镍冶金基础知识讲义(ppt 490页)_8126
- 格式：ppt
- 大小：8.10 MB
- 文档页数：490
下载文档原格式
合集下载
第九次课镍冶金-副本资料
黄铜矿
11
镍冶金
4、羰基镍
在50~100℃下与CO形成羰基镍Ni(CO)4： Ni + 4CO = Ni(CO)4
至180~200℃时，又按逆方向分解为金属镍，这是羰基 法提镍的理论基础。
12 Nickel Metallurgy
镍冶金
三、镍的用途
镍是一种用途广泛的金属，大量的镍是用在 各种类型不锈钢、软磁合金和合金结构钢的 生产上。概括起来镍的用途可分为六类：
26 Nickel Metallurgy
镍冶金
电炉熔炼的优点
A、熔池温度易于调节，并能获得较高的温度，可处理含 难熔物较多的物料，炉渣易于过热，有利于四氧化三铁 的还原，渣含有价金属较低。
B、炉气量较小，含尘较低。完善的电炉密封，可提高烟气 二氧化硫浓度，并可加以利用。
C、对物料的质量适应范围大，可以处理一些杂料、返料。 D、容易控制，便于操作，易于实现机械化和自动化。 E、炉气温度低，热利用率达45—60%，炉顶及部分炉墙可
鼓风炉熔炼仅在一些老厂中应用，它需要经过烧 结或制团的熔炼前准备或熔炼块状的富镍硫化矿。反 射炉用于处理含MgO低于5~10%和脉石不难熔的硫化 镍精矿的场合。闪速炉熔炼是镍冶金的一项新技术， 与铜冶金中的闪速熔炼相似，可参考铜冶金的有关章 节。
由于硫化镍矿的难熔脉石含量较多，因而电炉熔 炼在硫化镍处理中应用十分普遍。
d.用于用作化学电源，是制作电池的材料。如工业上已 生产的Cd-Ni、Fe-Ni、Zn-Ni电池和H2-Ni密封电池。
e.制作颜料和染料。其最主要的是组成黄橙色颜料。 f.制作陶瓷和铁素体。如陶瓷上常用NiO作着色剂添加还
能增加料坯与铁素体间的粘结性，并使料坯表面光洁致 密。
镍金属基本知识
镍金属基本知识镍是略带黄色的银白色展性金属，是一种具有磁性的过渡金属，就全球范围内说，采镍大国有俄罗斯、加拿大、澳大利亚、古巴、新喀里多尼亚和印度尼西亚等。
镍不仅是制造镍合金的基础材料，更是其它合金(铁、铜、铝基等合金)中的合金元素。
目前，镍及其合金用于特殊用途的零部件、仪器制造、机器制造，火箭技术装备中，原子反应堆，用于生产碱性蓄电池，多孔过滤器，催化剂，以及零部件与半制品的防蚀电镀层等，镍被视为重要战略物资，其资源一直为各国所重视。
镍的应用是由镍的抗腐蚀性能决定的，合金中添加镍可增强镍的抗腐蚀性能。
不锈钢与合金生产领域是镍的最大应用领域。
合金中加入镍的用途：蒙乃尔高强度耐蚀镍铜锰铁合金(Ni，Cu，Fe，Mn)在化学设备、造船业领域广泛应用，还用于制造沉淀池和盖等；全球约2/3的镍用于生产不锈钢，因此不锈钢行业对镍消费的影响居第1位。
目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第5位。
2005年我国产镍9.53 万吨, 比上年增长26.29%;2005年我国镍矿金属含量5.99 万吨, 比上年下降5.39%;2006年镍精矿含镍量1-8月份累计产量为4.65吨，同比增加了14.69%，我国电解镍1-8月份累计产量为6.33万吨，同比下降了3.1％,我国镍金属外贸进出口逆差继续扩大，2005年我国镍产品进口额22.67 亿美元, 同比增长76.5%；同期镍出口额2.64 亿美元,增长19.9%;2005 年镍产品外贸逆差20.0 亿美元；可见2006年我国镍矿供应能力继续下降，镍的冶炼商为了保障生产继续承当高价的镍矿。
2005年LME 镍价总体在高价位上徘徊, 全年现货平均价为14738 美元/吨, 三个月期货价为14553 美元/吨, LME 年均镍价创下1980 年以来的新高。
