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高压浸出 2024-09-30 20:36:07

硫酸镍是什么东西(分离硫酸镍钴的应用领域)

一、硫酸硫酸请问各位镍是镍什镍钴干什么用的谢谢了

nickel

一种化学元素。化学符号Ni,东西原子序数28,分离原子量58.69,用领域属周期系Ⅷ族。硫酸硫酸古代埃及、镍什镍钴中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的东西陨铁制作器物,中国古代云南生产的分离白铜中含镍量就很高。1751年瑞典A.F.克龙斯泰德用木炭还原红镍矿制得金属镍,用领域其英文名称来源于德文Kupfernickel,硫酸硫酸含义是镍什镍钴假铜。镍在地壳中的东西含量为0.018%,主要矿物有镍黄铁矿〔(Ni,分离Fe)9S8〕、用领域硅镁镍矿〔(Ni,Mg)SiO3•nH2O〕、针镍矿或黄镍矿(NiS)、红镍矿(NiAs)等。海底的锰结核中镍的储量很大,是镍的重要远景资源。

镍是银白色金属,熔点1455℃,沸点2730℃,密度8.90克/厘米3。有铁磁性和延展性,能导电和导热。常温下,镍在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜,不但能阻止继续被氧化,而且能耐碱、盐溶液的腐蚀。块状镍不会燃烧,细镍丝可燃,特制的细小多孔镍粒在空气中会自燃。加热时,镍与氧、硫、氯、溴发生剧烈反应。细粉末状的金属镍在加热时可吸收相当量的氢气。镍能缓慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸,但在发烟硝酸中表面钝化。镍的氧化态为-1、+1、+2、+3、+4,简单化合物中以+2价最稳定,+3价镍盐为氧化剂。镍的氧化物有NiO和Ni2O3。氢氧化镍〔Ni(OH)2〕为强碱,微溶于水,易溶于酸。硫酸镍(NiSO4)能与碱金属硫酸盐形成矾Ni(SO4)2•6H2O(MI为碱金属离子)。+2价镍离子能形成配位化合物。在加压下,镍与一氧化碳能形成四羰基镍〔Ni(CO)4〕,加热后它又会分解成金属镍和一氧化碳。

镍的制法有:①电解法。将富集的硫化物矿焙烧成氧化物,用炭还原成粗镍,再经电解得纯金属镍。②羰基化法。将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍,加热后分解,又得纯度很高的金属镍。③氢气还原法。用氢气还原氧化镍,可得金属镍。镍大部分用于制造不锈钢和抗腐蚀合金。镍还大量用于镀镍。镍铜合金用于电阻合金、热交换器和冷凝器管道。镍铬铁合金用于制造蒸气叶轮机和电热丝。在化学工业中镍用作加氢反应的催化剂。

镍是一种银白色金属,首先是1751年由瑞典矿物学家克朗斯塔特(A.F.Cronstedt)分离出来的。由于它具有良好的机械强度和延展性,难熔耐高温,并具有很高的化学稳定性,在空气中不氧化等特征,因此是一种十分重要的有色金属原料,被用来制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢,广泛用于飞机、雷达、导弹、坦克、舰艇、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工制造业。在民用工业中,镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等大量用于各种机械制造业。镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层,镍钴合金是一种永磁材料,广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域,在化学工业中,镍常用作氢化催化剂。近年来,在彩色电视机、磁带录音机和其他通讯器材等方面镍的用量也正在迅速增加。总之,由于镍具有优良性能,已成为发展现代航空工业、国防工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系不可缺少的金属。

中国镍矿资源不能满足需要。总保有储量镍784万吨,居世界第9位。镍矿产地有近100处,分布于18个省(区)。其中以甘肃省为最,保有储量占全国的61.9%,新疆、吉林、四川等省(区)次之。甘肃金川镍矿规模仅次于加拿大的萨德伯里镍矿,为世界第二大镍矿。镍矿矿床类型主要为岩浆熔离矿床和风化壳硅酸盐镍矿床两个大类。后者以云南墨江镍矿为代表;前者又分岩浆就地熔离矿床与岩浆深部熔离贯入矿床两个亚类。甘肃白家嘴子镍矿即属深部熔离复式贯入矿床一类。从成矿时代分析,从前寒武纪到新生代皆有镍矿产出。岩浆型镍矿主要产于前寒武纪和晚古生代,早古生代、中生代也有镍矿产出。风化壳型镍矿则形成于新生代。

