴15%.铬 5-9%.钨1%和碳组成的钴钢.有些磁性合金中.钴的含量甚至高达49%.另外在一些耐热.耐酸的合金中.也常用到钴. 以钴为基加入其他合金元素形成的合金。铜钴合金是其中的一种。范围内具有较高的强度和良好的抗热疲劳性能,适用于制作喷气发动机、燃气轮机等高负荷的耐热部件。
钴铜合金
2017-06-06 17:50:08
铍钴铜合金(Beryllium cobalt copper ) 型号:ANK-2 Mogel:ANK 标准:ASTM-C17500 Standard :ASTM-C17500 产品应用:各种滚焊机 、点焊机 、对焊机等焊接用电极。 铍钴铜合金 ,加工性良好 , 可锻造成各种形狀的零件 , 铍钴铜的強度.耐磨性比鉻锆銅合金物理性能更佳 , 可做焊接机 器零部件及焊接嘴及点焊焊接材料 。 铍钴铜合金技术参数:电导率(%IACS)≈55 ,硬度(HV) ≈210, 软化温度(℃)≈610 可以提供棒材、板材,超大件及各类异型件需客户提供图纸。主要参数(Main Date ) 密度:g/cm3(8.9) 抗拉强度:MPa(650) 硬度HV(≥250) 延伸率%(55) 导电率%IACS(55) 導熱率W/m.k(195) 软化温度℃(≥700)
铝镍钴磁铁
2017-06-06 17:50:12
铝镍钴磁铁铝镍钴磁铁也叫做磁钢磁钢最原始的定义即是铝镍钴合金(磁钢在英文中AlNiCo即铝镍钴的缩写),磁钢是由几种硬的强
金属
,如铁与铝、镍、钴等合成,有时是铜、铌、钽合成,用来制作超硬度永磁合金。磁钢最原始的定义即是铝镍钴合金(磁钢在英文中AlNiCo即铝镍钴的缩写),磁钢是由几种硬的强
金属
,如铁与铝、镍、钴等合成,有时是铜、铌、钽合成,用来制作超硬度永磁合金(Any of several hard, strong alloys of iron, aluminum, nickel, cobalt and sometimes copper, niobium, or tantalum, used to make strong permanent magnets.)。其
金属
成分的构成不同,磁性能不同,从而用途也不同,主要用于各种传感器、仪表、电子、机电、医疗、教学、汽车、航空、军事技术等领域。铝镍钴磁铁是最古老的一种磁钢, 被人们称为天然磁体, 虽然他最古老, 但他出色的对高温的适应性, 使其至今仍是最重要的磁钢之一.铝镍钴可以在500℃以上的高温下正常工作, 这是他最大的特点, 另外抗腐蚀性能也比其他的磁体强。铝镍钴磁铁的应用也越来越广泛,从高科技产品到最简单的包装磁,目前应用最为广泛的还是钕铁硼强磁和铁氧体磁铁。 而矫顽力的提高,主要得益于对其本质的认识和高磁晶各向异性化合物的发现,以及制备技术的进步。二十世纪初,人们主要使用碳钢、钨钢、铬钢和钴钢作永磁材料。二十世纪三十年代末,AlNiCo永磁材料开发成功,才使永磁材料的大规模应用成为可能。五十年代,钡铁氧体的出现,既降低了永磁体成本,又将永磁材料的应用范围拓宽到高频领域。到六十年代,稀土钴永磁的出现,则为永磁体的应用开辟了一个新时代。1967年,美国Dayton大学的Strnat等,用粉末粘结法成功地制成SmCo5永磁体,标志着稀土永磁时代的到来。迄今为止,稀十永磁已经历第一代SmCo5,第二代沉淀硬化型Sm2Co17,发展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。此外,在历史上被用作永磁材料的还有Cu-Ni-Fe、Fe-Co-Mo、Fe-Co-V、MnBi、A1MnC合金等。这些合金由于性能不高、成本不低,在大多数场合已很少采用。而AlNiCo、FeCrCo、PtCo等合金在一些特殊场合还得到应用。目前Ba、Sr铁氧体仍然是用量最大的永磁材料,但其许多应用正在逐渐被Nd-Fe-B类材料取代。并且,当前稀土类永磁材料的产值已大大超过铁氧体永磁材料,稀土永磁材料的生产已发展成一大
产业
。
富钴铁锰壳:地质、资源和技术
2019-02-21 10:13:28
富钴铁锰壳生成于全球大洋的海山、海脊、海台,那里数百万年来水流不断冲刷岩石,因而没有堆积物。这些富钴铁锰壳从周围严寒的海水中堆积到岩底上,构成最厚达250毫米厚的铺砌层。富钴铁锰壳之所以重要,首要是因为这或许是钴的来历,一起也因为其间含有钛、铈、镍、铂、锰、、碲、钨、铋、锆等其他金属。富钴铁锰壳生成于水深400至4000米处,最厚、含钴量最高的矿壳生成于水深800至2500米处。矿壳的散布和厚度受地崩等重力进程、堆积物外层、水下和水面礁石以及水流的影响。
矿壳在各式各样的底面岩石上生成,因而用遥感数据难以区别矿壳和底层,而遥感数据是开展勘探技能的一个重要方面。幸亏矿壳的伽马辐射高得多,因而据此能够将两者加以区别。矿壳的物理特征包含均匀孔隙度高(60%),均匀表面面积极大(每克300平方米),成长速度极慢(每一百万年1~6毫米)。这些特征有助于将许多有经济价值的金属从海水里吸到矿壳表面。
矿壳由水合软铁矿(氧化锰)和大方纤铁矿(氧化铁)构成,厚的矿壳还有一定量的碳酸氟磷灰石(CFA),大都矿壳都含有少数石英和长石。水合软铁矿一般吸收的元素包含钴、镍、锌和;氧化铁吸收的有铜、铅、钛、钼、砷、钒、钨、锆、铋和碲。
大块矿壳的钴含量最高为1.7%,镍含量最高为1.1%,铂含量最高为百万分之一点三。就大片海洋水域而言,矿壳的均匀含钴量达0.5%至1%,因而矿壳成为陆地和海岸外最丰厚的潜在钴矿。在大陆边际和接近西太平洋火山弓弧处,矿壳的钴、镍、钛和铂含量削减,而硅和铝含量添加。矿壳生成处的水越深,水合软铁矿相关元素削减,铁和铜添加。在矿壳中钴、铈、、钛、铅、碲和铂的高集度很高,高于其他金属之上,因为这些金属经氧化反响生成较为安稳、较不活动的化合物。稀土元素一般为0.1%至0.3%不等,连同其他水成元素、钴、锰、镍等等,均来自海水。铈是一种稀土元素,在矿壳中高集度很高,具有重要的经济潜力。
矿壳在其上成长的海山和海脊阻止海洋水体活动,然后发生许多由海山引发的水流,相对自海山向外的水流而言,这种水流的能量一般较强。在海山峰端外沿,这些水流的效应最强,那里的矿壳最厚。这种海山特有的水流还增强涡流混合,形成上升流,然后增强了初级生成率。这些物理进程对海山生物群落发生了影响,而不同的海山有不同的生物群落。海山群落的特征是,在矿壳最厚、含钴量高的当地,密度相对较低,差异相对较小,海山群落构成的决定因素是:水流形状、地势、底部堆积和岩石形状及掩盖规模、海山巨细、水深以及氧气最少区的巨细和规模。如要编写关于环境影响的文件,现有常识是不行的,需求更好地了解海山生态体系及群落。
约有40次研讨调查飞行是专门研讨富钴壳的,研讨工作首要由德国、日本、美国、大韩民国、俄罗斯联邦、我国和法国进行。所估量的40次调查不包含作者不知道的由苏联(后因由俄罗斯联邦)和我国进行的一些调查。但从1981年至2001年约42次调查飞行的状况来看,每艘调查船及实地科学研讨费用估量约为3 200万美元,陆上研讨费用估量约为4 200万美元,投资总额约为7 400万美元。
矿壳挖掘技能的研讨与开发刚刚起步。矿壳散布详图尚缺,对小型海山地势也尚无全面了解,但这些关于拟定最为恰当的采矿战略是不可或缺的。实地勘探作业一般是制作海束水深图、衍生反向散射和斜角图,编制地震概略,同时用以挑选采样点。进行调查时,在每一海山挖泥取样和抽取岩心15~20份。随后,用摄像机进行调查,判定壳、岩和堆积类型和散布状况,如有或许,还判定壳厚度。因为底部声测信标许多,需有大型拖曳设备,搜集的样品也许多,因而这些勘探活动需求用大型、设备精巧的研讨船舶。在勘探的高级阶段进行定点调查时,拟运用深水拖曳侧扫描声纳,包含宽带测深技能,并可运用系联线遥控车,借以制作和标划小规模的地势。可采用挖泥取样,抽取岩心,用遥控车勘察,并用一种尚待研发的用具进行短距离取样等办法对堆积物进行广泛的取样。伽玛放射丈量将判定壳厚度,并判定薄堆积层下有无矿壳存在。要了解海山环境,需求运用流量仪系泊设备,需求进行生物抽样和调查。
现己制定的12条矿壳勘探挖掘原则如下:
一、“区域”原则:
(一)浅于1000~1500米的大火山机体;
(二)2000万年以上的火山机体;
(三)顶部没有大型环礁或礁石的火山结构;
(四)底部水流强、且不断的区域;
(五)开展完善的浅海氧气最少区;
(六)不受许多河蚀岩屑和风成岩屑影响的区域。
二、定点原则:
(七)平整小规模地势;
(八)峰端平顶、峰脊线低点和斜道;
(九)斜坡安稳;
(十)当地无火山活动;
(十一)均匀含钴量≥0.8%;
(十二)壳均匀厚度≥40毫米。
从技能上来说,矿壳挖掘比锰结核挖掘更为困难。挖掘锰结核之所以相对简单,是因为锰结核下面是软质堆积层,而矿壳则与基底岩石或紧或松连在一起。为了挖掘成功,有必要使壳脱离基底岩石,因为基底岩石会大大下降矿石等级。矿壳挖掘或许有五种作业办法:碎裂、破坏、进步、接取和别离。拟议的矿壳挖掘办法是运用海底爬行车,用液压管升降体系和电缆与水面的采矿船联合。采矿机自行推动,速度每秒钟约20厘米。在根本采矿状况下,物料经过量为1000000t∕y。在这种状况下,合理的采矿才能为碎裂功率80%,基底岩石在矿壳中的掺混率25%。提议用于挖掘矿壳的一些具有创造性的新体系包含:用喷水器使壳脱离基底;现场过滤技能;用声波使壳脱离基底。这些主张给人带来期望,但有待进一步研讨。
矿壳所含金属对世界经济的重要性从其消费办法中清楚明了。锰、钴和镍的首要用处是制作钢,这些金属使钢具有特性。钴还用于电力、通讯、航空、发动机和东西制作工业。镍也用于化工厂、炼油厂、电器和机动车。钴是铜矿挖掘的副产品,因而,钴的直销与对铜的需求密切相关。碲的景象也相同,碲是铜和金挖掘的副产品。因为直销不安稳,厂商只得寻求钴和碲的替代品,成果曩昔十年中钴和碲的商场添加很有限,因而报价较低。假如这些金属的其他丰厚的来历得到开发,在产品中从头运用这两种金属的积极性就会随之添加,商场就会扩展。
