六水合硫酸镍
2017-06-06 17:49:58
六水合硫酸镍在业内统称就叫做硫酸镍。以下我们来了解一下六水合硫酸镍的详细内容!分子式 NiSO4·6H2O分子量 262.85别名 Nickelous sulfate;Morenosite 分子结构式 性状 绿色结晶体,正方晶体。低于31.5摄氏度结晶NiSO4.7H2O, 31.5至53.3摄氏度为六水盐。103.3摄氏度失去六个结晶水。 易溶于水,水溶液呈酸性,微溶于酸、氨水。质量标准 GB/T 1287-94项目Item 优级纯 分析纯 化学纯 (GR) (AR) (CP)含量(NiSO4·7H2O)Assay,% ≥ 99.0 98.5 98.0水不溶物Insoluble matter in water,% ≤ 0.005 0.01 0.02氯化物(Cl)Chloride,% ≤ 0.001 0.001 0.005硝酸盐(NO3)Nitrate,% ≤ 0.003 0.003 0.02钠(Na)Sodium,% ≤ 0.01 0.02 0.05钙(Ca)Calcium,% ≤ 0.005 0.02 0.1铁(Fe)Iron,% ≤ 0.0005 0.001 0.005钴(Co)Cobalt,% ≤ 0.002 0.01 0.05铜(Cu)Copper,% ≤ 0.001 0.002 0.005锌(Zn)Zinc,% ≤ 0.002 0.01 0.05铅(Pb)Lead,% &nb
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。
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
湿法冶金(四)
2019-03-05 09:04:34
当料液中的交流离子分散到树脂表面后,还需求以下进程才干完结交流的完好进程:①膜分散即溶液中的交流离子抵达离子交流树脂和溶液构成的表面膜后,在向这层膜内进行分散;②粒子分散即交流离子抵达离子交流树脂相后,持续在离子交流树脂颗粒内部进行分散;③发作交流反响;④交流下来的离子在离子交流树脂内分散,分散到离子交流树脂颗粒表面;⑤交流下来的离子持续分散穿过颗粒表面膜。 影响离子交流反响速度的要素有交流树脂的品种、交流离子、离子浓度、搅搅拌作业温度等,真实影响交流速度的是分散。 (六)电渗析 是一种以电.位差为推动力,使用离子交流膜的挑选透过性,从溶液中脱除或富集电解质的膜别离技能。电渗析的功用首要取决于离子交流膜,它以高分子材料为基体,接上可电离的功用基团而成。按功用基团的性质,能够把交流膜分为阳膜和阴膜两类。从膜结构上分析阳膜含有酸性功用基团,能离解出阳离子,只允许透过阳离子。阴膜含有碱性功用基团,能离解出阴离子,只允许透过阴离子。离子交流膜的挑选透过性是根据膜上固定离子的电性效果,由于它的电荷和活动离子的电荷电性相反,故能招引溶液中的异性电荷离子进人膜内,随后又透过膜转人另一侧溶液中;与此一起排挤同性电荷离子,不能进人膜内,留在溶液中。 进行电渗析的设备为电渗析器,它由离子交流膜、隔板和电极组成。片状的阳膜和阴膜替换摆放,隔板放置在其间,隔板仅1-2mm厚,内有隔网起坚持膜的距离和扰动液流,这样构成一系列相间的小水室,设有进出水管。渗水器的两头设电极室,端侧有电极,阳极用石墨或涂钉的钦制造,阴极则用不锈钢制造。 当含盐溶液通人渗析器的每个水室时,在直流电场的效果下,溶液中的离子作定向的搬迁。由于阳膜只允许阳离子经过而截留阴离子,反之也相同,其结果是相邻的水室,一个室变成无离子的无盐溶液,另一室则聚集了离子,到达浓缩和别离的意图。