全年最高价为16875 美元/吨, 最低价为11450 美元/吨。
国内市场镍价, 最高达到15.5 万元/吨, 最低为11.5 万元/吨,国际国内市场的镍价走势基本一致，从2006年最近国际镍价行情来看，镍价已经触及每吨31500美元的新高，对比2006年初约每吨11500美元，行情非常吸引眼球。
化学镍金基础知识
化学镍金讲座1．概述化学镍金又叫沉镍金，业界常称为无电镍金（Elestrolss Nickel Imnersion Gold）又称为沉镍浸金。
PCB 化学镍金是指在裸铜表面上化学镀镍，然后化学浸金的一种可焊性表面涂覆工艺，它既有良好的接触导通性，具有良好的装配焊接性能，同时它还可以同其他表面涂覆工艺配合使用，随着日新日异的电子业的发展，化学镍金工艺所显现的作用越来越重要。
2．化学镍金工艺原理2.1 化学镍金催化原理2.1.1催化作为化学镍金的沉积，必须在催化状态下，才能发生选择性沉积，VⅢ族元素以及Au等多金属都可以为化学镍金的催化晶体，铜原子由于不具备化学镍金沉积的催化晶种的特性，所以通过置换反应可使铜面沉积所需要的催化晶种；PCB业界大都使用PdSO4或PdCl2作为化学镍前的活化剂，在活化制程中，化学镍反应如下：Pd2++Cu Cu2++Pd2.2化学镍原理2.2.1 在Pd（或其他催化晶体）的催化作用下，Ni2+被NaH2PO2还原沉积在将铜表面，当Ni沉积覆盖Pd 催化晶体时，自催化反应继续进行，直到所需的Ni层厚度2.2.2化学反应在催化条件下，化学反应产生的Ni沉积的同时，不但随着氢析出，而且产生H2的溢出主反应：Ni2++2H2PO2-+2H2O Ni+2HPO32-+4H++H2副反应：4H2PO2- 2HPO32-+2P+2H2O+H22.2.3 反应机理H2PO2-+H2O H++HPO32-+2HNi2++2H Ni+2H2H2PO2-+H H2O+OH-+PH2PO2-+H2O H++HPO32-+H22.2.4作用化学镍的厚度一般控制在3-5um，其作用同金手指电镍一样不但对铜面进行有效保护，防止铜的迁移，而且备一定硬度和耐磨性能，同时拥有良好的平整度，在镀镍浸金保护后，不但可以取代拔插频繁的金手指用途（如电脑的内存条）,同时还可避免金手指附近的导电处斜边时所遗留裸铜切口2.3 浸金原理2.3.1浸金是指在活性镍表面,通过化学置换反应沉积薄金化应式：2Au（CH）2-+Ni 2Au+Ni2++4CN-2.3.2 作用浸金的厚度一般控制在0.03-0.1um，其对镍面有良好的保护作用，而且具备很好的接触导通性能，很多需按键接触的电子器械(如手机、电子字典)都采用化学浸金来保护镍面3．化学Ni／Au的工艺流程3.1 工艺流程简介作为化学镍金流程，只要具备6个工作站就可满足生产要求3-7分钟 1-2分钟 0.5-4.5分钟 2-6分钟除油微蚀活化预浸沉Au沉Ni20-30分钟 7-11分钟3.2 工艺控制3.2.1除油缸一般情况下，PCB沉镍金采用酸性除油剂处理制板，其作用在于除掉铜面的轻度油脂及氧化物，达到清洁及增加湿润效果的目的，它应当具备不伤SOiderMask(绿油）以及低泡型易水洗的特点。
化学镍金基础知识