最近经判定,矿壳除含有锰、钴、镍、铜和铂以外,还含有或许使人们更有积极性挖掘的其他金属。例如,钛的价值仅次于钴,铈的价值高于镍,锆的价值与镍适当,碲的价值近乎是铜的两倍。上述分析假定对每种金属都能研讨出经济上可行的冶金提炼办法。
依据等第、总吨数和海洋条件,中赤道太平洋区域矿壳挖掘潜力最大,约翰斯顿岛专属经济区(美国)、马绍尔群岛和中太平洋山的国际水域特别如此,但法属波利尼西亚、基里巴斯和密克罗尼西亚联邦的专属经济区也应予以考虑。
在矿壳中发现的许多金属对保持现代工业社会功率、进步21世纪生活水平至关重要。人们日益认识到,富钴壳是重要的潜在资源。因而需求经过研讨、勘探和技能开发,添补关于矿壳挖掘各方面问题的信息距离。
从含钴废料及铜钴合金中提取钴的方法
2019-02-11 14:05:44
国际钴资源比较丰富,2005年国际钴储量为700万t,储量根底为1300万t。国际钴储量会集散布于刚果(金)、澳大利亚、古巴、赞比亚、新喀里多尼亚、俄罗斯和加拿大等,储量总和约占国际总储量的95%以上。我国钴资源贫乏,钴矿档次均匀仅0.02%,单个高的为0.05%~0.08%,而刚果(金)和赞比亚的铜钴矿,钴档次为0.1%~0.5%,高的到达2%~3%。因为钴矿档次偏低,矿石组成杂乱,所以收回工艺比较杂乱,出产本钱高,钴收回率低。近年来,我国镍、铜、钴的消费大幅增加,但受矿产资源条件限制,我国铜、钴矿石的出产增加缓慢,铜、钴矿产品进口量逐渐上升,供求矛盾日益突出。
铜钴合金是现在刚果(金)钴铜矿石深加工产品的首要方式之一,也是我国往后从非洲进口的首要钴质料之一,因而,研讨从铜钴合金或含钴废猜中收回钴、铜有着重要意义。
钴废料品种许多,首要有废高温合金、废硬质合金、废磁性合金、废可伐合金、废催化剂和废二次电池材料等。钴废料成分比较杂乱,一般含有铜、新、猛、镍、镉等有价金属。
铜钴合金有2种,一种是在铜冶炼进程中经转炉吹炼得到的转炉渣再经电炉复原熔炼水淬而得到的合金,其间含Cu、Co、Fe、Mn、Si等元素(现在,作为钴质料的铜钴合金许多从刚果(金)、赞比亚、扎伊尔输入),另一种是熔炼氧化钴矿和钴精矿的富铜产品。在电炉内,用焦炭复原氧化钴矿产出2种合金,密度较大的为红合金(铜质量分数约为89%,钴质量分数4%~15%),较轻的为铜钴合金(铜质量分数约15%,钴质量分数约42%,铁质量分数约34%)。2种铜钴合金中其他元素含量均较低。
一、火法工艺
依据含钴质猜中各元素与氧的亲和力的巨细,可选用火法别离有关元素。有关元素对氧亲和力的巨细次序为A1>Si>V>Mo>Cr>C>P>Fe>Co>Ni>Cu,因而,将钴含量低的物料在电弧炉中高温熔化,再鼓风吹炼造渣,使与氧亲和力比Co大的杂质不同程度地氧化而进入炉渣,一起取得含Ni和Co的镍阳极。镍阳极经隔阂电解得电镍,钴进入阳极液。此办法适合于处理含镍、钴的合金废料。
彭忠东,等选用造渣熔炼-浸出工艺处理Cu-Co-Fe合金,在1300℃下增加10%CaCO3造渣焙烧,然后用硫酸溶液恒温90℃拌和浸出5h,钴浸出率为95%;而削减CaCO3用量一半,一起增加5%Na2SO3,在相同温度下造渣焙烧后,用浓硫酸浸出,钴浸出率可进步到97%。火法工艺比较繁琐。
二、湿法工艺
(一)浸出
关于富钴合金,可选用酸法浸出、氧化浸出、电化学溶解法和微生物浸出法浸出。
1、酸法浸出。用硫酸、硝酸、均可将钴合金中的金属转入溶液,化学反响为:
2H++Me=Me2++H2↑
(Me表明Co、Fe等金属)。
当有氧存在时,金属铜和其他生动金属与酸反响生成金属离子,进入溶液:
2H++Me+O2=Me2++H2O
(Me表明Cu等金属)。
当硫酸初始浓度为6mol/L,浸出温度为100℃,浸出时刻为6h,液固体积质量比为5∶1时,钴、镍浸出率别离到达95.37%和96.73%。
2、氧化浸出。在用稀硫酸浸出时,往溶液中通入可强化浸出进程,进步金属浸出率,但简略溢出,构成环境污染,并且在各种物料氯化浸出液中都含有3~5g/L的钴需求收回。
3、电化学溶解法。以硫酸介质作电解液,合金作阳极、铜板作阴极,当电流通过期,阳极中的金属和金属硫化物按下式反响,钴转入溶液:
Me(Co,Fe,Cu)-2e=Me2+(Co,Fe,Cu)
CoS-2e=CO2++S。
4、微生物浸出法。微生物浸出是运用某些微生物或其代谢产品对某些矿藏进行氧化、复原、溶解、吸附等,使钴转入溶液。微生物浸出法适用于处理贫矿、尾矿、炉渣等,其出资少,金属提取率高,无污染。选用氧化亚铁硫杆菌浸出首要矿藏为水钴锰矿(钴质量分数0.0054%)的矿石,在pH=2.5、铁总质量浓度3g/L、m(Fe3+)/m(Fe2+)=1∶1、液固体积质量比4∶1、温度26℃条件下,钴、锰浸出率别离是88.6%和67.2%。再针对细菌浸出液含锰高的特色,用Na2CO3调pH至4左右沉积铁,选用沉积钴即可较好地别离钴锰,终究得到硫酸钴溶液。
(二)从含钴溶液中除铁(锰)
钴浸出液中含有铁、锰等金属离子,一般选用氧化中和法、黄钠铁矾法、针铁矿法等去除。
1、氧化中和法。调整溶液pH并增加C12、NaC1O3、HNO3等强氧化剂,将铁、锰等贱价态离子氧化成高价态离子,使构成沉积。化学反响为:
2Fe2++Cl2+6H2O=2Fe(OH)3 ↓+6H++2C1-
3Mn2++Cl2+4H2O=Mn3O4↓+8H++2C1-。
2、黄钠铁矾法。黄钠铁矾法是使三价铁从含有K+、Na+、NH4+等离子的硫酸盐溶液中以淡黄色的结晶化合物,即M2Fe6(SO4)4 (OH)12方式沉积(M表明K+、Na+、NH4+、Pb(I)、Ag+、H3O+等)。此法适用于从含有硫酸根离子的溶液中净化除铁。
3、针铁矿法。将溶液pH调至2.0左右,参加复原剂将其间的Fe3+复原为Fe2+,然后缓慢参加氧化剂,坚持必定的pH,使Fe2+渐渐氧化成Fe3+,构成针铁矿沉积。所构成的针铁矿为棕色针状晶体,其组成为α-FeOOH,属斜方晶系,溶解度很小,并且不带结晶水,过滤功能杰出。
(三)溶液的净化及镍、钴别离
1、萃取法。溶剂萃取法因为具有高选择性、直收率高、流程简略、操作接连、易于完成自动化等长处,已成为提取钴的首要办法。萃取剂的品种许多,我国前期用于镍、钴别离的萃取剂是P204,后改用P507。但P204关于从硫酸镍溶液中去除钙、铁、铜等杂质元素的作用均优于P507,因而二者可合作运用,前者用于除杂,后者用于镍、钴别离,作用很好。P204和P507的一起缺陷是三价铁的反萃取比较困难,加拿大鹰桥公司和法国勒阿弗尔厂都选用TBP(磷酸三丁酯)萃取除铁工艺。5709是核工业北京化工冶金研讨院研讨组成的膦类萃取剂,其功能与P507类似,但其对钙的适应才能优于P507,并且有必定的萃取铅的才能,报价低于P507,是一种功能优秀的萃取剂。
在介质中,可选用N235萃取 FeC13,再用P204萃取除杂P507萃取别离钴、镍,得到的镍、钴溶液既能够出产相应的盐或化合物,也能够出产电镍和电钴。
在协同萃取研讨中,羧酸酯和烷基是最有期望的萃取钴的萃取剂。实验证明,以Versaticl0+10%+Cl2+脂肪族稀释剂为萃取剂,在镍、钴和其他金属混合系统中,可显着改进镍、钴的萃取选择性。
2、液。文献[1]介绍,以P507为活动载体的Span-80表面活性剂膜,在pH为4.2~5.3范围内,能够从含钴、镍的工业废水中提取别离钴、镍,别离作用较好。文献[2]介绍,用EDTA、NH4F和巯基丁二酸等掩蔽搅扰离子,以HDTHP、L113B,液体白腊、磺化火油和内相为2.5 mol/L HCl的水溶液等液膜别离黄铁矿、烟灰、炉渣和含钴废催化剂中的钴,钴提取率均在91%以上。
(四)脱硅
因为合金中含有许多硅,酸性条件下氧化浸出时,许多硅会进入溶液,构成硅酸。当硅酸含量到达必守时则构成硅胶。硅胶一旦构成,即对出产构成严重影响,使溶液无法过滤,乃至导致整个出产中止。
现在的惯例做法是将钴、铜等有价金属转入溶液,将硅等杂质留在浸出渣中;别的一种做法是在强碱性溶液中,钴、铜、镍等金属以氢氧化物方式彻底沉积,硅则以硅酸钠方式进入溶液,完成金属与硅的别离。将别离得到的金属氢氧化物用酸溶解,则溶液中简直不含硅。这种办法的缺陷是本钱较高,不引荐直接选用。
注释:
[1] 李玉萍,王献科。液提取氯化钴[J]。我国钼业,2002,26(2):28-30。
[2] 包福毅。溶剂萃取在镍钴湿法冶金中使用的发展[J]。有色金属:冶炼部分,1995(2):12-6。
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2017-06-06 17:50:12
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钴组成的硬质合金。按钴含量,可分为高钴(20%~30%)、中钴(10%~15%)和低钴(3%~8%)三类。这类
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陶瓷可按通常特种陶瓷配料、成型等工艺制造,惟有烧成应根据坯料性质及成品质量采用控制烧结气氛为真空或还原气氛,一般在碳管电炉、通氢钼丝电炉、高频真空炉内进行。中国生产的这类硬质合金的牌号有YG2,YG3,YG3X,YG4C……等。字母“YG”表示“WC-Co”,“G”后面的数字表示Co的含量,“X”表示细晶粒,“C”表示粗晶粒。钨钴合金陶瓷通常抗弯强度和断裂韧性随钴含量的增加而提高,而硬度下降。钨钴合金具有较高的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、弹性模量和较小的热膨胀系数,是硬质合金中使用最广泛的一类。用作刀具可加工铸铁、
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、耐热合金、钛合金和不锈钢等,还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等。 钨和钴为主要成份的一种合金,多用于矿山开采的钎头制作。钨是稀有高熔点