在湿法冶金中电渗析作为技能别离杂质或富集金属的单元技能得到广泛使用。 (七)膜别离技能 是在外加推动力下,使溶液中的溶剂或溶质挑选性地经过隔阂的别离办法。根据外加推动力和别离膜的不同,膜别离包含反浸透、超滤、微孔过滤、分散渗析和液膜别离等。反浸透、超滤和微孔过滤以不同的压力差作外加推动力,到达溶剂与溶质、巨细溶质粒子和悬浮物与溶液别离的意图。分散渗析以离子浓度差作为推动力。液膜别离则使用物质在液膜中的溶解度和浸透速度不同完成物质的别离。 膜别离在湿法冶金使用中的开展趋势是:①开展新式膜材料和别离技能,以习惯湿法冶金中高温高酸碱介质的要求,进步材料的稳定性和使用寿命;②开展别离技能的归纳工艺,扩展使用规模,进步别离功率;③结合膜别离和惯例别离技能,以下降能耗、节约出资、进步经济效益;④开展新式膜别离设备。[next] 四、从溶液中提取金属 把水溶液中所含的金属物料经过金属状况的转化从溶液中分出收回单元的操作进程,是湿法冶金的重要进程之一。从溶液中提取金属的办法分电解法和化学法两种。而化冶金则是兼具二者的一种特殊冶金办法。 电解提取又称电解堆积,是向含金属盐的水溶液或悬浮液中经过直流电而使其间的某些金属堆积在阴极的进程。 化学提取是用一种复原剂把水溶液中的金属离子复原成金属的进程。 电解提取和化学提取各有其优缺陷。电解提取不需很多试剂,对环境污染小,特别适合于大规模出产,是工业上从水溶液中提取铜、镍、锌的首要办法。但该法耗费很多电能,不适用于电力缺少的区域。此外,一次性设备出资大,占地面积大,操作周期长。而化学提取规律具有不需求耗费很多的电能、设备出资少、占地面积小、操作周期短等长处;缺陷是需求耗费复原剂,发作的废液经处理才干排放。 精粹冶金是使用浸取固体物猜中的金属,然后用歧化沉积从含液中提取金属的进程。化冶金只适用于提取铜、银等少量几种金属,除电解提取则详见第三节电冶金部分。现别离叙说化学提取和腈法冶金。 (一)电解提取 内容详见第三节电冶金部分。 (二)化学提取 用复原剂把水溶液中的金属离子复原为金属态分出的提取金属的办法。工业常用的复原剂有、SO2气体、亚铁离子、铁、锌、铝、铜等金属以及草酸和联胺等。 1.加压氢复原法 在压煮器(高压釜)内用使水溶液中的金属水溶物复原成金属、化合物或贱价离子的化学提取办法。 氢从水溶液中分出金属的反响为:
[next] 当金属的电极电位大于氢的电极电位(ФMe>ФH)时,能够用氢复原分出金属,直至ФMe=ФH停止。 经过上式可知,增大金属复原程度,其一是经过增大氢分压和进步溶液的pH值来下降氢电位;其二是靠添加溶液中金属离子浓度来进步金属电位。跟着复原进程的进行,溶液中的金属浓度不断下降,ФMen+/Me也不断下降,而H+浓度不断添加,Ф2H+/H2不断上升,当ФMen+/Me=Ф2H+/H2时复原反响到达平衡。当然,随之压力、温度升高对复原金属是有利的。为了处理分出金属的新相生成问题,需预先往水溶液中加人晶种。现在该办法用于别离金属和出产金属粉末与金属氧化物。 2.二氧化硫复原法 以二氧化硫为复原气体将溶液中的金属离子复原成贱价离子或金属的化学提取办法。 SO2溶于水生成H2SO3 ,是杰出的复原剂。因而,二氧化硫的复原效果实质上是经过进行的。电极SO42-/SO32-的标准电极电位Ф0=+0.20V,因而,二氧化硫能将溶液中电位较正的一些金属离子复原成贱价离子或金属。 二氧化硫复原法在湿法冶金中广泛用于铜、金和锌等出产中。 3.亚铁复原法 以亚铁离子为复原剂将溶液中金属离子直接复原沉积出金属的化学提取办法。由于亚铁具有较正的标准电极电位,因而许多常见杂质难以分出而可得到高纯度金属粉末,且亚铁复原剂制备简单和报价便宜。 