化学镍金基础知识目录一、内容概述 (2)1.1 定义与特点 (3)1.2 应用领域 (4)1.3 发展简史 (5)二、化学镍金基本原理 (6)2.1 镍的化学生产原理 (7)2.2 金的化学生产原理 (8)2.3 化学镍金的反应过程 (9)三、化学镍金的工艺流程 (10)3.1 原料准备与处理 (11)3.2 化学反应过程控制 (12)3.3 产品分离与纯化 (14)3.4 产品质量检测与评估 (16)四、化学镍金的材料与技术 (17)4.1 镍的化合物与材料 (17)4.2 金的化合物与材料 (19)4.3 化学反应设备与工艺装置 (20)4.4 安全防护措施与环保要求 (22)五、化学镍金的性质与应用 (23)5.1 镍的性质与应用领域 (25)5.2 金的性质与应用领域 (26)5.3 化学镍金的应用实例分析 (27)六、化学镍金的实验方法与操作技巧 (28)6.1 实验设计与准备 (29)6.2 实验操作规范与注意事项 (30)6.3 数据记录与分析方法 (31)6.4 实验总结与改进建议 (33)七、化学镍金的前景与挑战 (34)7.1 发展前景展望 (34)7.2 面临的挑战与问题 (36)7.3 技术创新与产业升级建议 (37)一、内容概述化学镍金概念介绍：首先介绍了化学镍金的概念，以及其作为一种重要的表面处理技术，在现代工业和科技领域中的广泛应用。
化学镍金是通过化学反应在金属表面形成一层具有优异性能的镍金涂层的过程。
该涂层具有高导电性、良好的耐腐蚀性以及出色的耐磨性能等特点。
化学镍金的基本原理：详细阐述了化学镍金的基本原理，包括化学镀镍和电镀金的原理。
化学镀镍是通过化学反应在金属表面形成一层均匀且致密的镍涂层，而电镀金则是在已形成的镍涂层上通过电解方式沉积一层薄金层。
这些原理是化学镍金技术的基础，对于理解其工艺过程和应用具有重要意义。
化学镍金的工艺过程：介绍了化学镍金的工艺过程，包括表面处理、化学镀镍、电镀金等步骤。
有色金属冶金技术基础知识讲座
金属难溶盐。如
Ag2SO4+NaCl=2AgCl+Na2SO4
PPT文档演模板
有色金属冶金技术基础知识讲座
三、几种常用的冶金炉
1.竖炉：用于矿物原料的焙烧、锻烧及熔炼等方面。如炼 Cu、Pb、Sn、 Ni、Sb的鼓风炉、Sb、Hg焙烧炉、炼Mg 工业的竖式氯化炉等。
鼓风炉：单位生产率(床能力)；a=
•五、发展趋势
• 1.技术进步步伐不断加快
• 积极汲取相关学科和工程技术的新成就进行充实、 更新和深化，更加深入地研究冶金热力学、金属、熔锍、 熔渣、熔盐结构及物性和冶金动力学、冶金反应工程学。 建立智能化热力学、动力学数据库，应用计算机逐步实 现对冶金全流程进行系统最优设计和自动控制。冶金生 产技术将 •实现生产柔性化、高速化和连续化，达到资源、能源的
PPT文档演模板
有色金属冶金技术基础知识讲座
⑤反应熔炼、MeS+2MeO=3Me+SO2 MeS+MeSO4+2Me+2SO2
⑥熔析熔炼、不经化学作用而将熔体分成几相。 ⑦电解熔炼、利用电的化学效应在高温下将物质分离。如
Mg2++2e=Mg 6.蒸馏、用于处理低沸点金属的原料。 7.精炼、将熔炼或蒸馏得到的粗金属中所含的杂质除去，
变化
金属。如干燥、焙解、熔炼、
蒸馏、真空冶金、电热冶金等。
2.湿法冶金:矿石(精矿) •低温（<100℃） 溶解
溶液
•电解、电 积
金属。 •酸、碱
PPT文档演模板
有色金属冶金技术基础知识讲座
包括浸出、净化、置换沉积（电积）三大过程。近年发 展的生物冶金、原地熔浸等都属于湿法冶金。 3.电冶金:电能 金属。分为： a.电热冶金:电能 热能。（如工业硅的生产） b.电化冶金:含金属盐类的水溶液(熔体)中-→电化学反 应→析出→金属。（如Cu、Zn的电解电积Li、Al等的精 炼）
镍冶金
7.2.2 镍锍的吹炼
• 镍锍吹炼与冰铜吹炼差异：镍锍吹炼的 最终产品不是金属镍而是Ni3S2 与Ni的合 金。（称为高镍锍或高冰镍）。
原因：随着熔体中硫含量的降低和镍含
量的增多，吹炼温度要求越来越高，如 当熔体中镍的质量分数达到90%，硫的 质量分数降到1%时，炉温必须提高到 2044K以上，反应Ni3S2 + 4NiO = 7Ni + 2SO2才能进行。在普通空气吹炼的转炉 中达不到如此高的温度.