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,属于元素周期表中第六周期(第二长周期)的VIB族。钨是一种银白色
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,外形似钢。钨的熔点高,蒸气压很低,蒸发速度也较小。钨的化学性质很稳定,常温时不跟空气和水反应,不加热时,任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用,当温度升至80°—100°C 时,上述各种酸中,除氢氟酸外,其它的酸对钨发生微弱作用。常温下,钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合酸中,但在碱溶液中不起作用。有空气存在的条件下,熔融碱可以把钨氧化成钨酸盐,在有氧化剂(NaNO3、NaNO2、KClO3、PbO2)存在的情况下,生成钨酸盐的反应更猛烈。高温下能与氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合,但不与氢化合。钨钴合金
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,钨矿在古代被称为“重石”。1781年由瑞典化学家卡尔.威廉.舍耶尔发现白钨矿,并提取出新的元素酸-钨酸,1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸,同年,用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,并命名该元素。钨在地壳中的含量为0.001%。已发现的含钨矿物有20种。钨矿床一般伴随着花岗质岩浆的活动而形成。经过冶炼后的钨是银白色有光泽的
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是多少?钨钴合金镀层的外观接近铬镀层,且镀液分散能力及覆盖能力好.在此研究了钨酸钠、硫酸钴、添加剂、电流密度及pH值对镀层钨含量及性能的影响.钨钴合金具有很好的耐蚀、耐热和耐磨性能,应用前景好. 售价70000元/千克钨钴合金又称碳化钨-钴硬质合金。碳化钨和
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、耐热合金、钛合金和不锈钢等,还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等。钨钴合金主要性质: 通常抗弯强度和断裂韧性随钴含量的增加而提高,而硬度下降。钨钴合金具有较高的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、弹性模量和较小的热膨胀系数,是硬质合金中使用最广泛的一类主要用途: 用作刀具可加工铸铁、
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、耐热合金、钛合金和不锈钢等,还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等 经国家有关权威检测中心检测,抽样基数126件块砖型,样品数量13件抽样数。钨钴合金主要指标: 分为高钴(20%~30%)、中钴(10%~15%)和低钴(3%~8%)三类。更多有关钨钴合金
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锰硅合金冶炼原理
2019-01-25 15:50:04
在炉料的冶炼受热过程中,炉料中的锰和铁的高价氧化物在炉料区被高温分解或被CO还原成低价氧化物,到1373~1473K时,高价氧化锰逐渐被充分还原为MnO,全部的FeO进一步还原成Fe;MnO比较稳定,只能用碳进行直接还原,由于炉料中SiO2较高,MnO还没来得及还原就与之反反应结合成了低熔点的硅酸锰。因此,MnO的还原反应实际上是在液态炉渣的硅酸锰中进行的,硅酸锰的状态和熔点为 MnO+SiO2===MnSiO3 t熔=1250℃ 2MnO+SiO2===Mn2SiO4 t熔=1345℃ 由于锰与碳能生成稳定的化合物Mn3C,用碳直接还原得到的是锰的碳化物Mn3C。其反应式是 MnO•SiO2+4/3C===1/3Mn3C+SiO2+CO↑ 炉料中的氧化铁比氧化锰容易还原,预先出来的铁与锰形成共熔体(MnFe)3C,极大地改善了MnO的还原条件。 随着温度的增高。硅也被还原出来,其反应式是 SiO2+2C===Si+2CO↑ 由于硅与锰能生成比Mn3C更稳定的化合物MnSi,当还原出来的Si遇到Mn3C时,Mn3C中的碳就被置换出来,造成合金中碳量下降,其反应式为 1/3Mn3C+Si===MnSi+1/3C 随着还原出来的硅含量的提高,碳化锰受到破坏,合金中的碳含量进一步降低。 用碳从液态炉渣中还原生产锰硅合金的总反应式为 其开始反应温度为773℃。炉料中的磷约有75%进入合金。 在锰硅合金的冶炼过程中,为了改善硅的还原条件,炉料中必须有足够的SiO2,以保证冶炼过程始终处在酸性渣下进行;但是,如果渣中SiO2过量,又会造成排渣困难,通常冶炼锰硅合金的炉渣成分为 w(SiO2)=34%~42% n(CaO+MgO)/nSiO2=0.6~0.8 w(Mn)<8%
锰硅合金价格
2017-06-06 17:49:53
硅锰合金价格,国内硅锰价格暂时出现高位盘整,各地报价趋于集中,市场现货仍紧,但也有部分商家有高价现货出售,市场现货紧张局面暂时未得到完全解决,进口锰矿价格仍有上涨出现,但钢材价格有所回落调整,目前市场商家心态微妙。产品国标地区含税价格(元/吨)备注硅锰FeMn65Si17辽宁7100-7300出厂含税价硅锰FeMn65Si17天津7100-7200出厂含税价硅锰FeMn65Si17河北7000-7200出厂含税价硅锰FeMn65Si17内蒙古7000-7250出厂含税价硅锰FeMn65Si17宁夏7000-7200出厂含税价硅锰FeMn65Si17山东7000-7200
锰硅合金的知识
2018-12-12 09:37:20
俗称硅锰合金。
(1)用途适用于炼钢及铸造作合金剂、复合脱氧剂和脱硫剂。
(2)牌号和化学成分见表。
锰硅合金的牌号和化学成分
牌 号化学成分(质量分数)(%)MnSjCPSIⅡⅢ≤
FeMn64Si2760.O~67.O25.0~28.0O.5O.10O.150.25O.04
FeMn67Si2363.0~70.O22.0~25.00.70.100.150.25O.04
FeMn68Si2265.0~72.020.0~23.O1.2O.100.15O.250.04
FeMn64sj2360.O~67.020.O~25.Ol.2O.10O.15O.250.04
FeMn68Sil865.0~72.O17.O~20.O1.8O.10O.15O.25O.04
FeMn64Sil860.0~67.O17.O~20.O1.80.100.150.25O.04
FeMn68Sil665.0~72.014.0~17.02.50.100.150.250.04
FeMn64Sil660.O~67.O14.O~17.02.5O.20O.25O.300.05
注:1.硫为保证元素,其余均为必测元素。
2.锰硅合金以块状或粒状供货,其粒度范围及允许偏差应符合下表的规定。
等 级粒度范围
/mm偏差(%)筛上物筛下物≤
l20~30055
210~15055
310~10055
410~5055
钨钴铝钒回收方法
2019-02-25 15:59:39
一、高温处理收回钨钴法 超硬质合金是由钨、钴和炭粉混合成型烧结加工制成的。日本新金属公司开发的超硬质合金高温处理法能够收回钨钴再生粉末,年产可达80吨。高温处理法制作再生粉末流程: 超硬质合金碎屑洗净后 ,在 1800~2300℃高温下的惰性气体中进行热处理,超硬质合金中的钴呈易于粉末化的海绵状况。在热处理温度下 ,超硬质合金中钴在 1800 ℃以下不呈海绵状况 ,而在 2300℃以上合金中的碳化钨将分化并生成第三相 ,成果欠好。 热处理后的块状碎屑 ,用颚式破碎机或滚筒破碎机进行粗碎到 - 850μm ,这以后再微破坏成再生粉末。本法得到的再生粉末 ,因通过粗大粒子化进程 ,烧结时有易于粒子生长的倾向。其间的钴含量、碳含量处理后简直没有改变,仅杂质铁、硅量添加,对制作硬质合金没有影响。再生粉末粒度据破坏条件,或许微破坏到 1μm 以下。 本法用比较简单的工序 ,不危害超硬质合金的原组成,任何种类的超硬质合金均可再生成必定粒度的粉末,不需特殊设备 ,为经济的收回办法。较以往加化学试剂精粹后收回运用的办法,有很大优越性。
二、废饮料铝罐涂料剥离法 废铝罐收回处理中 ,熔解收回率低 ,质量差的问题 ,关键是铝罐的外面和里边运用的涂料引起的。首先是熔解收回率低,因涂料的高分子化合物在熔解时发热 ,促进铝氧化,使金属收回量削减;其次质量差 ,是因涂料中运用的颜料氧化钛(白色剂用),成为杂质元素混在铝熔液中,生成粗大介在物 ,使制品加工不良是发生缺点的原因之一。 为将引起这些要素的涂料除掉 ,运用加热焙烧的办法 ,但存在设备大型化和颜料原因的钛尚不能除掉等问题。日本选用溶剂化学办法(膨润剥离法)消除铝罐上的涂料 ,用新开发的涂料剥离设备 ,该设备剥离涂料 ,废铝罐熔解收回率,比不剥离涂料熔解时得到进步,且又避免涂料含钛成分的混入 ,铝熔液成分与市售铝罐主体材料(3004材)的分析值简直相同。该剥离设备、除掉涂料进一步进步铝的收回率,改进收回铝材的质量 ,因此被广泛选用。处理废铝罐剥离涂料,每小时处理量约为 200kg∕ h。除用于饮料铝罐涂料剥离外 ,也可用于铝制窗框、铝箔、铝制薄片的层制品等的涂料剥离除掉。 膨润剥离的原理:铝罐用涂料 ,一般外部用两种,清洁涂料和白色涂料;内部用一种清洁涂 料。涂料构成是高分子的物质 ,因为溶剂使其膨润,用以剥离涂料。即吸收了溶剂而膨润的高分子涂料的胀大力,超越涂料自身在铝罐材料上的附着力 ,涂料剥离成为或许。