二、钼的应用领域有哪些

钼是一种金属元素,元素符号:Mo,英文名称:Molybdenum,原子序数42,是VIB族金属。钼的密度为10.2g/cm³,熔点为2610℃,沸点为5560℃。钼是一种银白色的金属,硬而坚韧,熔点高,热传导率也比较高,常温下不与空气发生氧化反应。作为一种过渡元素,极易改变其氧化状态,钼离子的颜色也会随着氧化状态的改变而改变。钼是人体及动植物所必需的微量元素,对人以及动植物的生长、发育、遗传起着重要作用。钼在地壳中的平均含量为0.00011%,全球钼资源储量约为1100万吨,探明储量约为1940万吨。由于钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点,被广泛应用于钢铁、石油、化工、电气和电子技术、医药和农业等领域。

钼的应用概况

钼在钢铁工业中的应用居首要地位,占钼总消耗量的80%左右,其次是化工领域,约占10%。此外,钼也被用于电气和电子技术、医药和农业等领域,约占总消耗量的10%左右。

合金领域:钼在钢铁领域的消费量最大,主要用于生产合金钢(约占钼在钢铁消耗总量中的43%)、不锈钢(约23%)、工具钢和高速钢(约8%)、铸铁和轧辊(约6%)。钼大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁,少部分则先熔炼成钼铁,然后再用于炼钢。钼作为钢的合金元素具有以下优点:提高钢的强度和韧性;提高钢在酸碱溶液和液态金属中的抗腐蚀性;提高钢的耐磨性;改善钢的淬透性、焊接性和耐热性。例如,含钼量为4%-5%的不锈钢往往用于诸如海洋设备、化工设备等侵蚀、腐蚀比较严重的地方。

以钼为基体加入其他元素(如钛、锆、铪、钨及稀土元素等)构成有色合金,这些合金元素不仅对钼合金起到固溶强化和保持低温塑性的作用,而且还能形成稳定的、弥散分布的碳化物相,提高合金的强度和再结晶温度。钼基合金因为具有良好的强度、机械稳定性、高延展性而被用于高发热元件、挤压磨具、玻璃熔化炉电极、喷射涂层、金属加工工具、航天器的零部件等。

化工领域

润滑剂:二氧化钼是一种良好的固体润滑剂,因为它的摩擦系数很低,屈服强度很高,能在真空和各种超低温、高温下正常使用,因而被广泛应用于燃气轮机、齿轮、模具、航空航天、核工业等领域。

催化剂:钼的化合物是用途最广的催化剂之一,被广泛应用到化学、石油、塑料、纺织等行业。例如:二硫化钼具有抗硫性质,可以在一定条件下催化一氧化碳加氢制取醇类物质,是很有前景的C1化学催化剂;钼与钴、镍结合用作石油提炼预处理的催化剂。其他常见的含钼催化剂有:二硫化钼、氧化钼、钼酸盐、仲钼酸铵等。

颜料:铬黄和镉黄为当今世界最常用无机黄颜料,但是铅、铬、镉都有毒,而钼黄不仅无毒,还具有鲜艳的色泽,光、热稳定性也好,因而被用于颜料和墨水、塑料、橡胶产品及陶瓷中。

有机聚合物的阻燃剂和消烟剂:在卤代聚脂中加入3%-4%的三氧化钼,可使临界氧指数提高3%-4%,燃烧时碳的生成量增加4%左右,使烟雾量减少3%。

缓蚀剂:钼酸盐毒性非常低,对添加在缓蚀剂中的有机添加剂的腐蚀性很弱,常用在空调冷却水和加热系统的构造中,防止低碳钢被腐蚀。

电子电气领域

钼具有良好的导电性和耐高温性,热膨胀系数与玻璃相近,被广泛用于制造螺旋灯丝的芯线、引出线及挂钩等部件。此外,钼丝也是理想的电火花线切割机床用电极丝,能切割各种钢材和硬质合金,其放电加工稳定,能有效提高模具精度。

单层的辉钼材料具有良好的半导体特性,有些性能超过现在广泛使用的硅和石墨烯,很有可能成为下一代半导体材料。美国加州纳米技术研究院已经成功使用MoS2制造出了辉钼基柔性微处理芯片,这个微芯片只有同等硅基芯片的20%大小,功耗极低,而辉钼制成的晶体管在待机情况下的功耗为硅晶体管的十万分之一,而且比同等尺寸的石墨烯电路更加廉价,其电路也有很强的柔性,极薄,可以附着在人体皮肤之上。

医学领域

钼是人体必需的微量元素之一,也是多种酶的组成部分,在机体的主要功能是参与硫、铁、铜之间的相互反应。适量的钼能够促进人体发育,增强氧在体内的储留下,抑制肿瘤,维护心肌的能量代谢,保护心肌,而钼的缺乏会导致龋齿、肾结石、克山病、大骨节病、食道癌等疾病,因而钼也被用于医药中,如钼酸铵这种药就主要用于长期依赖静脉高营养的患者。