• 中国镍储量约800万吨，世界第七位，以
硫化矿为主，其中金川镍矿548万吨， 新疆喀拉通克镍矿约40万吨，吉林 镍矿约25万吨，此外，四川会理、 青海化隆、云南金平也有少量镍矿。 氧化矿主要集中在云南省。
• 世界产量约100万吨，中国约5万吨。
• 中国主要生产厂家：金川有色金属 公司、吉林镍业公司、成都电冶厂、 重庆冶炼厂、会理镍矿、新疆喀拉 通克铜镍矿。
• 该工艺流程的优点: A、碳铵溶液既能选择性浸出焙砂的镍、铜、 钴，生成稳定的络合物，又能成功地分离 回收；
B、碳铵溶液易于回收利用； C、物料腐蚀性弱，设备可用碳钢制作； D、采用常压浸出，设备结构简单。 • 该工艺流程的缺点： A、能耗较高； B、镍钴回收率低； C、液固分离设备容积大，厂区占地面积大。
（2）还原焙烧
• 还原焙烧的目的是使镍钴氧化物还 原成易溶于NH3-CO2-H2O系溶液中 的金属镍钴或镍钴铁合金，同时使 铁的高价氧化物大部分还原成Fe3O4, 仅少量为金属铁。
• 还原焙烧采用沸腾焙烧炉。
• 还原焙烧过程发生的主要反应：
H2O(g) + CO = H2 + CO2
2CO = CO2 + C NiO(s) + H2= Ni(s) + H2O(g) NiO(s) + CO= Ni(s) + CO2
镍冶金ppt课件.ppt
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
（2）还原焙烧
►还原焙烧的目的是使镍钴氧化物还原成 易溶于NH3-CO2-H2O系溶液中的金属 镍钴或镍钴铁合金，同时使铁的高价氧 化物大部分还原成Fe3O4,仅少量为金属 铁。
►水解后液用H2还原得到镍粉，镍粉中镍 的质量分数为99.9%.
7.5.2 硫酸化焙烧-浸出 （1）硫酸化焙烧； （2）浸出； （3）铁屑沉淀镍、钴、铜。
7.6 镍的精炼
►镍的精炼有：电解法、羰基法和浸出精 炼法。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
+4(NH4)2SO4 ►硫化物中硫在氧化浸出过程中，首先氧化为
硫代硫酸根S2O32-, 然后再按下列两式氧化 生成连多硫酸根、氨基磺酸根及硫酸根： 2(NH4)2S2O3 + 2O2 = (NH4)2S3O6 + (NH4)2SO4
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
镍冶金概述与镍铁冶炼用原材料幻灯片PPT
氧通过固体氧化膜向氧化膜-金属界面扩散。 c. 结晶化学反应：
在金属-氧化膜界面上，氧和金属发生界面化学反应，金属晶格变成金属 氧化物晶格。
11/28
3.2 氧化还原动力学
⑵ 限制性环节讨论： a). 外扩散：一般不是限制性环节，因为金属熔炼过程中，气流速度较快，常常
高于形成边界层的临界速度。 b). 内扩散：氧化物的分子体积大于此金属原子体积时，氧化膜致密， 随氧化膜
8/28
3.1 氧化还原热力学
⑴生成吉布斯自由能概述： △Gθ：生成吉布斯自由能（标准摩尔生成吉布斯自由能） 指定温度及标准压力下，稳定单质生成1mol某物质时的吉布斯自由能变量。 （稳定单质△Gθ为零） Ⅰ. 某金属氧化物△Gθ值越小或越负: 该元素其被氧化倾向越大，氧化物越稳定，不容易被还原。 Ⅱ. 某金属氧化物△Gθ值越大或越正: 则该元素氧化倾向越小，氧化物越不稳定，越容易被还原。
7/28
2.2 镍的市场消费结构
消费结构/% 年份 国别 不锈钢 电池 电镀 合金及铸造 有色金属及合金 化学品 其他
2007 国际 65
8
2007 中国 51.3 8.4 26
2008 中国 69
5 15
8
2009 中国 77
4 10
7
12
5
10
8.5
5.8
3
2
国际上镍用于生产不锈钢上占总消费的65%，中国在07到09年不锈钢的镍消费 比例逐年上涨。
火法 湿法 湿法、火法
5/28
1. 镍矿资源概述
1.2 世界主要产镍国及储量
国家 新喀里多尼亚
加拿大 俄罗斯 菲律宾 澳大利亚 古巴 美国 印度尼西亚
希腊
可靠储量/kt 14000 8200 8000 5500 5200 3200
在金属-氧化膜界面上，氧和金属发生界面化学反应，金属晶格变成金属 氧化物晶格。
11/28
3.2 氧化还原动力学