膨润剥离的工序: (一)前处理。为有利于除掉涂料 ,将收回的废铝罐切成 1∕10 罐体的碎片,装入笼中。 (二)剥离工序。将笼浸入剥离液内。进行反转,剥离液使涂料膨润进行化学反应 ,反转中铝片彼此冲突促进剥离。 (三)漂洗工序。与剥离工序相同 ,一半投入剥离液中反转 ,使剥离的涂料和铝片分脱离。(四)蒸汽枯燥工序。将笼置蒸汽中反转 ,铝片表面附着的剥离液蒸腾 ,气化的剥离液用水冷管凝集收回,再循环运用。(五)枯燥工序。比(四)工序的蒸汽温度再升高,反转铝片残留的剥离液再进一步蒸腾枯燥。 (六)紧缩处理工序。膨润剥离后的铝片 ,从笼中取出,用压力机紧缩后送熔解工序,熔炼收回铝材。 运用的涂料剥离液 ,为、和起促进剥离作用的卤化乙酸混合液,这种混合液对铝罐涂料的膨润作用大,剥离功能高。
三、重油灰提钒法 石油中含有微量钒。日本在 50 时代后期 ,电力公司的首要燃料由煤炭转向石油,专烧重油的火力发电所渐多,然后发生很多废弃物重油灰。新式化学工业公司研讨处理重油灰提钒工艺成功,改变了悉数依靠进口钒的局势 ,于 1973年建造新工场,会集全国的重油灰,提钒收回运用有价金属。 重油灰是重油锅炉焚烧时发生的用收尘器收回的烟尘 ,亦叫集尘煤。还有水管式锅炉底的附着物,在守时修理时取出的焚烧壳也叫锅炉渣。 烟尘的首要成分是未焚烧的炭 ,含有价金属钒、镍的档次很低。收回时须经前处理 ,将其水洗除掉可溶成分,再在800~1000 ℃焙烧,焙烧后分量减到 1∕ 10 ,钒档次相应进步。焚烧壳要混合碱焙烧,再用水提取钒 ,提出的残渣镍成分升高,作为提镍质料。钒经盐类结晶分出 ,焙烧得V2O5 ,或再精制成各种用处的钒化合物出售(V、V2O5、NH4VO3、VOCl3)。
钴
2018-04-19 17:41:48
钴是灰色硬质金属,它的居里点(失去磁性的临界温度点)为1150℃,熔点为1495℃,沸点为2900℃,具有磁性和耐高温性。在300℃以上发生氧化作用,极细粉末状钴会自动燃烧。钴能溶于稀酸,在浓硝酸中会形成氧化薄膜而被钝化;在加热时能与氧、硫、氯、发生剧烈反应。
从铜钴合金及含钴废料中提取钴的研究现状与展望
2019-02-21 10:13:28
国际钴资源比较丰富,2005年国际钴储量为700万t,储量根底为1300万t。国际钴储量会集散布于刚果(金)、澳大利亚、古巴、赞比亚、新喀里多尼亚、俄罗斯和加拿大等,储量总和约占国际总储量的95%以上。我国钴资源贫乏,钴档次均匀仅0.02%,单个高的为0.05%~0.而刚果(金)和赞比亚的铜钴矿,钴档次为0.1%~0.5%,高的到达2%~3%。因为钴矿档次偏低,矿石组成杂乱,所以收回工艺比较杂乱,出产本钱高,钴收回率低口]。近年来,我国镍、铜、钴的消费大幅增加,但受矿产资源条件限制,我国铜、钴矿石的出产增加缓慢,铜、钴矿产品进口量逐渐上升,供求矛盾日益突出。
铜钴合金是现在刚果(金)钴铜矿石深加工产品的首要方式之一,也是我国往后从非洲进口的首要钴质料之一,因而,研讨从铜钴合金或含钴废猜中收回钴、铜有着重要意义。
一、从含钴废料及铜钴合金中提取钴的办法
钴废料品种许多,首要有废高温合金、废硬质合金、废磁性合金、废可伐合金、废催化剂和废二次电池材料等。钴废料成分比较杂乱,一般含有铜、锌、锰、镍、镉等有价金属。
铜钴合金有2种,一种是在铜冶炼进程中经转炉吹炼得到的转炉渣再经电炉复原熔炼水淬而得到的合金,其间含Cu、Co、Fe、Mn、Si等元(现在,作为钴质料的铜钴合金许多从刚果(金)、赞比亚、扎伊尔输入),另一种是熔炼氧化钴矿和8%,钴精矿的富铜产品。在电炉内,用焦炭复原氧化钴矿产出2种合金,密度较大的为红合金(铜质量分数约为89%,钴质量分数4%~15%),较轻的为铜钴合金(铜质量分数约15%,钴质量分数约42%,铁质量分数约34%)。2种铜钴合金中其他元素含量均较低。
(一)火法工艺
依据含钴质猜中各元素与氧的亲和力的巨细,可选用火法别离有关元素。有关元素对氧亲和力的巨细次序为Al>Si>V>Mo>Cr>C>P>Fe>Co>Ni>Cu,因而,将钴含量低的物料在电弧炉中高温熔化,再鼓风吹炼造渣,使与氧亲和力比Co大的杂质不同程度地氧化而进入炉渣,一起取得含Ni和Co的镍阳极。镍阳极经隔阂电解得电镍,钴进入阳极液。此办法适合于处理含镍、钴的合金废料。
彭忠东,等选用造渣熔炼-浸出工艺处理Cu-Co-Fe合金,在1300℃下增加l0% CaCO3造渣焙烧,然后用硫酸溶液恒温90℃拌和浸出5h,钴浸出率为95%;而削减CaCO3用量一半,时增加5%Na2SO3,在相同温度下造渣焙烧后,用浓硫酸浸出,钴浸出率可进步到97%。火法工艺比较繁琐。
(二)湿法工艺
1、浸出
关于富钴合金,可选用酸法浸出口、氧化浸出、电化学溶解法和微生物浸出法浸出。
(1)酸法浸出。用硫酸、硝酸、均可将钴合金中的金属转入溶液,化学反响为:当有氧存在时,金属铜和其他生动金属与酸反响生成金属离子,进入溶液:当硫酸初始浓度为6 mol/L,浸出温度为100℃,浸出时刻为6 h,液固体积质量比为5∶1时,钴、镍浸出率别离到达95.37%和96.73%。
(2)氧化浸出。在用稀硫酸浸出时,往溶液中通入可强化浸出进程。进步金属浸出率,但简略溢出,构成环境污染,并且在各种物料氯化浸出液中都含有3~5 g/L的钴需求收回。
(3)电化学溶解法。以硫酸介质作电解液,合金作阳极、铜板作阴极,当电流通过期,阳极中的金属和金属硫化物按下式反响,钴转入溶液:(4)微生物浸出法。微生物浸出是运用某些微生物或其代谢产品对某些矿藏进行氧化、复原、溶解、吸附等,使钴转入溶液。微生物浸出法适用于处理贫矿、尾矿、炉渣等,其出资少,金属提取率高,无污染。选用氧化亚铁硫杆菌浸出首要矿藏为水钴锰矿(钴质量分数0.0054%)的矿石,在pH=2.5、铁总质量浓度3g/L、m(Fe3+)/m(Fe2+)=1∶1、液固体积质量比4∶1、温度26℃条件下,钴、锰浸出率别离是88.6%和67.2%。再针对菌浸出液含锰高的特色,用Na2CO3调pH至4左右沉积铁,选用沉积钴即可较好地别离钴锰,终究得到硫酸钴溶液。
2、从含钴溶液中除铁(锰)
钴浸出液中含有铁、锰等金属离子,一般选用氧化中和法、黄钠铁矾法、针铁矿法等去除。
(1)氧化中和法。调整溶液pH并增加C12、NaClO3、HNO3等强氧化剂,将铁、锰等贱价子氧化成高价态离子,使构成沉积。化学反响为:(2)黄钠铁矾法。黄钠铁矾法是使三价铁从含有K+、Na+、NH4+等离子的硫酸盐溶液中以淡黄色的结晶化合物,即M2Fe6(SO4)4(OH)12构成沉积(M表明K+、Na+、NH4+、Pb(I)、Ag+、H2O+等)。此法适用于从含有硫酸根离子的溶液中净化除铁。
(3)针铁矿法。将溶液pH调至2.0左右,参加复原剂将其间的Fe3+复原为Fe2+,然后缓慢参加氧化剂,坚持必定的pH,使Fe2+渐渐氧化成Fe3+,构成针铁矿沉积。所构成的针铁矿为棕色针状晶体,其组成为α-FeOOH,属斜方晶系,溶解度很小。并且不带结晶水,过滤功能杰出。
3、溶液的净化及镍、钴别离
(1)萃取法。溶剂萃取法因为具有高选择性、直收率高、流程简略、操作接连、易于完成自动化等长处,已成为提取钴的首要办法。萃取剂的品种许多,我国前期用于镍、钴别离的萃取剂是P204,后改用P507。但P204关于从硫酸镍中去除钙、铁、铜等杂质元素的作用均优于P507,因而二者可合作运用,前者用于除杂,后者用于。镍、钴别离,作用很好。P204和P507的一起缺是三价铁的反萃取比较困难,加拿大鹰桥公司和法国勒阿弗尔厂都选用TBP(磷酸三丁酯)萃取除铁工艺。5709是核工业北京化工冶金研讨院研讨组成的膦类萃取剂。其功能与P507类似,但其对钙的适应才能优于P507,并且有必定的萃取铅的才能,报价低于P507。是一种功能优秀的萃取剂。
在介质中,可选用N235萃取FeCl3,用P204萃取除杂、P507萃取别离钴、镍,得到镍、钴溶液既能够出产相应的盐或化合物,也能够出产电镍和电钴。
在协同萃取研讨中。毗啶羧酸酯和烷基是最有期望的萃取钴的萃取剂。实验证明,以Versatiel0+10%+C12+脂肪为萃取剂,在镍、钴和其他金属混合系统中,可显着改进镍、钴的萃取选择性。
(2)液。文献介绍,以P507为流体的Span-80表面活性剂膜。在pH为4.2~5.3围内,能够从含钴、镍的工业废水中提取别离钴、镍。别离作用较好。文献介绍,用EDTA、NH4F和巯基丁二酸等掩蔽搅扰离子,以HDTHP、L113B、液体白腊、磺化火油和内相为2.5mol/L HCl的水溶液等液膜别离黄铁矿、烟灰、炉渣和含钴废催化剂中的钴,钴提取率均在9l%以上。
4、脱硅
因为合金中含有许多硅,酸性条件下氧化浸出时,许多硅会进入溶液,构成硅酸。当硅酸含量到达必守时则构成硅胶。硅胶一旦构成,即对出产构成严重影响,使溶液无法过滤,乃至导致整个出产中止。现在的惯例做法是将钴、铜等有价金属转入溶液,将硅等杂质留在浸出渣中;别的一种做法是在强碱性溶液中,钴、铜、镍等金属以氢氧化物方式彻底沉积,硅则以硅酸钠方式进入溶液,完成金属与硅的别离。将别离得到的金属氢氧化物用酸溶解,则溶液中简直不含硅。这种办法的缺陷是本钱较高,不引荐直接选用。
二、湿法提钴实例
金川有色金属公司从钴渣中提取钴,选用的工艺流程为:酸浸一黄钠铁矾法除铁一P204萃取除杂一P507萃取别离钴、镍一草酸沉积钴一出产氧化钴粉。
成都电冶厂选用的流程是以N235从镍净化渣浸出液中萃取钴,以离子交换法去除杂质,电积法收回金属钴。日本住友公司从钴镍矿浸出液中收回钴时,选用中和沉积法除铁、锰,除铜、锌,叔碳一元羧酸别离镍、钴,再转化为氯化物的工艺流程。
文献介绍的工艺流程为:中和除铁一浸别离锰一蒸馏别离钴、镍,镍呈碱式碳酸镍方式沉积,过滤、洗刷、枯燥后经煅烧成氧化镍,最后用复原为金属镍;钴以氢氧化钴方式沉积收回。镍、钴收回率可达95%~96%。