畜牧领域

钼的生物学作用主要是依靠作为动物体内某些含钼酶类的组成成分,间接影响酶的生物学活性来实现的。除此之外,钼元素在反刍动物营养代谢中发挥着特殊的作用,一方面,钼作为反刍动物瘤胃微生物硝酸盐氧化酶的组成成分,直接参与瘤胃中饲料硝酸盐的转化,另一方面,钼作为硫酸盐氧化酶的辅助因子对瘤胃微生物有刺激作用,这有助于反刍动物对粗纤维类物质的消化,进而促进反刍动物的生长。所以,当牧草和饲料中钼元素含量不足时,就需要按照严格的营养需要和工艺技术要求,将钼元素添加剂加入饲料中,达到满足动物需要的目的,最常见的例子就是在奶牛饲料中添加10mg/d的钼。

农业领域

钼为植物体内必须的“微量元素”之一,缺钼会影响植物正常生长。作为植物生长所必须的微量元素,钼不仅能促进植物对磷的吸收,还能加速植物体内醇类的形成与转化,提高植物叶绿素和维生素丙的含量,提高植物的抗旱、抗寒以及抗病能力。鉴于钼对植物的重要性,很多国家已经开始生产和使用含钼的微量肥料,例如我国湖南长沙县南华乡用钼酸铵拌种,花生增产32.2%,黑龙江国营农场对大豆施用钼肥,大豆增产10%左右。

钼是元素周期表上数值为42的过渡金属元素。它的化学符号是钼。钼呈银白色,坚硬而坚韧。室温下不受空气侵蚀,不与盐酸或氢氟酸发生反应。

在自然界中,钼主要以辉钼矿(MoS2)的形式存在。天然辉钼矿是一种黑色软矿物。虽然辉钼矿在古代就有使用,但辉钼矿与铅、方铅矿、石墨相似,很难区分。单词“molybdos”在希腊语中是铅的意思。在18世纪末之前,这两种金属都以钼矿的名义在欧洲市场上出售。

1779年,舍勒指出铅或石墨和钼是两种完全不同的物质。他发现硝酸对石墨没有影响,但与钼矿反应得到白色粉末;硝酸与碱溶液一起煮沸,结晶后析出盐。他认为白色粉末是一种金属氧化物(实际上是氧化钼),它与木炭混合,在高温下加热,但它与硫共加热,得到原始的钼。

1782年,舍勒的好朋友、瑞典矿主埃尔莫用木炭和钼酸的混合物与亚麻油混合,将金属从钼矿中分离出来,命名为钼,元素符号mo,中国将其翻译为钼。它已被瑞典著名化学家贝齐里厄斯所认识,他发现了铈、硒、硅、钽、钍等元素。

钼金属在空气中燃烧时,会发出金黄色的光;不同氧化状态的钼离子有不同的颜色。直到1893年,即钼的发现100多年后,莫森才在电炉中熔化了碳和三氧化钼的混合物,首次获得了含钼92%-96%的铸造金属。

貌不惊人用途广

虽然钼的发现已有200多年的历史,但钼的大规模开发利用仍处于本世纪,特别是近几十年。

钼及钼合金具有强度高、热膨胀系数低、导热性和导电性好、耐熔融玻璃、熔盐和金属液腐蚀性强、薄涂层耐磨性好等特点,得到了广泛的应用。

合金钢、不锈钢、工具钢和铸铁是钼的主要应用领域,其产量决定了钼的需求量。添加钼可以提高不锈钢的耐蚀性。在铸铁中加入钼可以提高铸铁的强度和耐磨性。含钼18%的镍基高温合金具有熔点高、密度低、热膨胀系数小的特点,用于航空航天等领域制造各种高温构件。钼广泛应用于电子管、晶体管、整流器等电子器件中。纯钼丝广泛应用于高温电炉、电火花加工和电火花线切割。钼被用来制造无线电和X射线设备。钼在其他合金领域和化工领域有着广泛的应用。合金钢中添加钼可以提高合金钢的弹性极限、耐蚀性和永磁性能。氧化钼和钼酸盐是化工和石油工业中的优良催化剂。

二硫化钼是航空航天和机械工业的重要润滑剂。此外,二硫化钼由于其独特的抗硫性,在一定条件下可以催化一氧化碳加氢制醇。

钼也逐渐应用于核电、新能源等领域。

钼也是植物必需的微量元素之一。没有它,植物就不能生存。钼可作为农业中的微量元素肥料。

钼存在于人体的各种组织中。成人体内铜总量为9mg,肝、肾中铜含量最高。钼-99是钼的放射性同位素之一,用于医院制备锝-99。锝-99是一种放射性同位素,可用于内脏器官造影。用于此目的的钼-99通常被氧化铝粉末吸收并储存在一个相对较小的容器中。当钼-99衰变时,形成锝-99。