⑵ 限制性环节讨论： a). 外扩散：一般不是限制性环节，因为金属熔炼过程中，气流速度较快，常常
高于形成边界层的临界速度。 b). 内扩散：氧化物的分子体积大于此金属原子体积时，氧化膜致密， 随氧化膜
8/28
3.1 氧化还原热力学
⑴生成吉布斯自由能概述： △Gθ：生成吉布斯自由能（标准摩尔生成吉布斯自由能） 指定温度及标准压力下，稳定单质生成1mol某物质时的吉布斯自由能变量。 （稳定单质△Gθ为零） Ⅰ. 某金属氧化物△Gθ值越小或越负: 该元素其被氧化倾向越大，氧化物越稳定，不容易被还原。 Ⅱ. 某金属氧化物△Gθ值越大或越正: 则该元素氧化倾向越小，氧化物越不稳定，越容易被还原。
7/28
2.2 镍的市场消费结构
消费结构/% 年份 国别 不锈钢 电池 电镀 合金及铸造 有色金属及合金 化学品 其他
2007 国际 65
8
2007 中国 51.3 8.4 26
2008 中国 69
5 15
8
2009 中国 77
4 10
7
12
5
10
8.5
5.8
3
2
国际上镍用于生产不锈钢上占总消费的65%，中国在07到09年不锈钢的镍消费 比例逐年上涨。
火法 湿法 湿法、火法
5/28
1. 镍矿资源概述
1.2 世界主要产镍国及储量
国家 新喀里多尼亚
加拿大 俄罗斯 菲律宾 澳大利亚 古巴 美国 印度尼西亚
希腊
可靠储量/kt 14000 8200 8000 5500 5200 3200
铁钴镍PPT课件
选矿设备
包括磨矿机、浮选机、磁选机等 。
冶炼设备
包括高炉、电炉、转炉等。
加工设备
包括轧机、锻造设备、合金制备 设备等。
铁钴镍的生产成本
人工成本
包括工人工资、培训费用 等。
设备折旧费用
包括设备折旧费、维修费 用等。
原料成本
包括铁钴镍矿石、燃料、 电力等。
其他费用
包括管理费用、税费等。
03
铁钴镍的市场情况
02
为满足下游行业的高端需求，铁钴镍深加工技术将不断进行创
新和提升。
智能化铁钴镍生产设备的研发和应用
03
随着物联网、人工智能等技术的发展，智能化生产设备将在铁
钴镍行业中得到广泛应用。
铁钴镍的产业政策发展趋势
加强对铁钴镍行业的环保监管
政府将加强对铁钴镍行业的环保监管力度，推动行业向绿色、低碳、循环方向发展。
加强政策支持，降低生产成本
总结词
政策支持是促进铁钴镍产业发展的重要 保障，加强政策支持有助于降低生产成 本和提高产业竞争力。
VS
详细描述
政府可以通过税收优惠、财政补贴等政策 手段，降低铁钴镍生产企业的成本，提高 企业的盈利能力。同时，政策支持还可以 引导企业进行技术创新和市场开拓，推动 产业发展。此外，政府还可以通过加强对 铁钴镍产业的监管和管理，保障产业的可 持续发展。
05
铁钴镍的未来发展建议
加强技术研发，提升产品质量
总结词
技术创新是推动铁钴镍产业发展的重要动力，加强技术研发有助于提升产品质量和降低生产成本。
详细描述
铁钴镍作为重要的金属元素，其质量和纯度对下游产品的性能和品质具有重要影响。通过引进先进技 术，加强技术研发，提高铁钴镍的纯度和稳定性，将有助于提升下游产品的性能和品质。同时，技术 创新还有助于降低生产成本，提高产业竞争力。
镍铁生产工艺课件.pptx
熔炼方法和工艺如下： 预处理步骤是将原料红土镍矿磨细后, 与含碳物料和熔剂石灰石混合, 然后
连续给入回转窑。在回转窑中, 物料与煤燃烧所产生的热气流逆流运动,经受所 有熔炼步骤——干燥, 脱水, 还原和金属成长。金属是在窑中半熔融条件下生成 的。烧成的物料熔块从回转窑出来就将它水碎,磨细后, 用重选和磁选机将还原 成的镍铁合金从排出的熔块中分离出来。分离出来的镍铁呈直径2～3毫米的沙 状颗粒, 并夹带1～2%炉渣, 其化学组成为C 0.1%, Ni18～22%, S 0.45%, P 0.015% 。此产品不管含硫多高均适用于炼钢过程, 因炼钢时有很好的脱硫能 力。沙状颗粒在炼钢过程中相当有利于连续加料和作为冷却剂物料快速溶解。 回转窑生产工艺镍和铁的回收率都很高，均在90%以上。
二、工艺原理
虽然红土镍矿处理工艺主要分为湿法冶炼工艺和火法冶炼工艺，但目前世界 范围内比较成熟的利用红土镍矿冶炼镍铁合金的工艺方法仍旧以火法冶炼为主 。