文献针对某含铜、锌、锰、镍等元素的难处理含钴废料,选用“复原浸出-化学除杂-P204深度除杂-P507萃取别离镍、钴”准则流出产草酸钴,钴收回率为95.61%。
文献介绍了从镍电解阳极液净化除钴渣载中提取氧化钴的新工艺。除钴渣通过硫酸复原溶解,黄钠铁矾法除铁,P204萃取除杂并萃取别离钴、镍,除钙镁.草酸铵沉积钴,煅烧等进程,钴总收回率不低于92%,镍总收回率不低于95%。
文献介绍了从钴质量分数9.44%的Co-Mn废催化剂废猜中提取氧化钴的工艺流程。将废料用酸溶解后。参加过量,在pH=10下使Mn2+在10%作用下生成MnO(OH)2沉积,而Co2+生成Co(NH3)42+配离子。为进一步除掉溶液中的微量Mn,在pH=3的缓冲系统中,以Na2S作沉积剂,沉积CoS,而MnS在此条件下简直不沉积。终究的CoS沉积中Mn质量分数小于0.6%,其他杂质质量分数均小于0.5%,钴收回率到达92%以上。将CoS用硝酸在70~80℃下回流溶解、过滤,滤液于80℃下加草酸沉积钴,焙烧得到氧化钴。
文献依据锂离子二次电池正极材料-铝钴膜质料的性质,提出了在硫酸、系统中分化LiCoO2,其反响为:收回钴的工艺流程为:碱浸酸溶净化沉钴。钴再以草酸钴方式收回,钴的直接收回率为95.7%。
谌可颂选用硝酸加硫酸溶解抛弃渣中的Cu、Ni、Co等有价金属,Cu、Ni浸出率达99%c上,Co浸出率达87%。浸出液选用铁粉置换法收回别离铜、黄钠铁矾法除铁、NaF法除钙镁、P204深度除杂及P507别离镍、钴,Cu、Ni、Co收回率均超越94%。
乌干达第一个生物氧化提取工厂-Kasese公司已于1999年投产,处理质料为含80%黄铁矿的精矿。第1级氧化后,第2级氧化选用中等嗜铁氧化菌种,整个进程钴收回率达92%。
北京矿冶研讨总院冶金室研讨了浸出铜钴合金、电溶脱铜、TBP萃取除铁,结果表明,铜收回率高,钴丢失少。
南边冶金学院廖春发等研讨了从铜铁钴合金渣中提取氧化钴的工艺流程,断定了合金熔炼除硅,电解造液,除铁、铜等杂质的工艺条件,将合金熔炼可有用除掉其间的硅;电解造液不只到达了溶解合金的意图,并且具有净化除铜作用,铜能以海绵铜方式收回,纯度为92.5%,收率在99%以上。
关于从铜钴合金中浸出钴,现在国外多选用硫酸加压浸出工艺或电溶工艺。芬兰的OMG公司是国际上最早处理铜钴合金的钴出产公司,其详细处理工艺不详;另一家处理铜钴合金的公司是赞比亚的谦比西钴冶炼厂,选用硫酸加压浸出工艺,产出CuSO4,CoSO4溶液。因为加产值小、对设备要求严苛,故选用的供应商少。
三、展望
传统火法工艺取得镍阳极,镍阳极经电解得到阴极镍,钴在阳极液中通过镍、钴别离得到氯化钴盐。电解时,铜离子比镍离子优先得到电子,故此法不能处理铜含量高的物料;选用一般的酸法工艺处理时,钴浸出率不高;运用液,钴的提取率只要91%;而选用微生物浸出法浸出含钴废料时浸出速度较慢,钴浸出率最高只能到达96%。假如选用氧化剂加低酸(酸浓度小于2mol/L)浸出,则能大大进步浸出速度,浸出率也得到确保。
锰硅合金生产节能措施
2018-12-10 09:42:47
3月28日消息:随着世界各国对能源消耗的关注,节能降耗已经成为锰硅合金行业的重要环节,也是企业生存的关键。 锰硅合金的生产有电炉法和高炉法两种,我国主要使用电炉法生产,降低电耗可以从以下方面入手。 1、提高炉料电阻 节约电能的根本思想是提高电弧电阻炉的有功功率。根据功率公式(P=I2R),提高R料,从而提高有功功率。 2、调整焦炭配入量和粒度级配 焦炭层过厚,电极上抬,熔池温度低,熔体从炉内排出不畅;焦炭层过薄,电极插入过深,易翻渣,恶化炉况,影响电耗。两种情况都会导致渣比增大,增加电耗。因此控制合适的焦炭厚度至关重要,通过调整粒度可以达到这一目的。 3、降低渣比 降低渣比可以减少热损失,提高锰回收率,有效地降低电耗。主要措施有提高Mn、Si的还原率和适当提高炉温。 4、合理渣型 炉渣成分决定着合适的冶炼温度、碱度、粘度、电性等因素,并影响元素在合金与炉渣中的分配。锰硅合金生产的理想炉渣成分为:MnO8%~10%,CaO12%~15%,MgO4%~5%,SiO232%~36%,Al2O334%~43%。 5、提高入炉含锰物料品位 对于锰硅合金冶炼,提高入炉锰品位,可以提高锰回收率,降低电耗。锰矿品位低,则渣量大,还原剂、熔剂消耗增多,导致电量增加。实验表明,入炉锰矿品位每降低1%,就将多消耗64kWh/t的电。 6、选取合理的冶炼周期 矿热炉冶炼锰硅合金的周期,是由炉内熔池反应区容积大小和渣中元素Mn、Si的还原程度决定的,实际生产中常根据炉内不发生“翻渣”现象为界。适当延长冶炼时间,从而达到锰硅合金矿热炉实施低渣比冶炼操作。由于入炉有功功率的提高,保证了炉内焦炭层反应区的高温条件,使Mn、Si的还原率大幅度提高,节省了电能。但冶炼时间不能过长,否则出铁温度过高将造成合金中锰的挥发损失,降低Mn的回收率。此外,MnO含量已接近还原平衡的“乏渣”,留在炉内,会使冶炼电耗增加。因而,根据具体的操作条件,通过实践决定合理的冶炼时间。 7、留渣法操作 留渣法冶炼铁合金是日本首先提出来的一项新型的铁合金工艺技术,特点是利用炉渣电阻热代替常规的电弧热,促使炉内反应区扩大,达到降低电耗,提高硅、锰回收率及产量并降低电耗的目的。留渣法生产的优点是:一、在渣层中能量转换率稳定;二、在出炉操作中放出的熔液温度稳定;三、扩大了反应区,气体分布均匀,热能利用率高;四、炉渣和合金分离较彻底。 (miki)
钴镍催化剂和钴铝催化剂的回收利用
2019-01-21 18:04:55
一、钴镍催化剂的回收利用(碱浸法)
在含Al2O3的废脱硫催化剂中加入Na2CO3。Na2CO3∕Al2O3的摩尔比为1.5~4,煅烧到1150℃以上,把煅烧后的产物浸到热水中搅拌进≥0.1mol∕L的H2SO4中,从而脱出镍和钴来。
二、钴铝催化剂的回收利用(碱熔融法)
将61%的含Co3O4∕AI3O3废催化剂添加3.5%的纯碱,在1100℃下熔融,将熔块破碎后在80~90℃下用10倍的水浸取1h,过滤后滤饼中含95.8% Co3O4,干燥后还原则成金属钴,钴的收率在95%以上,滤液中含钴0.6mg。
新兴铝锰镁合金吊顶受到广泛消费者关注
2018-12-11 11:23:06
此吊顶是由铝锰镁三种金属加工合成,与市场上销售的其他吊顶基材相比,更加轻便,柔韧性与硬度也更好。进口的金属吊顶基材一般含镁量较高,大约在1.3-1.8%之间,用来增加基材的弹性;另外,锰金属的加入使基材的钢性加强,含量约在0.1-0.3%之间。而普通的铝扣板只能以增加厚度来保障钢性,未免有失精巧。 与普通的基材相比,这种合金吊顶便于清洁、寿命长久、安全耐用,即使长期处在潮湿的环境中,也不会出现覆膜脱落、基材变黑的情况。其表层漆经过精细的三涂三烤工序,细致光滑。 色彩亮丽造型多变 铝锰镁合金材料在色彩和造型上都极富变化:质朴大方的平吊顶、令视觉开阔的弧形吊顶、别具一格的立体叠级造型吊顶等。在卫生间、厨房、阳台等小空间,可以选用较为柔和、淡雅的颜色;形状最好选择条状的,有拉伸视线的效果。 性能独特价格偏高 优质的金属吊顶在性能上有了极大的飞跃,不仅能够防潮、防火、吸音、隔音,还具有独特的抗静电、防尘效果,但价格稍高。
钴常识
2019-03-14 10:38:21
钴是灰色硬质金属,它的居里点(失掉磁性的临界温度点)为1150℃,熔点为1495℃,沸点为2900℃,具有磁性和耐高温性。在300℃以上发作氧化效果,极细粉末状钴会主动焚烧。钴能溶于稀酸,在浓硝酸中会构成氧化薄膜而被钝化;在加热时能与氧、硫、氯、发作剧烈反响。 自然界中已知含钴矿藏有近百种,大多伴生于镍、铜、铁、铅、锌等矿床中,常见的用于提取钴的矿藏有辉砷钴矿、砷钴矿、硫钴矿、硫镍钴矿、含钴黄铁矿、硫铜钴矿、钴华、方硫镍钴矿等。钴矿藏的赋存状况杂乱,矿石档次低,所以提取工艺比较杂乱且收回率低。一般先用火法将砷钴精矿、含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿中的钴富集或转化为可溶性状况,然后再用湿法使钴进一步富集和提纯,最终得到钴化合物或金属钴。 金属钴首要用于制作合金。钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍中的一种或几种制成的合金的总称。含钴工具钢能够显著地进步钢的耐磨性和切削性能,含钴50%以上的司太立特硬质合金即便加热到1000℃也不会失掉其原有的硬度。航空航天技术中运用最广泛的合金是镍基合金,也能够运用钴基合金。含钛和铝的镍基合金强度高是因为构成组成为NiAl(Ti)的相强化剂,当运转温度高时,相强化剂颗粒就转入固溶体,这时合金很快失掉强度。钴基合金的耐热性是因为构成了难熔的碳化物,这些碳化物不易转为固体溶体,分散活动性小,温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性就显现无遗,它可用于制作高效率的高温发动机。在航空涡轮机的结构材料运用含20%-27%铬的钴基合金,能够不要维护覆层就能使材料达高抗氧化性。钴是磁化一次就能坚持磁性的少量金属之一,在热效果下失掉磁性的温度叫居里点,铁的居里点为769℃,镍为358℃,钴可达1150℃。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力进步2.5倍。在振荡下,一般磁性钢失掉差不多1/3的磁性,而钴钢仅失掉2%-3.5%的磁性。因此钴在磁性材料上的优势就很显着。钴在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛运用。 我国钴矿资源首要散布在甘肃、山东、云南、河北、青海和山西,其保有储量占全国保有储量的百分比依次为30.5%、10.4%、8.5%、7.3%、7.1%、6%,这六个省的储量之和占全国总储量的70%,其他30%的储量散布在新疆、四川、湖北、西藏、海南、安徽等省区。我国已探明的钴矿床绝大多数是伴生矿,档次较低,钴首要作为副产品加以收回。依据对全国钴储量大于1000吨的50多个矿床的统计分析得知,钴的均匀档次仅为0.02%,因此出产过程中金属收回率低,工艺杂乱,出产成本高。可利用的钴资源首要伴生在铜镍矿床中,其钴资源探明储量占全国总储量的50%左右。已开发的铜镍矿床有甘肃金川的白家嘴子、吉林磐石的红旗岭、新疆的喀拉通克等矿,甘肃金川为我国首要钴出产地。可利用的钴资源其次伴生在铜铁矿床中,现在现已开发的有山西中条山铜矿、湖北大冶铁矿、山东金岭铁矿、四川拉拉厂铜矿和海南石碌铁铜矿等。因为受资源条件约束,国内钴产值增加缓慢,不能满意国内市场需求,需经过进口补偿缺乏。
