第三章1-镍绪论讲述.ppt

第二篇 镍冶金 目 录 第1章 绪论1.1镍冶金发展史略 1.2 镍资源 1.3 镍的性质 1.4 镍的用途 1.5 镍的生产原料 1.6 镍的生产方法 第2章 硫化镍精矿的火法冶炼 第3章 氧化镍精矿的火法冶炼 第4章 硫化镍的电解精炼 第5章 羰基法生产镍 第6章 硫化镍精矿的湿法冶炼 第7章 高镍锍的湿法冶炼 第8章 氧化镍矿的湿法冶炼 镍在世界物质文明发展中十分重要的作用。人类发现镍的时间不长,但使用镍的时间可一直追溯到公元前300年左右。 1.1.1 国外 1751年，瑞典科学家克朗斯塔特首次制取到了金属镍。 国外于1775年制得纯镍，在1825-1826年间瑞典开始了镍的工业生产。 直到十九世纪末，由于产量有限，镍被人们视为贵金属，用以制作首饰。当时，由于技术条件等因素的限制，镍的生产长期未得到显著的发展。 二十世纪以来，人们发现了镍的多种用途及其在改善钢的性能方面所具有的独特功能，现代镍工业由此诞生并得到了迅速发展。 1910年世界镍产量只有2.3万吨，1960年为32.55万吨，1980年为74.28万吨，至2002年世界镍的年产量已达到117.59万吨。 1.1 镍冶金发展史略 1.1 镍冶金发展史略 1.1.2 中国 我国在春秋战国时期就已经出现了含镍成分的兵器及合金器皿。 在公元前我国就知道使用镍锌，镍铜合金。 古代云南出产的一种“白铜”中,也含有很高的镍。 随着我国经济发展速度的进一步加快和国民经济结构的调整，不锈钢行业、电池、电镀、触媒行业对镍的需求量将进一步增加。 1.2.1 世界镍资源 镍的矿物资源主要有硫化镍矿和氧化镍矿，再就是储存于深海底部的含镍锰矿。在全世界镍储量中，硫化镍矿占了30-40%，氧化镍矿占了60-70%。主要分布在古巴，加拿大，俄罗斯，新喀里多尼亚，印度尼西亚，南非，澳大利亚和中国，巴西，哥伦比亚，多米尼加，希腊，菲律宾等国。世界各国所产镍金属中，70%左右来源于硫化镍矿。 有关统计资料表明，至1990年，全世界已发现的陆地镍储量为5800万吨，储量基础为1.23亿吨，海洋锰结核矿的镍资源若以准边界品位估计，约有689万吨。 1.2 镍资源 1.2.2 国内镍资源 我国已探明的镍矿点有70余处，储量为800万吨，储量基础为1000万吨，在世界上占第八位。其中硫化镍矿占总储量的87%，氧化镍矿占13%。 主要分布在甘肃,云南,新疆,吉林,四川, 青海, 陕西等15个省、自治区中,其中甘肃最多，金川镍矿已探明的镍储量为548万吨,占全国总储量的68.5%，金川镍矿则由于镍金属储量集中,有价稀贵元素多等特点,成为世界同类矿床中罕见的、高品级的硫化镍矿床。其次为云南,新疆,吉林和四川,其镍储量分别占全国总储量的9.1%,7.5%,5.2%和4.5%。 1.2 镍资源 镍是元素周期表中第Ⅷ族的元素，其在元素周期表中的位置决定了镍及其化合物的一系列物理化学特性，镍的许多物理化学特性与钴、铁近似；由于与铜比邻，因此在亲氧和亲硫性方面又较接近铜。 1.3 镍的性质 1.3.1 物理性质 镍是银白色的金属。 金属镍有两种晶态，α镍为紧密的六方晶系，β镍属面心立方晶系。 镍退火后伸长率为40%-50％，布氏硬度为80-90，其铸造收缩率为2.2%；在受水、水蒸气和氧的作用时，表面变暗。具有良好的展延性，可制成很薄的镍片（厚度小于0.02mm）。 镍是周期表中仅有的三个磁性金属之一，为许多磁性合金材料的成分。镍能与许多金属组成合金，这些合金包括耐高温合金、不锈钢、结构钢、磁性合金和有色金属合金等。镍的主要物理性质如表3-1所示。 1.3 镍的性质 1.3 镍的性质 3.3.2 化学性质 镍是元素周期表中第4周期Ⅷ族元素，元素符号Ni，原子序数28，相对原子质量58.69。镍原子的外电子构型为［Ar］3d84s2，在形成化合物时容易失去外层4s轨道上的2个电子，也可失去次外层3d轨道上的电子，因此镍具有+2、+3和+4等价态，+2价是镍稳定的化合价。 镍能抗氧锈蚀，因为其表面生成NiO致密薄膜，能阻止进一步氧化。也能抗强碱腐蚀，它在稀盐酸和硫酸中溶解很慢，但稀硝酸能与之作用。 1.3 镍的性质 3.3.2 化学性质 镍与氧生成三种化合物，即氧化亚镍（NiO），四氧化三镍（Ni3O4）和三氧化二镍（Ni2O3），只有NiO在高温下稳定。 镍与硫生成四种化合物，即NiS2，Ni6S5，Ni3S2和NiS，在冶炼高温下只有Ni3S2稳定。 镍的盐类多为二