4.置换 用电极电位较负的金属将金属盐水溶液或某些不溶盐悬浮液中电极电位较正的金属离子复原成金属的进程。具有电极电位较渗(的金属称为置换剂。在湿法冶金出产进程,置换既可作为溶液中金属提取的一种手法,也可作为溶液净化的办法。 按金属在水溶液中标准电极电位排序,任何一种金属都可将其后边的金属置换出来。任何一种金属都能够作为置换剂。常见金属的标准电极电位列入表1中。[next]表3-1 常见金属的标准电极电位(298K,1mol/L溶液)金属电极标准电极电位Ф0/V金属电极标准电极电位Ф0/V金属电极标准电极电位Ф0/VK+/K-2.925Fe2+/Fe-0.44Sb2+/Sb0.1Ca2+/Ca-2.87Cd2+/Cd-0.402Bi3+/Bi0.2Na+/Na-2.713Co2+/Co-0.3As3+/As0.3Mg2+/Mg-2.37Ni2+/Ni-0.25Ca2+/Ca0.337Al3+/Al-1.66Sn2+/Sn-0.14Ag+/Ag0.8Mn2+/Mn-1.19Pb2+/Pb-0.126Mg2+/Mg0.854Zn2+/Zn-0.7632H+/H2±0.000Au3+/Au1.5 在挑选置换剂时,首要考虑的是电极电位的巨细,一起还有必要考虑溶液特性、金属收回的难易程度和经济要素以及是否污染溶液对提取金属发作影响等。常用的置换剂有铁、锌、铅、镍、钻等,其形状有板、粒和粉,粉状的表面积大,效果最好。置换广泛用于浸出液提取金属,并用于溶液净化。 5.联胺复原法 联胺即用N2H4·H2O与适量合作将水溶液中的金属盐复原成金属粉末的化学提取办法。又称肼或复原法,是制取金属粉末的重要办法之一。 联胺是一种无色油状液体,但有毒和有气味,具有很强的复原效果。联胺将金属离子复原成金属,无论是不溶性盐(AgCl)或可溶性盐(AgNO3),都是先与效果转变成金属配离子,然后将金属配离子复原成金属,如:[next] AgCl+2NH3·H2O====Ag(NH3)2·Cl+2H2O 4Ag(NH3)2Cl+N2H4+4H2O====4Ag+N2+4NH4Cl+4NH3·H2O 该法出产的银粉粒度细、纯度高,是制造银触头的抱负材料。 6.歧化沉积法 操控必定条件使溶液或溶盐中具有多种价态的金属离子,发作本身的氧化复原生成高价态的离子和金属的化学办法。 一些具有多种价态的金属如铜、镓、铟、铝、钛、锆、铪、铌和钽等,都可用歧化沉积法提纯,其特点是金属有必要具有多价态的特性。如铟的歧化沉积提纯,是先用氯化氢使铟生成InCl: 2In(I)+2HCl(g)→2InCl(s)+H2(g) 制得的InCI(s)在水中发作歧化反响得到高纯海绵铟。 3InC1(s)→InCl3(t)+2In(海绵) (三)腈法冶金(nitrile metallurgy) 是用腈的水溶液提取金属的一种湿法冶金办法。又叫甲基腈,是出产腈的一种副产品。对Cu+和Ag+有很强的合作力。此法是由澳大利亚人帕克(A.J.Parker)在20世纪70年代提出的。 在的存在情况下常温反响: Cu0+Cu2+====2Cu+ 向右进行平衡常数K=10-6,但当有时,以上反响的K=108-1022,并随浓度的添加,K值持续增大,阐明Cu0简单氧化成Cu+而进人溶液。这是帕克提出该法的根据。 该法首要用于从含铜的固体物料(粗铜粉、置换铜、废杂铜屑以及氧化铜离析产品),氧化铜矿和硫化铜中提取铜。应该说,该法仍是一种很有出路的办法,由于该法出资少,总处理费用低,产品质量高。但现在还处在实验阶段,真实用于工业出产,还需做很多的作业。
