鎳加工工藝

1.先預處理。

回轉(zhuǎn)窯烘干→造塊→回轉(zhuǎn)窯高溫脫水、預熱。

②回轉(zhuǎn)窯烘干→造塊→豎爐燒結、預還原。

③回轉(zhuǎn)窯烘干→脫水、燒結（包括預還原）。不同的鎳礦處理工藝的投資費用及工藝操作難度不同，對整個鎳鐵冶煉工藝綜合能耗及產(chǎn)品質(zhì)量的影響也有所不同，因而，隨著中國鎳鐵生產(chǎn)的規(guī)?；x擇何種鎳礦預處理方式，值得分析。

2.硫化鎳精礦的火法冶煉硫化鎳精礦的火法冶煉流程其主要工藝特點如下：

（1）熔煉。鎳精礦經(jīng)干燥脫硫后即送電爐（或鼓風爐）熔煉，目的是使銅鎳的氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧?，產(chǎn)出低冰鎳（銅鎳锍），同時脈石造渣。所得到的低冰鎳中，鎳和銅的總含量為8%－25%（一般為13%－17%），含硫量為25%。

（2）低冰鎳的吹煉。吹煉的目的是為了除去鐵和一部分硫，得到含銅和鎳70%－75%的高冰鎳（鎳高硫），而不是金屬鎳。轉(zhuǎn)爐熔煉溫度高于1230℃，由于低冰鎳品位低，一般吹煉時間較長。

（3）磨浮。高冰鎳細磨、破碎后，用浮選和磁選分離，得到含鎳67%－68%的鎳精礦，同時選出銅精礦和銅鎳合金分別回收銅和鉑族金屬。鎳精礦經(jīng)反射爐熔化得到硫化鎳，再送電解精煉或經(jīng)電爐（或反射爐）還原熔煉得粗鎳再電解精煉。

（4）電解精煉。粗鎳中除含銅、鉆外，還含有金、銀和鉑族元素，需電解精煉回收。與銅電解不同的是這里采用隔膜電解槽。用粗鎳做陽極，陰極為鎳始極片，電解液用硫酸鹽溶液硫酸鹽和氯化鹽混合溶液。通電后，陰極析出鎳，鉑族元素進入陽極泥中，另行回收。產(chǎn)品電鎳純度為99.85%－99.99%。

鎳提煉工藝

數(shù)十億年前，鎳形成于超新星爆發(fā)之中，那是自然界中唯一具備足夠高的溫度和壓力條件以使鎳原子形成的地方。鎳是地球上第五種最豐富的自然元素，在隕石，地球深處和表面礦石中都可以發(fā)現(xiàn)鎳。 鎳在環(huán)境中的天然含量隨地理位置的不同而顯著不同。

　　鎳與其它金屬一樣，在自然界以礦石的形式存在。這些礦石經(jīng)開采，精選和熔煉或用化學方法處理提取出鎳。主要的鎳礦資源分布于俄羅斯，加拿大, 澳大利亞,新喀里多尼亞, 印度尼西亞,古巴,中國,多米尼加共和國,博茨瓦納,哥倫比亞,希臘和巴西. 在日本,英國,芬蘭和法國也進行鎳的精煉。含鎳礦石通常經(jīng)熔煉后生產(chǎn)出鋼鐵工業(yè)的原料（鎳鐵）或進一步精煉成金屬鎳或化學品。高純鎳和鎳化學品由專門的精煉廠生產(chǎn)。

　　鎳是地球上第五種最豐富的自然元素，對于某些植物的生命是必須的。在隕石，地球深處和表面礦石中都可以發(fā)現(xiàn)鎳。 鎳在環(huán)境中的天然含量隨地理位置的不同而顯著不同。

　　鎳具有獨特的綜合性能,通過它對家庭,食品生產(chǎn),交通運輸,能源和制造業(yè)的貢獻而在經(jīng)濟和社會上具有非常重要的意義.每年新生產(chǎn)的鎳85%以上和大部分的再生鎳用于生產(chǎn)合金材料。不銹鋼是這些合金中最知名的。 最常見的不銹鋼鋼種含鎳8%-12%。由于不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，因此非常廣泛的應用于餐飲行業(yè)和家庭（洗滌池，器皿），建筑業(yè)（建筑結構和裝飾），醫(yī)療保?。ㄖ扑幵O備和醫(yī)療器械），食品加工和釀造設備及整個工業(yè)領域。新生產(chǎn)鎳的2/3以及大部分再生鎳被用于生產(chǎn)不銹鋼。

　　我們每天都通過膳食攝入鎳，因為鎳是膳食的自然組成部分.農(nóng)作物需要和所用的鎳出現(xiàn)在我們每天所吃的食品中，尤其是豆類，豌豆，扁豆，可可產(chǎn)品（巧克力）和燕麥。因此，我們每天會攝取150-300微克的鎳。

　　你每天都在使用含鎳的產(chǎn)品.你每天在烹飪食品時都在用鎳.消費者在日常生活中會碰到以合金形式存在的鎳，如炊具和餐具。這些器具所用的不銹鋼，其優(yōu)良的耐腐蝕性可提供必不可少的衛(wèi)生條件，避免食物中毒，確保食品不受污染。

