淺談鎳冶金工藝

韓瑞富

引言

金屬在我們生活中占有著非常重要的地位，金屬的高硬度、高延展性、還有其特有的金屬光澤使其在我們的生活中起到了其他材料代替不了的位置，我們生活中常見的金屬有鋁、鐵、銅等，常用的合金有各種鋼材，銅鋅合金、銅汞合金等。鎳并不像金、銀、銅、鐵等這些常見金屬一樣被人們所熟知，但是鎳在我們生活中用處卻非常廣泛。

1、金屬鎳簡述

金屬鎳并不是我們在日常生活中就比較熟悉的金屬，但是金屬鎳在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽脜s十分廣泛。首先簡單的介紹一下金屬鎳的特性。鎳是一種金屬，顏色近似銀白色，鎳的硬度很大，且延展性較好，而且金屬鎳是一種親鐵元素，具有鐵磁性。金屬鎳的耐磨性非常好，它能夠接受高度磨光，并且具有較強的抗腐蝕性。金屬鎳主要存在于地核中，以鎳鐵合金的形式存在。所以當我們需要純凈的金屬鎳時，就需要用合適的冶金手法從合金中煉出純凈的金屬鎳。金屬鎳的一大用途就是制作鋼材，經(jīng)常將金屬鎳加入到鋼中，以增加鋼的延展性和硬度，我們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫降匿撝破范鄶?shù)都添加了金屬鎳，這樣也就可以說金屬鎳其實充滿了我們的生活，無處不在。其實金屬鎳的使用時間要比我們發(fā)現(xiàn)他的時間長得多，早在公元前三百年，春秋戰(zhàn)國時期就有含有金屬鎳的兵器和金屬器皿等被鍛造出來，但是在1751年，金屬鎳才被一位瑞典的科學家首次提取出來，也就是說金屬鎳冶金工藝才短短的二百多年。隨著鎳冶金工藝的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)金屬鎳的更多的用途，其在改善鋼的性能方面的獨特功能使其利用空間迅速擴大，如今金屬鎳已被應用于不銹鋼行業(yè)，電池，電鍍，觸媒等行業(yè)，金屬鎳的需求量也一年多于一年。

2、鎳資源概述

2、1世界鎳資源。鎳主要存在于硫化鎳礦和氧化鎳礦，以及海洋深處的含鎳錳結核。在這幾種含鎳物質(zhì)中，儲存量最豐富的就是硫化鎳礦，全世界每年金屬鎳的產(chǎn)量是十分巨大的，在全部的金屬鎳的產(chǎn)量中，約有百分之七十的金屬鎳來源于硫化鎳礦，這些金屬鎳均是在硫化鎳礦中提取而來。由目前數(shù)據(jù)可知，全世界已發(fā)現(xiàn)的陸地鎳儲量為5800萬噸，儲量基礎為1.23億噸，海洋錳結核礦的鎳資源約有689萬噸。在全世界金屬鎳資源的儲量中，硫化鎳礦占了百分之三十至四十，氧化硫礦占了百分之六十到七十。主要分布在古巴、加拿大、俄羅斯、新喀里多尼亞、印度尼西亞、南非、澳大利亞、中國、巴西、哥倫比亞、多米尼加、希臘、菲律賓等國。我國在金屬鎳資源的儲存大國中，證明了我們國家的金屬鎳資源的儲量比較豐富，下面一部分，我們來了解一下金屬鎳資源在我國國內(nèi)的分布。

2、2國內(nèi)鎳資源。我國的金屬鎳的資源儲存量相對來說較為豐富，在世界金屬鎳資源儲存量的總排名中占第八位。目前，我國已探明的金屬鎳資源的礦點有70余處，儲量為800萬噸，其中硫化鎳礦占金屬鎳資源總儲量的百分之八十七，氧化鎳礦占金屬鎳資源總儲量的百分之十三，我國的金屬鎳資源的儲存地主要分布在甘肅、四川、云南、青海、新疆、陜西等15個省、自治區(qū)中，在這15個地區(qū)中，甘肅省的金屬鎳資源的儲存量最為豐富。在此之外，我國內(nèi)還有很多的金屬鎳資源的礦點沒有被發(fā)現(xiàn)，金屬鎳資源的豐富的儲存量是一筆非常可觀的財富，我國國內(nèi)有關于金屬鎳的冶煉、加工、開發(fā)的各個企業(yè)正積極的發(fā)展著。金屬鎳資源的儲量豐富有利于我國鎳冶金工藝的蓬勃發(fā)展，更有利于我國國內(nèi)大小企業(yè)和科研機構對金屬鎳的用途的研究和探索，對與金屬鎳相關的一系列行業(yè)的未來發(fā)展有著不可忽視的重要作用。