金属钴
2018-04-19 17:42:10
自然界中已知含钴矿物有近百种,大多伴生于镍、铜、铁、铅、锌等矿床中,常见的用于提取钴的矿物有辉砷钴矿、砷钴矿、硫钴矿、硫镍钴矿、含钴黄铁矿、硫铜钴矿、钴华、方硫镍钴矿等。钴矿物的赋存状态复杂,矿石品位低,所以提取工艺比较复杂且回收率低。一般先用火法将砷钴精矿、含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿中的钴富集或转化为可溶性状态,然后再用湿法使钴进一步富集和提纯,最后得到钴化合物或金属钴。 金属钴主要用于制造合金。钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍中的一种或几种制成的合金的总称。含钴工具钢可以显著地提高钢的耐磨性和切削性能,含钴50%以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度。航空航天技术中应用最广泛的合金是镍基合金,也可以使用钴基合金。含钛和铝的镍基合金强度高是因为形成组成为NiAl(Ti)的相强化剂,当运行温度高时,相强化剂颗粒就转入固溶体,这时合金很快失去强度。钴基合金的耐热性是因为形成了难熔的碳化物,这些碳化物不易转为固体溶体,扩散活动性小,温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性就显示无遗,它可用于制造高效率的高温发动机。在航空涡轮机的结构材料使用含20%-27%铬的钴基合金,可以不要保护覆层就能使材料达高抗氧化性。钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一,在热作用下失去磁性的温度叫居里点,铁的居里点为769℃,镍为358℃,钴可达1150℃。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力提高2.5倍。在振动下,一般磁性钢失去差不多1/3的磁性,而钴钢仅失去2%-3.5%的磁性。因而钴在磁性材料上的优势就很明显。钴在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛应用。 我国钴矿资源主要分布在甘肃、山东、云南、河北、青海和山西,其保有储量占全国保有储量的百分比依次为30.5%、10.4%、8.5%、7.3%、7.1%、6%,这六个省的储量之和占全国总储量的70%,其余30%的储量分布在新疆、四川、湖北、西藏、海南、安徽等省区。我国已探明的钴矿床绝大多数是伴生矿,品位较低,钴主要作为副产品加以回收。根据对全国钴储量大于1000吨的50多个矿床的统计分析得知,钴的平均品位仅为0.02%,因而生产过程中金属回收率低,工艺复杂,生产成本高。可利用的钴资源主要伴生在铜镍矿床中,其钴资源探明储量占全国总储量的50%左右。已开发的铜镍矿床有甘肃金川的白家嘴子、吉林磐石的红旗岭、新疆的喀拉通克等矿,甘肃金川为我国主要钴生产地。可利用的钴资源其次伴生在铜铁矿床中,目前已经开发的有山西中条山铜矿、湖北大冶铁矿、山东金岭铁矿、四川拉拉厂铜矿和海南石碌铁铜矿等。由于受资源条件限制,国内钴产量增长缓慢,不能满足国内市场需求,需通过进口弥补不足
钴镍
2017-06-06 17:50:12
钴镍钴镍作为战略资源在工业中的地位大大提高,在硬质合金、功能陶瓷、催化剂、军工
行业
、高能电池方面应用广泛,有工业味精之称。钴镍的生产以湿法冶金为主。钴镍在工业中的作用是相当重要的,在现代工业中,钴镍是不可替代的资。,主要分为以下四个步骤。 一、浸出。作为湿法冶金的第一步,浸出率的高低直接决定效率以及效益。原矿经过破碎、筛选、富集以及其他处理以后,将矿物里面的有价
金属
转移到溶液中的过程。在钴镍生产中浸出主要有酸性浸出、氯化浸出、氨浸出以及高压氧浸等等。主要用到的辅料有浓硫酸、浓盐酸、氯气,二氧化硫、氨水、空气、氯酸钠、双氧水、二氧化锰、亚硫酸钠等等。一般钴镍矿主要有硫化矿以及氧化矿,特别是硫化矿多半生有其他
金属
,所以在浸出时不仅要考虑钴镍的浸出,还要考虑其他有价
金属
的综合回收利用。 二、除杂。除杂是钴镍冶金中产品保障的重要过程。 对于一些大量的杂质离子,比如铁离子、铝离子,主要考虑化学除杂法,直接加碳酸钠或者氢氧化钠调节pH在3.5-4.0,由于二价铁沉淀pH比较高,所以一般会加氧化剂使得二价铁氧化成三价铁,对于除铁还有黄铁钠矾法。对于铅镉铜一般会采用硫化钠除杂,一般调节pH在1.8-2.0左右。当然由于考虑到综合回收,可以先用其他萃取剂在较低pH捞铜后再除其他杂质。对于锰、锌、少量的铁铝锰铬,可以用萃取法除去。常见的萃取剂有P204、P507、cyanex272。 三、前驱体的合成。萃取生产合格的钴镍溶液,需用沉淀剂生产前驱体,主要的前驱体是碳酸盐、草酸盐。如若生产晶体,如硫酸镍晶体、硫酸钴晶体等,则不需要这一,直接浓缩蒸发结晶。一般合成前驱体采用对加方式,控制一定的过程pH以及终点pH,反应温度,反应时间等。控制一定的形貌,粒径等。 四、还原。如果直接选用高压氢还原,则不需要合成这一步。如果用高温氢还原,则把前驱体破碎后,在还原炉中控制一定的温度和气流量,然后破碎,真空包装。钴镍
金属
广泛应用于电池、硬质合金、不锈钢、石油化工、汽车制造、机械工具等
行业
,钴镍粉体是现代工业不可缺少的
金属
材料。我国是贫钴国家,已探明的钴资源可开采储量是4.09万吨,仅占世界钴资源的1.03%,而钴资源的消耗却达到12000吨/年以上,占全球消耗量的25%;同时我国也是镍资源缺乏的国家,已探明的镍资源储量为232万吨,占世界的3.56%,而我国年消耗量约25万吨,每年缺口在10万吨以上。我国每年的锂离子、镍氢、镍镉等废电池超过30万吨,废旧电池保有量已超过100万吨,急需发展废旧电池的资源化利用技术。在锂离子、镍氢、镍镉等废电池中,存在丰富的钴、镍
金属
,是重要的可再生钴、镍资源。利用废旧电池生产出满足高端产品应用要求的钴、镍粉末,可形成资源回收利用的良性循环。
含钴黄铁矿提钴
2019-03-05 09:04:34
因为Co原子占有FeS中Fe的晶格,构成类质同相,所以选矿别离富集钴困难,浮选产出的钴硫精矿含钴不超越0.5%。为从贫钴硫精矿中提取钴,先氧化焙烧将S氧化成气体SO2除掉,一起将钴转变成水溶或酸溶形状,再用酸浸出钴,并与很多的铁渣别离。我国使用的焙烧工艺有三种:硫酸化焙烧、氧化焙烧一烧渣硫酸化焙烧和氧化焙烧一烧渣化焙烧。焙烧设备均选用欢腾焙烧炉。 氧化焙烧一烧渣硫酸化焙烧是一种两段法工艺。钴硫精矿硫酸化动力学研讨标明,该焙烧进程是分段完结的,开端是脱硫氧化反响,当焙砂含S降到2%-3%时,钴才开端很多硫酸化。因而分段焙烧既提高了S的利用率和设备生产能力,又有利于钴的硫酸化和收回。 1.氧化焙烧 在欢腾焙烧炉中于840-860℃温度下焙烧钴硫精矿。当精矿成分为(%):Co 0.3-0.4、Fe 35-45、S 30-35时,可得到含Co 0.4%、Fe 45%、S 1.8%的焙砂和SO2浓度8%-10%的烟气。 2.硫酸化焙烧 焙砂配入含钴黄铁矿,使混合料含硫到达10%以上,一起参加3% Na2SO4,将铁酸盐中钴转变为CaSO4。酸化焙烧条件为:床能率5-6t/(m2·d),钴浸出率75%-80%。浸出液通过净化、沉积、缎烧等工序,即可得到产品氧化钴。
锰硅合金冶炼的新技术
2019-01-25 15:50:04
一、留渣法冶炼铁合金 留渣法冶炼铁合金是日本首先提出来的一种新型铁合金生产工艺,在日本称为双出铁口连续操作法或称为米持法,在德国称为炉渣电阻冶炼。这种方法的特点在于它是利用炉渣电阻热代替常规法的电弧热,促使炉内反应区扩大,达到降低电耗,提高元素回收率和生产能力的目的。留渣法用于锰硅合金和高碳锰铁的冶炼,显示出如下优点: (1)在渣层中能量转换率稳定; (2)在出铁操作中放出的液体温度稳定; (3)扩大了反应区,气体分布均匀,热的利用率高; (4)炉渣与合金分离较彻底。 日本重化学工业公司庄川厂的51000kVA电炉采用留渣法工艺,生产锰硅合金,产品的实物电耗为4400kWh/t,锰的回收率达到85%。 二、等离子炉冶炼锰硅合金 等离子冶炼技术在铁合金生产中表现出了许多优越性。由于等离子体温度很高,能充分满足大多数铁合金冶炼过程对还原温度的要求,具有升温快、冶炼温度高等特点。在碳热冶炼还原过程中,碳和矿石中的氧化物熔合良好,还原反应速度特别快。等离子炉可以直接任意使用粉状矿石和劣质煤粉,加料速度和电热功率可以直接任意调节,得到平衡的冶炼还原条件,不存在电极消耗问题。 前苏联弗拉索夫经过试验确认,等离子炉冶炼锰硅合金可以降低合金中的磷含量,磷入合金率25%~44%。应用长弧式等离子炉开发高磷锰矿和海底锰结核具有直接熔化处理的可能性。SKF钢铁公司采用Plasmasnelt法冶炼锰硅合金,把氧化锰矿粉、石英粉、煤粉和熔剂混合喷入充满焦炭的竖炉反应区内,可炼得含Si18%的锰硅合金,单位电耗为4500kWh/t。
含钴铜镍硫化矿提钴
2019-03-05 09:04:34