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。
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。
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。
卤水合成镁氧反应条件的确定
2019-01-21 18:04:35
一、前言
镁氧(MgO)是重要的耐火原料,可以广泛应用于冶金、建筑、化工等行业。镁氧的制取有多种途径,重质镁氧是煅烧菱镁矿和白云石、硫酸镁热分解以及氯化镁水解而制得。以卤水石灰为原料,从溶液中沉淀出氢氧化镁,然后进行热处理可以制得具有不同活性的镁氧。从理论上讲,卤水合成氧化镁,由于反应产物Mg(OH)2的溶解度远小于Ca(OH)2,反应Mg2++Ca(OH)2=Ca2++Mg(OH)2↓在一般条件下理应进行得比较容易和充分,而在实际生产过程中,要想制得品质优良、能耗较低、工艺流畅的镁氧产品却并非易事,会受到多种因素的制约,其反应条件需要我们通过试验和研究逐一加以确定。
二、反应条件的确定
(一)卤水中SO42-的去除
从测得的卤水试样成份看:Mg2+=1.97mol/L≈2mol/L,SO42-=0.607mol/L≈0.6mol/L,卤水中SO42-的含量远高于海水。由于KspCaSO4=9.1×10-6(25℃),较低。因此,当向卤水中直接加入Ca(OH)2时,势必在Mg(OH)2析出的同时伴随有CaSO4沉淀的产生。实验证明,用不去除SO42-的卤水直接与灰乳反应制得的Mg(OH)2含40%的CaSO4,制得的MgO产品含30%的CaO。
去除卤水中SO42-的办法是向卤水中预先加入CaCl2溶液,使之形成CaSO4沉淀而除去。CaCl2溶液为后道反应过程所产生的母液,母液中CaCl2的浓度视卤水中的Mg2+、SO42-的含量以及沉淀的反应时所加灰乳浓度而定,本着有效去除SO42-,减少工艺流程液体处理量,在实际许可的范围内应尽量使母液中CaCl2的浓度高一点。这里我们可获得的母液CaCl2含量在0.8mol/L~1mol/L。
反应SO42-+CaCl2(母液)→CaSO4↓+2Cl-的当量点视最后加入的CaCl2不再使卤液产生沉淀为准,再适当过量一点。关键的问题是若不严格控制CaCl2的加料速度,沉淀物的沉降速度将很缓慢,难与母液分离。我们在不同的时间内向一定量卤水中加入CaCl2溶液,测定各沉淀的沉降速度,结果如表1。
表1 CaCl2的加料速度与CaSO4沉降速度的关系由表1可看出,只要将CaCl2的加料时间控制在30min左右,就会获得沉降性能较好的粘连晶簇的石膏沉淀。
(二)反应终点的确定
准确确定石灰卤水合成Mg(OH)2反应的当量点对于提高产品的质量,改善料浆的物理性能具有非常重要的意义,为了消除实际操作过程中难以避免的计量误差,我们采用pH值显示的方法确定反应终点。
准确称取NaOH、CaCl2,配制1mol/L的灰乳,将此灰乳按量分批加入一定量去SO42-卤水中(Mg2+=1mol/L),控制一定的加料速度和搅拌速度,使其充分反应,记录反应溶液pH值的变化,结果如表2、图1。
表2 反应液pH值随反应进程的变化图1 反应溶液PH值随反应进程的变化
由图1可看出,反应初期PH几乎维持在9.80,这是因为加入的石灰乳全部消耗在Mg(OH)2的形成上,当反应接近等当点时(PH=10.46),Mg2+与石灰反应基本完全,若再加入少量灰乳出现PH的突变,沉淀过程的PH变化反映了反应的进程,因此我们可以根据PH来确定反应的终点,此处的反应终点为10.46,实际上为了保证产品的纯度,避免出现不完全反应,我们一般将PH控制在10.4左右。