3、鎳冶金工藝

3、1鎳的濕法冶煉與火法冶煉。金屬鎳的生產(chǎn)方法主要有兩種，一是金屬鎳的濕法冶煉，而是金屬鎳的火法冶煉。我們首先來了解一下金屬鎳的濕法冶煉。兩種含鎳礦物——硫化鎳礦和氧化鎳礦都可以采用濕法冶煉的方法生產(chǎn)出金屬鎳，但是由于兩種含鎳礦物的成分不同，所以利用鎳的濕法冶煉的具體試劑和冶煉方法（如溫度、時間、試劑的量等）都是不同的。鎳的火法冶煉也可以從硫化鎳礦和氧化鎳礦兩種含鎳化合物中生產(chǎn)出金屬鎳，與鎳的濕法冶煉相類似的是，由于兩種含鎳化合物的成分是不同的，利用火法冶煉從以上兩種含鎳化合物中生產(chǎn)處金屬鎳的具體操作也有些許不同，但是生產(chǎn)的最終目的都是可以順利達成的，生產(chǎn)出純凈的金屬鎳。通過鎳的濕法冶煉和鎳的火法冶煉生產(chǎn)出的金屬鎳再經(jīng)過簡單的處理手段就可以制取鎳丸和鎳粉。鎳的濕法冶煉方式和鎳的火法冶煉方式的應用范圍比較廣泛，生產(chǎn)出的成品也比較符合人們的需求。

3、2造硫熔煉。造硫熔煉也是鎳冶金中比較常用的一種方法，造硫熔煉多適用于有色金屬的冶金。造硫熔煉并不是一種直接冶煉出純凈金屬鎳的冶金方式，造硫熔煉是一個冶金的中間環(huán)節(jié)，造硫熔煉最后的產(chǎn)物有低鎳锍、爐渣、煙氣、煙塵等，這些產(chǎn)物中真正有用只有一個，那就是低鎳硫，低鎳硫只是一個冶金的中間產(chǎn)物，想要得到符合我們要求的純凈的金屬鎳還需要經(jīng)過后續(xù)的冶金步驟。造硫熔煉的原理是利用金屬鎳的親硫性比親氧性高，利用硫元素將化合物中的鎳提取出來，最終產(chǎn)生低鎳硫這一反應產(chǎn)物，將要冶金的金屬鎳聚集于硫元素中。

3、3電爐熔煉。電爐熔煉就是將需要被煉制的礦物添加到有專業(yè)煉制金屬功能的電爐中，經(jīng)過電爐通電將溫度加熱到一個較高的、適合進行熔煉的溫度，然后進行對添加的礦物的熔煉過程。相對于上述的兩種金屬鎳的冶金方法來說，電爐熔煉就具有非常大的優(yōu)勢了。電爐熔煉便于控制電爐內(nèi)部的熔煉溫度，若是進行對溫度要求較高的反應時也比較適合、比較容易操控。電爐熔煉的冶金環(huán)境是封閉的，這就減少了外界因素的影響，不會有一些其他的外界因素導致金屬鎳的冶金過程的失敗，或者造成一定的不良影響。同時電爐熔煉對于爐料的要求也比較低，含有一定的雜料、廢料也是可以采用電爐熔煉的冶金方法進行金屬鎳的冶金的。但是電爐熔煉也是有一定的局限性的，采用電爐熔煉的冶金方法比較費電，電量的消耗非常大，電費也就比較高。以上幾種方法是金屬鎳的冶金工藝中比較常見的方式，但是又有一定的局限性。所以，尋求一種更加完善的金屬鎳的冶金方式是如今比較急迫的待解決問題，也是目前大家在金屬鎳的冶金方面正在努力的方向。

4、結語

通過上文的介紹，幫助我們簡單的了解了一下金屬鎳的性質(zhì)和用處，我們發(fā)現(xiàn)雖然人們對金屬鎳的認識并不多，但是金屬鎳確實有很多獨特的優(yōu)點。正是由于金屬鎳具有以上種種的優(yōu)良特性，使得它的用途也如此廣泛。雖然金屬鎳如今的應用非常廣泛，但是金屬鎳的使用歷史并不長久，金屬鎳的冶金工藝的發(fā)展時間也較短，工藝的發(fā)展程度也不是很完善。通過以上的分析，旨在認清鎳冶金工藝的發(fā)展現(xiàn)狀，分析其中存在的不足，為鎳冶金工藝進一步的發(fā)展提供動力。