沙场硬汉显身手

钼是在14世纪日本武士刀中发现的。这是钼首次被发现用于军事目的。1891年,法国斯奈德公司率先以钼为合金元素生产含钼装甲板。他们发现钼的密度只有钨的一半。这样,钼在许多钢合金应用中有效地取代了钨。第一次世界大战的爆发导致了对钨的需求急剧增加,钨铁供应极为紧张。因此,钼在许多高硬度和抗冲击钢中取代了钨。钼需求的增长促使人们对钼的研究不断深入。当时,科罗拉多州的克莱麦克斯矿于1918年开发并投入使用。

由于其重要性,钼被各国政府视为战略金属。在20世纪初,其主要用于制造耐高温的火箭炮和火箭炮。先进材料,如钨合金、钼合金,以及军舰、火箭和先进设备的优质部件。

钼合金是由钼和其它元素组成的有色合金。主要合金元素为钛、锆、铪、钨和稀土元素。钼合金具有良好的导热性、导电性和低膨胀系数。高温强度高(1100~1650℃),比钨更容易加工。可作为电子管的栅极和阳极、电光源的支撑材料、压铸和挤压模、航天器零部件等。

第一次世界大战结束后,钼需求急剧下降。为了解决这一问题,有必要开发新的应用领域。很快,新型低钼合金钢在汽车工业中得到了认可。此后,钼作为合金元素在钢铁等领域的研究和开发进入了一个新阶段。

20世纪30年代末,钼被广泛用作工业原料。二战后的重建再次刺激了钼在工业领域应用的发展和研究,为许多含钼工具钢开辟了广阔的市场。目前,合金钢、不锈钢、工具钢和铸铁仍是钼的主要应用领域。

资源丰富待研发

钼主要存在于地壳中的花岗岩中。钼矿相对简单,以硫化矿为主。

由于钼在军事武器中的特殊用途,世界大国将钼列为需要战略储备的矿产资源。战略矿产储备或矿产品战略储备主要是指对国家安全具有战略意义、在我国相对稀缺的矿产资源。目前,世界上已有10个国家建立了战略矿产储备体系。

我国钼资源丰富,总储量860万吨(以钼计),其中工业储量约350万吨,居世界第二位。我国钼资源具有储量大、分布广、矿床大、矿体浅的特点,对全球钼市场具有重要影响。

北美洲也有丰富的钼资源。

与稀土相比,我国对钼的控制更为先进,据悉,资源部正准备将钼列为保护性开采矿产,实行开采总量管理,发布开采总量指标。这将使钼成为继金、钨、锡、锑和稀土之后的第六种特殊矿物。

三、活性氧化镁从硫酸盐介质中选择性沉淀镍钴

在工业提炼中,活性氧化镁展现出了卓越的性能,用于从富含锰、镁的硫酸盐溶液中,精确分离并富集镍、钴。通过精心实验,我们发现最佳的沉淀条件是关键:首先,将矿浆搅拌后,添加理论量的活性氧化镁剂量提升至两倍,确保充分反应。在长达6小时的反应时间内,沉淀过程在25℃的恒温条件下进行。令人振奋的是,这种策略下,镍的沉淀率达到惊人的97.96%,而钴的沉淀率也达到了96.43%。

传统的红土镍矿或氧化铜钴矿处理过程中,镍、钴、锰和镁往往会共存于酸性浸出液中。传统的硫化沉淀法,如使用H2S、NaHS等硫化剂,虽然能沉淀镍和钴,但需要严格控制pH值,过低的pH会释放有害的H2S气体,影响环境;过高的pH则会导致锰和镁含量偏高,干扰后续有价值的金属净化。而中和沉淀法,如NaCo3或NaOH,容易产生局部过硬现象,富集物中锰、镁含量过多,且沉淀过程中可能形成胶体,导致液固分离困难,还引入了Na和NH4等杂质,增加了后续处理的复杂性。

鉴于这些挑战,我们选择性地采用活性氧化镁作为新型沉淀剂。在硫酸盐介质中,这种策略有效地降低了锰和镁的混杂,使得镍和钴的沉淀更加高效和选择性。在添加0.2g絮凝剂AN905后,矿浆的平均静态自由沉降速度提升至180mm/min,不仅提高了分离效率,也简化了操作过程,为后续的镍钴提炼和锰镁去除提供了理想的解决方案。

参考资料:选矿优化控制