火法冶炼镍铁是在高温条件下，以C（或Si）作还原剂，对氧化镍矿中的NiO 及其他氧化物（如FeO）进行还原而得。同时采用选择性还原工艺，合理使用 还原剂，按还原顺序NiO、FeO、Cr2O3、SiO2进行还原反应。 因不同产地的镍 矿成分不同，NiO及各种氧化物之间组成的化合物也有所不同，因而，在镍铁冶 炼过程中，其实际反应较复杂。反应生成的Ni和Fe能在不同比例下互溶，生成 镍铁。
我国镍金属生产技术已有重大突破，拥有自主知识产权，红土镍矿 经高炉冶炼镍铬生铁，生产出大批镍生铁的实际成效。技术变革及其快 速进入生产应用领域，成功狙击了国际市场的疯狂炒作，2007年6月国际 市场镍价大幅下降。在市场高镍价的情况下，2005年开始，国内民营企 业开始利用炼钢高炉转产冶炼红土镍矿矿石生产镍生铁。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• C.镍的电阻：在20℃时按其纯度99.99～99.8% 变动于6.8～9.9微欧厘米（10-8Ωm）。镍基合 金虽然广泛用于热电元Βιβλιοθήκη ，但由于氧化关系纯 镍实际上无此用途。
• D.镍的热电性与铁、铜、银、金等金属 不同，较铂为负，所以在冷端的电流由 铂流向镍，因此，以镍作为热电元件时 可产生高的电动势。
A.在大气中不易生锈以及能抵抗苛性碱的 腐蚀。大气实验结果，99%纯度的镍在 20年内不生锈痕，无论在水溶液或熔盐 内镍抵抗苛性碱的能力都很强，在50% 沸腾苛性钠溶液中每年的腐蚀性速度不 超过25微米，对盐类溶液只容易受到氧 化性盐类（如氯化高铁或次氯酸铁盐） 的侵蚀。镍能抵抗所有的有机化合物。
镍冶金基础知识讲义(ppt 490页)
金 属及其分类
一：黑色金属 铁、铬、锰
二：有色金属 1：轻金属 镁、铝、钾、钠、锂等 2：重金属 镍、铜、钴、铅、锌等 3：稀有金属 钛、钼、锆、铪、稀土金属等 4：贵金属 金、银、 铂族金属等
镍冶金
1 镍冶金的一般知识
• 1.1 概 述
• 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。我国至迟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。古代云南出产 的一种“白铜”中，也含有很高的镍。1751年，瑞 典科学家克朗斯塔特首次制取到了金属镍。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。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。镍是一种 银白色的金属。在公元前我国就知道使用镍锌、镍 铜合金。
1.2.1 金属镍的性质
• 1.2.1.1 物理性质 • 1.2.1.2 化学性质
1.2.1.1 物理性质
• 镍是一种银白色的金属，其物理性质与金属钴、 铁有相当一致的地方，重要表现在：
• A.镍的比重：在20℃时为8.908,可靠数值为 8.9～8.908，熔点时液体镍的比重为7.9。
• B.镍的比热：在0～1000℃的温度范围内变动于 420～620焦耳/公斤.K，在居里点或其附连有一 显著的高峰，此温度下失去铁磁性。
1.1.2 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、四川、云南、 青海、新疆、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%。其中次为云南、
• E.镍具有磁性，是许多磁性物料（由高 导磁率的软磁合金至高矫顽力的永磁合 金）的主要组成部分，其含量常为 10~20% 。
1.2.1.2 化学性质
金属镍是元素周期表第8副族铁磁金属 之一，原子序数28，原子量58.71,熔点 1453±1℃，沸点2800℃。天然生成的金属 镍有五种稳定的同位素：Ni5867.7%、 Ni6026.2%、 Ni611.25%、Ni623.66%、 Ni641.66% 。其主要化学性质有：
1.2.2 镍的化合物及性质
• 在自然界里镍的化合物有三种基本形态 1：镍的氧化物 2：镍的硫化物 3：镍的砷化物。
1.2.2.1 镍的氧化物
