ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролиз в металлургии металлов группы железа (никель, кобальт, железо) из "Прикладная электрохимия" Важную роль играет электролиз в металлургии никеля, довольно значительную — в металлургии кобальта и малую — в металлургии железа. [c.286] С момента, когда никель впервые был выделен в 1751 г. Крон-штедтом в виде свободного элемента, и до конца прошлого столетия этот элемент считался редким, он использовался лишь в ювелирном деле. В 80-х годах прошлого столетия в Новой Каледонии и Канаде (Садбери) были открыты крупные месторождения никеля было обнаружено также (английский инженер Райли) улучшение свойств стали при легировании ее никелем. С этого времени никель становится важным промышленным и стратегическим металлом. [c.286] Основная часть никеля (85—87%) расходуется для- производства сплавов с железом, хромом, медью и другими металлами. Эти сплавы отличаются высокими механическими, антикоррозионными, магнитными и электрическими свойствами. Сплавы никеля с алюминием (а также с магнием и кремнием) используются в качестве исходного вещества для получения никеля Ренея — никелевого катализатора скелетного типа, образующегося при действии щелочи на эти сплавы. [c.286] Никель применяется в производстве щелочных аккумуляторов и в гальванотехнике. [c.286] Кобальт, начиная с 20-х годов нашего столетйя, стал одним йЗ важнейших легирующих металлов для производства. инструментальных сталей, термических сплавов, сплавов с особыми магнитными свойствами (77% всего выпускаемого кобальта). Значительную роль кобальт играет как катализатор в органическом синтезе, в производстве эмалей и красок, в медицине (изотоп °Со —в кобальтовых пушках). [c.287] Области применения железа общеизвестны, размеры его производства огромны. Чистое железо обладает высокой пластичностью, поэтому одно время оно применялось в Германии и во Франции вместо дефицитной меди (получали электролизом). Чистое железо иногда используется в электротехнике для изготовления сердечников, а также индукционной аппаратуры. [c.287] Около 70% никеля находится в земной коре в виде сульфидов, образуя минералы пентлантид (Ре, N1)988, миллерит N18 и др. остальной никель — в виде окисных и других минералов. Сульфидные руды никеля обычно являются железоникелевыми или медноникелевыми рудами и содержат 0,3—5,5% N1. Такие руды легко обогащаются, концентраты содержат до 12% никеля. [c.287] Никелевым рудам сопутствуют не только минералы меди и железа, но и кобальта, мышьяка, селена, теллура, в малых количествах— минералы свинца, цинка, висмута, а также ценных металлов— платины, палладия, родия, золота, серебра. Поэтому при производстве никеля извлекается ряд других металлов и соединений. [c.287] Кобальт образует самостоятельные руды (например, мышьяковокобальтовые руды Южного Алтая), но месторождения их редки и сравнительно маломощны. Обычно соединения кобальта находятся в медных, никелевых, железных, цинковых и марганцевых рудах. [c.287] Методы производства металлов группы железа [37]. Основное количество никеля получают из руд пирометаллургическим путем. Черновой никель, выплавляемый из сульфидных руд , содержит немногим более 93% никеля, из окисленных — до 99,6%. Поэтому последний частично прямо используется промышленностью, первый должен быть рафинирован. Рафинированию подвергается до 80% всего никеля. [c.287] Наиболее распространен электрохимический метод рафинирования. Железо отделяется от основных компонентов в результате плавки штейна в конвертере с продувкой воздуха (табл. У111-1). [c.287] Плавка часто осуществляется так, чтобы не выводилось все железо в шлак, а часть его оставалась в файнщтейне. Этим способом в файнштейне удерживается и кобальт, что позволяет позже, в процессе рафинирования никеля, выводить при очистке раствора соединения кобальта и перерабатывать их. Иногда кобальт специально переводят в конверторный шлак, из которого затем его извлекают. [c.288] Из окисленных руд никель обычно извлекают тем же путем, что и из сульфидных, причем окисленную руду сплавляют с гипсом или пиритом для получения штейна . [c.288] Разработан также автоклавный метод выщелачивания сульфидных концентратов и окисленных руд растворами аммиака или серной кислоты. Находит применение и так называемый карбонильный метод — фракционная перегонка жидких, легколетучих соединений Ме(СО)п, продуктов обработки файнштейна окисью углерода под давлением 20 МПа (200 кгс/см ). Полученный никель отличается высокой чистотой . [c.288] Кобальт извлекают обычно из побочных продуктов производства никеля и цинка. Промежуточные продукты кобальта, содержащие также никель, медь, железо и другие элементы, перерабатывают гидрометаллургическим путем с получением окиси кобальта она применяется промышленностью без дальнейшей переработки. Часть окиси кобальта используется для получения кобальта термическим восстановлением в присутствии угля или окиси углерода с последующим электролитическим рафинированием (см. ниже). [c.288] Железо получают пирометаллургическими методами в виде сплавов с углеродом (доменный, конверторный и мартеновский процессы). [c.288] В настоящее время чистое железо производят в сравнительно малых масштабах электролизом водных растворов (обычно рафинированием стали), разложением в вакууме карбонила железа, прямым восстановлением из окислов, выделяемых заранее в чистом виде. [c.288] Электрохимические Свойства Металлов и электродные реакции. [c.289] Металлы группы железа обладают высокой адсорбционной способностью и способностью поглощать газы, как и все другие ме таллы VIII группы. Сильнее эта способность выражена у никеля. Адсорбционная способность является причиной известной склонности металлов группы железа к пассивированию на воздухе. Эти химические свойства оказывают значительное влияние на электрохимическое поведение металлов группы железа (см. табл. IX-1). [c.289] Вернуться к основной статье