Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Элемент никель открыт Кронштедтом двести лет тому назад (1751 г.), но впервые выделен в чистом виде Рихтером в 1804 г. Вскоре после этого — в двадцатых годах прошлого столетия — в Европе возникли первые никелевые заводы, работавшие на мышьяковистых рудах. В 1865 г. были открыты месторождения окисленных никелевых руд. Новой Каледонии, введенные в эксплуатацию позднее; в восьмидесятых годах открыты сульфидные руды и организовано производство никеля в Канаде.
На протяжении ряда десятилетий никель имел крайне ограниченное использование и лишь с восьмидесятых годов, когда были обнаружены замечательные свойства сталей, легированных никелем, этот металл из ювелирного превратился в один из важнейших. Еще более возросло значение никеля, когда были получены многообразные никель содержащие сплавы повышенной твердости, пластичности, прочности, жаростойкости и кислотостойкости. а также когда никель стали применять в химической промышленности, аккумуляторном производстве, для электрохимических покрытий и т. п.
Первые месторождения уральских окисленных никелевых руд открыты в 1855 г — на десять лет ранее каледонских; месторождения окисленных никелевых руд Кубы, Греции, Бразилии, Индонезии и некоторых других стран обнаружены значительно позднее. Запасы окисленных никелевых руд в бывш. СССР чрезвычайно велики.
Сульфидные никелевые руды России находятся на Кольском полуострове и в Таймырском округе.
В конце двадцатых годов в бывш. Советский Союз приступил к организации отечественной никелевой промышленности и вот уже свыше двух десятилетий занимает по производству никеля одно из первых мест.
Основные элементы схем производства никеля на уральских заводах сводятся к надлежащей подготовке и окускованию окисленных никелевых руд, шахтной плавке на штейн, продувке на файнштейн, обжигу файнштейна и восстановительной плавке закиси никеля на металл. Описанию процессов этих технологических схем в настоящем разделе монографии уделено значительное внимание, а также дан краткий обзор новых направлений в технологии, предполагаемых к внедрению на действующих заводах и использованию при создании новых предприятий никелевой промышленности на базе окисленных руд.
Контуры схем заводов Советского Заполярья заключаются в плавке надлежащим образом подготовленных сульфидных руд и концентратов в шахтных и электрических печах. Получаемый при этом медноникелевый штейн продувается на файнштейн, подвергаемый операциям так называемого разделения, обеспечивающим по пучение каждого из металлов — меди и никеля — в виде самостоятельных продуктов. Переработка завершается выплавкой анодов и электролитическим рафинированием (рис. 1). В этом плане построено изложение второй части настоящего раздела, посвященной переделу сульфидного сырья. Здесь же описан карбонильный метод получения чистого никелевого порошка. Применительно к сульфидным рудам также дан краткий обзор новых направлений технологии.
Основным материалом для настоящего раздела служили исследования советских ученых и опыт работы отечественной промышленности; для сопоставления и дополнения использованы литературные данные, характеризующие технологию переработки канадских, новокаледонских и кубинских руд,
В отличие от технологических схем, по которым работают никелевые комбинаты бывш. Советского Союза, технологическая схема передела канадских руд — основного сырьевого источника, питающего никелевую промышленность капиталистического мира, имеет дополнительную ветвь переработки пирротинового концентрата, выделяемого в процессе обогащения руд; в этой ветви используются никель и сера и выдается высококачественный железный продукт для мартеновского производства (рис. 2). Характерная черта канадской схемы — широкое использование серы, выдаваемой в виде серной кислоты, жидкой двуокиси серы или в элементарном состоянии, из шламов от электролиза сульфидных анодов. Интересная деталь схемы — переработка выделяемой из файнштейнов металлической фазы в самостоятельном цикле с непосредственным извлечением из нее платиноидов.
Никелевые руды — сырье комплексное: они содержат кобальт, а сульфидные медно-никелевые руды, кроме того, платиновые металлы, серебро, золото, серу, селен и теллур. Поскольку производству кобальта, драгоценных металлов, селена и теллура в третьем томе монографии посвящены специальные главы, в настоящей статье приводятся лишь краткие сведения, характеризующие поведение этих металлов в процессе металлургического передела.