• 镍有三种氧化物：即氧化亚镍（NiO），四氧化三镍（Ni3O4） 及三氧化二镍（Ni2O3）。三氧化二镍仅在低温时稳定，加热 至400~450℃，即离解为四氧化三镍，进一步提高温度最终变 成氧化亚镍。镍可形成多种盐类，但与钴不同，只生成两价 镍盐，因此，不稳定的三氧化二镍常作为较负电金属（如Co、 Fe）的氧化剂，用于镍电解液净化除Co之用。氧化亚镍的熔 点为1650∽1660℃, 很容易被C或CO所还原。氧化亚镍与CoO、 FeO一样，可形成MeO•SiO2和2MeO•SiO2两类硅酸盐化合物， 但NiO•SiO2不稳定。氧化亚镍具有触煤作用，可使SO2转变为 SO3，而SO3与NiO又可以形成稳定的硫酸盐，并较铜、铁的 硫酸盐稳定，加热到750~800℃才显著离解。氧化亚镍能溶于 硫酸、亚硫酸、盐酸和硝酸等溶液中形成绿色的两价镍盐。 当与石灰乳发生反应时，即形成绿色的氢氧化镍（Ni(OH) 2） 沉淀。
• 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。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。直到发现将镍炼制成合金钢以后，
镍工业才有了较快的发展，产量也迅速上升。 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，镍的消费 量也将达到104.7万吨或更多。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。
1.1.1 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结核。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。在全世界镍储量中，硫化镍矿 占了30—40%，氧化硫矿占了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，百分之七十 左右来源于硫化镍矿。
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%（见表12）。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。
1.2 镍及其主要化合物的物理化学 性质
• 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。
B.在空气中或氧气中，镍表面上形成一层NiO 薄膜，可防止进一步氧化，含硫的气体对 镍有严重腐蚀，尤其在镍与硫化镍Ni3S2共 晶温度在643℃以上时更是如此。在500℃ 以下时镍对于氯气无显著作用。
C.20℃时镍的电极电位为-0.227伏，25℃镍的 电极电位为-0.231伏，若溶液中有少量杂质， 尤其是有硫存在时，镍即显著钝化。
• D.镍的热电性与铁、铜、银、金等金属 不同，较铂为负，所以在冷端的电流由 铂流向镍，因此，以镍作为热电元件时 可产生高的电动势。
A.在大气中不易生锈以及能抵抗苛性碱的 腐蚀。大气实验结果，99%纯度的镍在 20年内不生锈痕，无论在水溶液或熔盐 内镍抵抗苛性碱的能力都很强，在50% 沸腾苛性钠溶液中每年的腐蚀性速度不 超过25微米，对盐类溶液只容易受到氧 化性盐类（如氯化高铁或次氯酸铁盐） 的侵蚀。镍能抵抗所有的有机化合物。
镍冶金基础知识讲义(ppt 490页)
金 属及其分类
一：黑色金属 铁、铬、锰
二：有色金属 1：轻金属 镁、铝、钾、钠、锂等 2：重金属 镍、铜、钴、铅、锌等 3：稀有金属 钛、钼、锆、铪、稀土金属等 4：贵金属 金、银、 铂族金属等
镍冶金
1 镍冶金的一般知识
• 1.1 概 述
• 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。我国至迟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。古代云南出产 的一种“白铜”中，也含有很高的镍。1751年，瑞 典科学家克朗斯塔特首次制取到了金属镍。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。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。镍是一种 银白色的金属。在公元前我国就知道使用镍锌、镍 铜合金。
1.2.1 金属镍的性质
• 1.2.1.1 物理性质 • 1.2.1.2 化学性质
1.2.1.1 物理性质