(三)反应程序的确定
所谓反应程序,这里主要是指反应的操作程序。反应的操作程序的不同,直接影响产物的颗粒大小,从而影响Mg(OH)2料浆的沉降和过滤性能,不适当的反应程序所产生的Mg(OH)2呈胶状物,结晶非常细小(小于1μm),比表面积大,沉降过滤性能差。对这一问题的解决,已经成为工艺过程最为关键的技术之一。目前解决的办法,主要有两个:一是让反应处于浓CaCl2介质中,从而减缓反应的速度,促使产物颗粒长大;二是通过晶种回输的办法使得Mg(OH)2颗粒不断长大,但这种工艺目前在国外只适用于含镁量低的海水的提镁过程,卤水提镁过程使用该法没有先例。我们通过制定特定的反应程序,成功地将晶种法运用到这一过程,取得了非常理想的效果。具体研究结果将在今后的文章中作详细介绍。
(四)灰乳浓度、加料速度及反应搅拌速度的确定
如上所述,反应程序的设计对产物的沉降、过滤性能具有重要的影响,而温度、灰乳浓度、加料及搅拌速度、反应时间、C/M等同样对反应的进程、反应产物的品质及物理性能具有重要的作用。考虑从实际出发,反应只能在常温条件下(25℃左右)进行,从理论上讲,该反应的反应速度是很快的,反应时间这项指标,实际上是与灰乳的加料速度联系在一起的,关于C/M主要取决于反应终点,已确定为PH=10.4。因此,我们这里仅仅需要确定的是:灰乳浓度、灰乳的加料速度,以及反应的搅拌速度。
试验方案按正交表L9(34)进行设计,选定因素及水平见表3。试验共进行9次,每次试验均取等量的相同晶种,置于1L烧杯中,采用晶种法将含1mol/LMg2+的去SO42-卤水与灰乳连续反应四次,各次反应结束后倾出1/4浆料,控制PH=10.4,最后测定浆液沉降速度、过滤系数K及其产品纯度,再按正交试验法计算规则进行数据处理、绘图及分析。(如图2)。图2 沉淀反应各因素对技术指标的影响
试验结果显示,无论是从料浆的沉降、过滤性能看,还是从产品的纯度看,均以A1、B1、C3条件为最佳,即:灰乳浓度取0.5mol/L、灰乳加料速度取8mL/min,搅拌速度取200r/min。但仔细分析一下,当转速在150r/min~200r/min范围内变化时,对三项指标的影响均不很大,因此,搅拌速度可控制在150r/min~200r/min之间任一数值。关于灰乳的浓度,若取0.5mol/L,虽然有利于促进反应的转化,提高产品的纯度,但是,反应终了母液中Ca2+含量太低,用来去除卤水中的SO42-,所需的母液量势必增大。整个过程所需处理的溶液量增加,反应容器变大。由图2看出,灰乳浓度若取1.2mol/L,料浆K值及产品纯度并无较大变化,而反应母液中Ca2+达0.7mol/L~0.8mol/L。
表3 沉淀反应条件试验因素水平表综上所述,较为合理的灰乳浓度:1mol/L~1.2mol/L,灰乳加料速度:8mol/min、搅拌速度:150r/min~200r/min
三、结语
文章系统分析了石灰-卤水法提取镁氧产品反应过程的几个主要影响因素,通过试验和研究反应的几个主要条件,加以逐一确定,从而保证了在实际生产过程中,使产品品质更优良,能耗更低,工艺更简洁、更流畅、更合理。对综合开发沿海卤水资源具有重要的现实意义,最终的反应条件是:反应终点定为PH=10.4;灰乳的浓度:1mol/L~1.2mol/L,灰乳加料速度:8mL/min;搅拌速度:150r/min~200r/min,反应运用晶种法提高产物的沉降过滤性能;在卤水去SO42-过程中,CaCl2的加料时间定为30min。