我国钴产值的40%来自铜镍硫化矿的归纳收回。金川有色金属公司占去从铜镍硫化矿中收回钴产值的80%。金川公司原矿含钴一般为0.05%,主要以硫化物形状存在于镍黄铁矿中,选矿时进入硫化镍精矿。此种精矿在电炉熔炼过程中,有85%的钴进入产品低镍锍,转炉吹炼时又一次分流,钴量的1/3进入高镍锍,其他2/3散布于转炉渣中。因转炉吹炼前、中、后期氧化程度的不同,中后期转炉渣含钴可达前期渣的2倍,均为0.4%-0.7%。此中后期转炉渣不回来电炉处理,而是作为提钴质料送炼钴体系。镍高锍中的钴在电解时与镍一道进入阳极液,可采用将Co2+氧化成Co3+,然后调pH使之水解成Co(OH)3沉积从溶液中分出。过滤后所得钴渣含Co 10%、Ni 30%、Fe 2%-4%、SiO2 4%-9%,可用来出产氧化钴、钴盐和电解钴。
锰元素及电解锰
2019-03-07 10:03:00
一、锰元素及其用处
锰,是瑞典化学家、的发现者社勒于1774年从软锰矿中发现的。其时,这种软锰矿通称为“Manganese”,社勒就用这姓名作为新元素的姓名,即“锰”。它的化学符号是Mn,它的原子序数是25,是一种过渡金属。
锰是银灰色的金属,很象铁,但比铁要软一些。假如锰中含有少数的杂质——碳或硅,便变得十分坚固,并且很脆。不过,纯洁的金属锰的用处并不太广,由于它比铁还易生锈,在湿润的空气中,没一瞬间便变得灰蒙蒙的,失去了光泽——表面生成了一层氧化锰。再说,锰的熔点又比铁低,机械强度不如钢铁,而报价又比钢铁贵得多,因而人们几乎不出产金属锰,而很多出产钢铁。
锰最重要的用处是制作合金——锰钢。锰钢的脾气十分乖僻而风趣:假如在钢中参加2.5—3.5%的锰,那么所制得的低锰钢几乎脆得象玻璃相同,一敲就碎。但是,假如参加13%以上的锰,制成高锰钢,那么就变得既坚固又赋有耐性。高锰钢加热到淡橙色时,变得十分柔软,很易进行各种加工。其他,它没有磁性,不会被磁铁所招引。现在,人们很多用锰钢制作钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等常常受磨的构件,以及铁轨、桥梁等。上海新建的文明广场观众厅的房顶,选用新颖的网架结构,用几千根锰钢钢管焊接而成。在纵76米、横138米的扇形大厅里,中间没有一根柱子。由于用锰钢作为结构材料,十分健壮,并且用料比其他钢材省,均匀每平方米的房顶只用45公斤锰钢。1973年兴健的上海体育馆(包容一万八千人),也相同选用锰钢作为网架房顶的结构材料。在军事上,用高锰钢制作钢盔、坦克钢甲、的弹头号。炼制锰钢时,是把含锰达60一70%的软锡矿和铁矿一同混合治炼而成的。
除了锰钢外,锰钢也是重要的锰合金,锰钢含有30%的锰,具有很好的机械强度。由84%的钢、12%的锰和4%的镍组成的“孟加臬”合金(又叫锰镍铜齐),它的电阻随温度的改动很小,被用来制作精细的电学仪器。
锰的重要化合物是二氧化锰。在大自然中,便有很多天然的二氧化锰——软锰矿。人们早在远古时代便知道软锰矿了。二氧化锰是黑构色的粉末。干电池中那些黑色的粉末,就是二氧化锰。二氧化锰可以催化油类的氧化效果,人们常在油漆中参加它,以便加快油漆枯燥的速度。人们在制作玻璃时,常往里参加二氧化锰,由于它能消除玻璃的绿色,使绿色玻璃变得无色通明。
锰的另一重要化合物是(俗称“灰锰氧”)。是紫色针状晶体。只需参加一点儿,便足以使一大桶水变成紫色。是很强的氧化剂,能灭菌。在公共场所的茶缸旁,常放着一桶紫色的消毒用水,人们称之为“灰锰水”,其实,这就是溶液,浓度为千分之一。不过,这种水不能喝进肚里,由于它有催吐效果,在医学上用作洗胃剂和催吐剂。在分析化学上,常用作氧化剂,闻名的法就是用它作滴定液进行化学分析的。被复原后,常变成二氧化锰。“灰锰水”用完后,底下常有些黑色的渣子,那就是二氧化锰。
此外,碳酸锰是重要的白色颜料,俗称“锰白”,而硫酸锰在农业上,则用作种子催芽剂或作“锰肥”——微量元素肥料。
在动植物体中,锰的含量一般不超越十万分之几。但红蚂蚁体内含锰竟达万分之五,有些细菌含锰乃至达百分之几。人体中含锰为百万分之四,大部分散布在心脏、和脏。锰首要是影响人体的成长、血液的构成与内分泌功用。
在大自然中,锰是散布很广的元素之一,约占地壳总原子数的万分之三。最重要的锰矿是软锰矿和硬锰矿。尽管海水中含锰量很少,但在海洋深处的淤泥中,含锰却达千分之三。有人预言,在不久的将来,人们将从海底挖掘锰矿。
二、电解锰与金属锰
金属锰的提炼办法首要有热法(火法)和电解法(湿法)两种,热法出产(金属锰)纯度不超越95~98%,而纯的金属锰则是由电解法制备(电解金属锰),其纯度可达99.7~99.9%以上。现在,电解法出产已成为金属锰出产的首要办法。
电解金属锰是用锰矿石经酸浸出取得锰盐,再送电解槽电解分出的单质金属。外观似铁,呈不规则片状,质坚而脆,一面亮光,另一面粗糙,为银白色到褐色,加工为粉末后呈银灰色;在空气中易氧化,遇稀酸时溶解并置换出氢,在略高于室温时,可分解水而放出。
三、电解锰的牌号及分类
电解金属锰按其锰及杂质含量的不同分为四个牌号(表1)FormatImgID_0MnCSPSiFeSeⅠⅡ≥≤DJMn99.999.9 DJMn99.899.80.020.030.0050.0050.010.030.06DJMn99.799.70.040.050.0050.0150.010.030.1DJMn99.599.50.080.10.010.010.050.15四、电解锰的效果及其出产工艺
电解锰的纯度很高,它的效果是添加合金属材料的硬度,使用最广的有锰铜合金、锰铝合金,锰在这些合金中能进步合金的强度、耐性、耐磨性和耐腐蚀性,电解锰首要直销于不锈钢的出产。
金属锰的出产办法有两种。一种是选用电解法,所得产品为电解金属锰;另一种是以富锰矿及高硅锰硅合金为质料,用电炉脱硅精粹法出产,产品称金属锰。后者含锰稍低(Mn93%~97%),含铁较高(Fe≈2.0%)。金属锰一般用作冶炼低碳优质钢的合金添加剂,或用作有色金属合金的合金剂。产品计划有必要依据产品需求,经过计划比较进行优选断定。规划规划首要是依据矿石资源、电力直销和市场需求断定。现在用于不锈钢的多是电解锰。
工艺流程:常以含锰较低(Mn20%~23%)的碳酸锰矿为质料,经破碎、磨细成矿粉,参加已有回来阳极液的浸取罐中,加硫酸、通入蒸汽加热近于欢腾,使矿粉中的锰浸取进入溶液,参加适量缓冲剂硫酸铵,并在酸性矿浆中参加二氧化锰粉除铁,再通入液或参加石灰乳使矿浆成中性(pH≈7),固液别离去除残渣,往滤液中参加硫化剂(二甲基胺荒酸钠,(CH3)2NCS2Na,简称SDD)或乙硫氮净化,使镍、钴、铁等离子成硫化物形状堆积分出,经第2次固液别离除掉硫化渣,参加添加剂(SeO2或SO2:),即得合格电解液。电解时,合格电解液接连不断地参加电解槽,经通电电解至必定时刻(一般为24h),取出附有电堆积锰的阴极板(一起放入洁净的阴极板,使电解接连进行),经钝化、水洗、烘干后,将金属锰剥下,即为制品。电解时电解液穿过隔阂布进入阳极房,经过假底溢流出电解槽,此液称阳极液,经搜集后回来浸取罐,供浸取锰矿用。
钴知识
2019-03-08 09:05:26
钴是灰色硬质金属,它的居里点(失掉磁性的临界温度点)为1150℃,熔点为1495℃,沸点为2900℃,具有磁性和耐高温性。在300℃以上发作氧化效果,极细粉末状钴会主动焚烧。钴能溶于稀酸,在浓硝酸中会构成氧化薄膜而被钝化;在加热时能与氧、硫、氯、发作剧烈反响。
自然界中已知含钴矿藏有近百种,大多伴生于镍、铜、铁、铅、锌等矿床中,常见的用于提取钴的矿藏有辉砷钴矿、砷钴矿、硫钴矿、硫镍钴矿、含钴黄铁矿、硫铜钴矿、钴华、方硫镍钴矿等。钴矿藏的赋存状况杂乱,矿石档次低,所以提取工艺比较杂乱且收回率低。一般先用火法将砷钴精矿、含钴硫化镍精矿、铜钴矿、钴硫精矿中的钴富集或转化为可溶性状况,然后再用湿法使钴进一步富集和提纯,最终得到钴化合物或金属钴。
金属钴首要用于制作合金。钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍中的一种或几种制成的合金的总称。含钴工具钢能够显著地进步钢的耐磨性和切削性能,含钴50%以上的司太立特硬质合金即便加热到1000℃也不会失掉其原有的硬度。航空航天技术中运用最广泛的合金是镍基合金,也能够运用钴基合金。含钛和铝的镍基合金强度高是因为构成组成为NiAl(Ti)的相强化剂,当运转温度高时,相强化剂颗粒就转入固溶体,这时合金很快失掉强度。钴基合金的耐热性是因为构成了难熔的碳化物,这些碳化物不易转为固体溶体,分散活动性小,温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性就显现无遗,它可用于制作高效率的高温发动机。在航空涡轮机的结构材料运用含20%-27%铬的钴基合金,能够不要维护覆层就能使材料达高抗氧化性。钴是磁化一次就能坚持磁性的少量金属之一,在热效果下失掉磁性的温度叫居里点,铁的居里点为769℃,镍为358℃,钴可达1150℃。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力进步2.5倍。在振荡下,一般磁性钢失掉差不多1/3的磁性,而钴钢仅失掉2%-3.5%的磁性。因此钴在磁性材料上的优势就很显着。钴在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛运用。
我国钴矿资源首要散布在甘肃、山东、云南、河北、青海和山西,其保有储量占全国保有储量的百分比依次为30.5%、10.4%、8.5%、7.3%、7.1%、6%,这六个省的储量之和占全国总储量的70%,其他30%的储量散布在新疆、四川、湖北、西藏、海南、安徽等省区。我国已探明的钴矿床绝大多数是伴生矿,档次较低,钴首要作为副产品加以收回。依据对全国钴储量大于1000吨的50多个矿床的统计分析得知,钴的均匀档次仅为0.02%,因此出产过程中金属收回率低,工艺杂乱,出产成本高。可利用的钴资源首要伴生在铜镍矿床中,其钴资源探明储量占全国总储量的50%左右。已开发的铜镍矿床有甘肃金川的白家嘴子、吉林磐石的红旗岭、新疆的喀拉通克等矿,甘肃金川为我国首要钴出产地。可利用的钴资源其次伴生在铜铁矿床中,现在现已开发的有山西中条山铜矿、湖北大冶铁矿、山东金岭铁矿、四川拉拉厂铜矿和海南石碌铁铜矿等。因为受资源条件约束,国内钴产值增加缓慢,不能满意国内市场需求,需经过进口补偿缺乏。