• 镍是一种银白色的金属，其物理性质与金属钴、 铁有相当一致的地方，重要表现在：
• A.镍的比重：在20℃时为8.908,可靠数值为 8.9～8.908，熔点时液体镍的比重为7.9。
• B.镍的比热：在0～1000℃的温度范围内变动于 420～620焦耳/公斤.K，在居里点或其附连有一 显著的高峰，此温度下失去铁磁性。
1.1.2 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、四川、云南、 青海、新疆、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%。其中次为云南、
• E.镍具有磁性，是许多磁性物料（由高 导磁率的软磁合金至高矫顽力的永磁合 金）的主要组成部分，其含量常为 10~20% 。
1.2.1.2 化学性质
金属镍是元素周期表第8副族铁磁金属 之一，原子序数28，原子量58.71,熔点 1453±1℃，沸点2800℃。天然生成的金属 镍有五种稳定的同位素：Ni5867.7%、 Ni6026.2%、 Ni611.25%、Ni623.66%、 Ni641.66% 。其主要化学性质有：
1.2.2 镍的化合物及性质
• 在自然界里镍的化合物有三种基本形态 1：镍的氧化物 2：镍的硫化物 3：镍的砷化物。
1.2.2.1 镍的氧化物
• 镍有三种氧化物：即氧化亚镍（NiO），四氧化三镍（Ni3O4） 及三氧化二镍（Ni2O3）。三氧化二镍仅在低温时稳定，加热 至400~450℃，即离解为四氧化三镍，进一步提高温度最终变 成氧化亚镍。镍可形成多种盐类，但与钴不同，只生成两价 镍盐，因此，不稳定的三氧化二镍常作为较负电金属（如Co、 Fe）的氧化剂，用于镍电解液净化除Co之用。氧化亚镍的熔 点为1650∽1660℃, 很容易被C或CO所还原。氧化亚镍与CoO、 FeO一样，可形成MeO•SiO2和2MeO•SiO2两类硅酸盐化合物， 但NiO•SiO2不稳定。氧化亚镍具有触煤作用，可使SO2转变为 SO3，而SO3与NiO又可以形成稳定的硫酸盐，并较铜、铁的 硫酸盐稳定，加热到750~800℃才显著离解。氧化亚镍能溶于 硫酸、亚硫酸、盐酸和硝酸等溶液中形成绿色的两价镍盐。 当与石灰乳发生反应时，即形成绿色的氢氧化镍（Ni(OH) 2） 沉淀。
• 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。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。直到发现将镍炼制成合金钢以后，
镍工业才有了较快的发展，产量也迅速上升。 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，镍的消费 量也将达到104.7万吨或更多。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。
1.1.1 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结核。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。在全世界镍储量中，硫化镍矿 占了30—40%，氧化硫矿占了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，百分之七十 左右来源于硫化镍矿。
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%（见表12）。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。
1.2 镍及其主要化合物的物理化学 性质
• 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。
B.在空气中或氧气中，镍表面上形成一层NiO 薄膜，可防止进一步氧化，含硫的气体对 镍有严重腐蚀，尤其在镍与硫化镍Ni3S2共 晶温度在643℃以上时更是如此。在500℃ 以下时镍对于氯气无显著作用。
C.20℃时镍的电极电位为-0.227伏，25℃镍的 电极电位为-0.231伏，若溶液中有少量杂质， 尤其是有硫存在时，镍即显著钝化。