锰硅合金冶炼工艺操作(二)
2019-01-08 09:52:46
五、炉渣中的A12O3含量对炉况的影响 炉渣中的A12O3具有增高炉渣熔点、稠化炉渣的作用,在同一温度条件下,增加Al2O3含量,将降低炉渣的导电性,如图6所示。 A12O3-CaO-MnO-SiO2系粘度图(图2)说明,等温条件下,提高A12O3含量,将增大炉渣粘度。某研究所实测的锰硅炉渣粘度和A12O3含量及温度关系图(图7)表明,在同样温度条件下炉渣粘度随A12O3含量的增加而增加。高铝渣与低铝渣的低温粘度相差很大,高温粘度差别不大;炉渣温度超过1500℃时,含A12O312%~21%的炉渣粘度相差不到1Pa·S.挪威埃肯公司和我国上海铁合金厂的生产实践表明,炉渣温度足够高时,炉渣粘度不再成为反应趋近于平衡的障碍。由于硅酸钙、硅酸镁和硅酸铝比硅酸更稳定,提高碱度和A12O3含量有增大MnO活度的作用,适当提高炉渣碱度和A12O3含量有利于MnO的还原、降低渣中MnO含量,提高锰的回收率。上海铁合金厂以此为理论依据组织进行了低渣法锰硅合金的生产,特别是生产含硅较高的锰硅合金(Sil7%~23%)取得了较好的冶炼指标。[next] 六、炉缸温度 SiO2是较难还原的氧化物,它的还原程度与还原剂用量,特别是炉缸温度有关。因此,冶炼含硅量较高的锰硅合金除了要适当增加焦炭量外,关键是设法提高炉缸温度。在连续式操作过程中,炉渣的熔点对炉温有很大影响。冶炼锰硅合金时,炉渣中SiO2和MnO在1240℃形成低熔点的硅酸锰,而从MnSiO3中还原得到含Si20%的合金液的开始还原温度是1490℃,因此冶炼含硅较高的锰硅合金的主要困难也是炉温问题。 由于炉内的冶炼过程是连续进行的,出炉时熔池溶液在上层炉料的重压下,几乎全部被挤出炉外,低密度的SiC等高熔点物质直接接触并凝结在炉底上,增高了炉缸的位置,缩小了反应区面积,部分熔化但还没有来得及充分还原的炉料也被排出炉外。这可从出炉间隔较短的锰硅合金炉渣MnO含量较高得到证实。 当炉眼堵实后,新的一炉开始的初期,炉内由于缺少液相溶液的帮助,不能够通过液相溶液把电极脚下的电热能及时传递开,传到整个炉膛熔池界面,以至由于反应区狭小,形成局部的超高温,使锰元素过量挥发而损失。 稳定和提高反应区面积的措施有: (1)提高炉体内衬的蓄热能力。锰硅合金电炉内衬采用碳质材料制作,其导热、蓄热性能良好,由于蓄热量和砖体体积成正比,通常选择2~3倍于炉墙内衬厚度的炉底碳质内衬,以便尽量减小出炉前后炉缸温度的波动范围。 (2)延长出炉时间间隔。在堵眼后的1h内,液相熔液明显不足,不能适应平衡炉膛单位面积电热分布的需要,反应区的面积不够;随着冶炼时间的延续,熔池逐渐加深,反应区的MnO·SiO2还原反应近于合理,若能长期保持即可以取得理想的技术经济指标;然而,由于受炉前设备容量的限制,必须按规定要求定时出炉,以避免不必要的炉前事故。在炉前设备容量允许的前提下,有意识地降低产品冶炼的渣铁比,延长出炉时间间隔,在许多铁合金厂已经明显地改善了产品的技术经济指标。 (3)采用留渣或留铁操作法。留渣法冶炼是日本首先提出来的,它利用炉渣电阻热代替常规法的电弧热,使炉内形成广泛的反应区,以此提高电炉的生产能力,降低冶炼电耗。留渣或留铁操作法的优点是:①在熔池中能量转换稳定;②放出的液体的温度稳定;③扩大了反应区,逸出气体分布均匀,热利用率高。 (4)减少热停炉次数。经常地热停炉,对电极在炉料中的插入深度影响极大,生产中宁愿一次停炉30min,也不愿分两次停炉20min.频繁地升吊电极对炉况综合利用维护不利,经常停炉势必造成高温区上移,炉底温度降低。 锰矿石的品位和粒度对炉温也有一定影响。矿石含锰量越高,渣铁比就越低,可以相应地延长出炉时间,均匀提高炉温。如果矿石粒度合适,粉末率低,则炉料透气性良好,整个炉口均匀冒火、下沉,炉料预热效果好,带入下部反应区的显热较多,生产技术指标较好;如果矿石粒度较大,则熔化速度减慢,成渣温度提高,有助于提高炉温,但是塌料现象会有所增加。 提高合金含硅量,需要有合适的炉渣成分,炉渣成分是影响炉况及各项技术经济指标的重要因素。冶炼锰硅合金所用原材料不是固定不变的,原料成分稍有变化,炉渣成分也随之改变。实践经验表明,炉渣碱度n(CaO+MgO)/n(SiO2)控制在0.6~0.8是合适的,此时合金含量较高,渣中含锰量在6%左右。如果炉渣含有5%~7%的MgO,将大大改善炉渣的流动性,有利于炉温的提高,促进SiO2的还原。 电极工作端长度对于炉温有着直接的影响。9000~12500kVA电炉冶炼锰硅合金时电极的正常插入深度为1.2~1.4m,工作电压130~145V;3000~6000kVA的电炉冶炼锰硅合金时电极的正常插入深度为0.6~0.8m。 此外,如果骑马碳砖受到侵蚀变薄,炉眼太大会造成出炉时淌料严重,也将妨碍炉温的提高,从而影响合金中硅含量的提高。 七、锰的回收率 锰的回收率是生产锰硅合金的一项重要指标。提高锰的回收率就是要减少进入炉渣和随同炉气逸出的锰。表1 渣中锰含量与炉渣碱度的关系碱度n(CaO)/ n(SiO2)0.21~0.30.24~0.40.41~0.50.51~0.60.61~0.70.71~0.80.81~0.9渣中含锰量/%10.39.68.358.417.255.764.88
炉渣中锰含量与炉渣碱度有关,如表1所示。炉渣碱度越高,其锰含量也就越低。但是这并不是结论。因为随着炉渣碱度的增高,渣量相应增大,虽然渣中锰的百分比下降,炉渣中总的跑锰量却不一定下降。实践经验证明,当碱度由0.2增大到0.7~0.8时,锰的回收率随着碱度的增加而提高,当碱度进一步提高时,锰的回收率反而降低。[next] 八、炉膛压力和炉气成分 全封闭炉冶炼锰硅合金时,判断炉况除了要根据原料情况(粒度、成分)、电极位置,炉渣碱度、合金成分、渣量(与敞口炉相同)等分析外,还要考虑炉气成分、炉膛各部位温度变化等情况,对冶炼过程进行全面分析,综合判断。例如: (1)炉气出口压力波动,炉盖温度局部升高说明炉膛内局部翻渣或刺火。 (2)炉气出口压力增大,炉盖温度未升高,二次电流下降,说明炉内有塌料现象。 (3)炉气出口压力增大,炉盖温度升高,电极波动,出炉压力显著下降,是炉膛内翻渣的象征。 (4)炉气中氢含量急剧上升,在原料温度不变的情况下,说明炉内设备有严重漏水现象,应立即停电处理。如果氧含量增加,说明密封不好,应搞好密封。 为了减少随炉气逸出的锰损失,需要避免高温区过于集中,减少锰的挥发,因此,二次电压不宜过高,如果电极插得深,料柱厚,炉气外逸有比较长的路径,炉料能够吸附一部分挥发锰,减少锰的挥发损失。 近年来国内外一些大型电炉推行低渣比操作法,减少料批中的熔剂配入量,延长出炉时间间隔,提高炉缸热容量,提高炉温,借此提高硅的利用率,降低渣铁比。随着渣铁比的降低,炉渣中的A12O3含量也大幅度地提高,尽管高铝渣的熔点比低铝渣高一百多度,当炉况良好,炉缸温度真正地提高时,在上层炉料的压力作用下,高A12O3含量的炉渣是可以顺利地排出炉外的,并与金属液很好地分离。某厂自1984年以来一直推行低渣比配料计算法,在同样的原材料条件下将渣铁比由1.35降到1.1左右,电耗从4650kWh/t左右降至4400kWh/t左右。 冶炼锰硅合金时的出炉程序和铁水浇铸程序与电炉高碳锰铁冶炼相同。 冶炼一吨锰硅合金的消耗大致为: 锰矿(含Mn28.5%) 2000~2100kg 富锰渣(含Mn36%) 700~850kg 硅石 250~180kg 焦炭 550~650kg 锰的回收率 75%~80% 硅的回收率 40%~50kg 某厂锰硅合金冶炼的主要技术经济指标如表2所示。表2 某厂锰硅合金治炼的主要技术经济指标主要原料锰硅合金牌号Mn64Si18Mn64Si23锰矿(Mn33%)/(kg·t-1)1340~15201400~1540富锰矿(Mn38%)/(kg·t-1)400~600400~490硅石(kg·t-1)150~160180~200石灰(kg·t-1)150~170 白云石(kg·t-1) 130~170萤石(kg·t-1)60~7060~70锰铁返回渣(kg·t-1)500~600 硅铁炉渣(kg·t-1)60~7010~20电耗(kWh·t-1)3300~35004000~4200锰的回收率/%80~8385~87[next]
九、配料计算 根据以下条件进行配料计算: 按品种要求混合锰矿m(Mn)/m(Fe)≥4.5,m(P)/m(Mn)<0.0025.原材料化学成分如表3所示。表3 原材料化学成分(%)名称MnPFeOSiO2CaOMgOAl2O3混合锰矿300.061323.991.14.3焦碳固定碳灰分挥发分 821520 灰分组成 64541.23硅石 0.0080.597
注:焦炭含水量约10% 元素分配如表4所示。表4 元素分配(%)元素入合金入渣挥发Mn781012Fe9550Si405010P85510
锰硅合金化学成分为:Mn70%,Si20%,C1%,Fe8%,P0.18%. 出铁口排炭及炉口燃烧损失10%。 以100kg混合锰矿为计算基础,求需焦炭、硅石量,并计算出炉渣碱度。 (1)合金质量的计算
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(2)焦炭用量的计算 焦炭用量如表5所示。 考虑出铁口排炭,炉口烧损折合成含水10%计,则焦炭量: 13.584÷0.82÷0.9÷0.9=20.4(kg) (3)硅石用量的计算 以上炉渣碱度稍低,可加适量石灰调整,合适的炉渣碱度为0.6~0.7。如采用碱度为0.698,则加石灰(石灰含CaO85%)量为: 每批料的组成为:混合锰矿100kg;硅石12.4kg;焦炭20.4kg;石灰3.3kg。