鎳的處理工藝

對于重金屬離子，最常用的是化學沉淀法，向電鍍廢水中加堿，此法耗堿量非常大，一部分堿用于廢水pH調(diào)節(jié)至10-11左右，一部分堿用來沉淀鎳，此外，這種方法處理后的鎳一般在5-10ppm，若要達標排放，還需進一步通過其他方法處理，所以在工程上來說，操作步驟比較麻煩，而且沉淀產(chǎn)生的污泥，還要很多后續(xù)步驟，脫水、焚燒等，處理不好就會產(chǎn)生二次污染。

與化學沉淀法類似的，絮凝沉淀法、重金屬捕捉劑等方法，都會產(chǎn)生污泥，后續(xù)處理投入也比價大。電鍍廢水中，治理是結果，但能進行資源回收是上策，樹脂就可以對金屬實現(xiàn)資源回收。

電鍍廢水中，離子鎳是比較容易除去的，很多環(huán)保公司賣的氨基乙酸類樹脂效果都還不錯，但對其中的化學鎳基本就沒效果，無法達標。據(jù)我所知，江蘇海普功能材料這家公司是專門研發(fā)特種樹脂的，尤其對于這類化學態(tài)重金屬，去除效果很好，出水鎳含量低于0.1ppm，并且再生工藝簡單，脫附液中含有的重金屬可以回用到生產(chǎn)中，實現(xiàn)資源化利用。

鎳銅鎳工藝

銅鎳合金，銅Cu 跟鎳Ni,呈銀白色，有金屬光澤，故名白銅。

鎳工藝流程

鎳金工藝流程介紹

　　1、基本步驟

　　脫脂→水洗→中和→水洗→微蝕→水洗→預浸→鈀活化→吹氣攪拌水洗→無電鎳→熱水洗→ 無電金→回收水洗→后處理水洗→干燥

　　2、無電鎳

　　A. 一般無電鎳分為“置換式”與“自我催化”式其配方極多，但不論何者仍以高溫鍍層質(zhì)量較佳

　　B. 一般常用鎳鹽為氯化鎳（Nickel Chloride）

　　C. 一般常用還原劑有次磷酸鹽類（Hypophosphite）/甲醛（Formaldehyde）/聯(lián)氨 （Hydrazine）/硼氬化合物（Borohydride）/硼氫化合物（Amine Borane）

　　D. 螯合劑以檸檬酸鹽（Citrate）最常見。

　　E. 槽液酸堿度需調(diào)整控制，傳統(tǒng)使用氨水（Amonia），也有配方使用三乙醇氨（Triethanol Amine），除可調(diào)整PH及比氨水在高溫下穩(wěn)定，同時具有與檸檬酸鈉結合共為鎳金屬螯合劑，使鎳可順利有效地沉積于鍍件上。

　　F. 選用次磷二氫鈉除了可降低污染問題，其所含磷對鍍層質(zhì)量也有極大影率。

　　G. 此為化學鎳槽其中一種配方。

　　配方特性分析：

　　a. PH值影響：PH低于8會有混濁現(xiàn)像發(fā)生，PH高于10會有分解發(fā)生，對磷含量及沉 積速率及磷含量并無明顯影響。

　　b.溫度影響：溫度影響析出速率很大，低于70°C反應緩慢，高于95°C速率快而無法控制.90°C最佳。

　　c.組成濃度中檸檬酸鈉含量高，螯合劑濃度提高，沉積速率隨之下降，磷含量則隨螯合 劑濃度增加而升高，三乙醇氨系統(tǒng)磷含量甚至可高到15.5%上下。

　　d.還原劑次磷酸二氫鈉濃度增加沉積速率隨之增加，但超過0.37M后槽液有分解現(xiàn)像， 因此其濃度不可過高，過高反而有害。磷含量則和還原劑間沒有明確關系，因此一般 濃度控制在O.1M左右較洽當。

　　e.三乙醇氨濃度會影響鍍層磷含量及沉積速率，其濃度增高磷含量降低沉積也變慢， 因此濃度保持約0.15M較佳。他除了可以調(diào)整酸堿度也可作金屬螯合劑之用

　　f.由探討得知檸檬酸鈉濃度作通當調(diào)整可有效改變鍍層磷含量

　　H. 一般還原劑大分為兩類：

　　次磷酸二氫鈉（NaH2PO2H2O，Sodium Hypophosphate）系列及硼氫化鈉（NaBH4，Sodium Borohydride）系列，硼氫化鈉價貴因此市面上多以次磷酸二氫鈉為主 一般公認反應為：

　?。跦2PO2］- H2OA H ［HPO3］2- 2H（Cat） -----------（1）

　　Ni2 2H（Cat）a Ni 2H ----------------------------------（2）

　?。跦2PO2］- H（Cat）a H2O OH- P----------------------（3）

　?。跦2PO2］- H2Oa H ［HPO3］2- H2------------------（4）

　　銅面多呈非活化性表面為使其產(chǎn)生負電性以達到“啟鍍”之目銅面采先長無電鈀方式反應中有磷共析故，4-12%含磷量為常見。故鎳量多時鍍層失去彈性磁性，脆性光澤增加，有利防銹不利打線及焊接。

鎳的加工性能

●各主要化學成分與不銹鋼性能之關系

碳C：可增加硬度和強度，含量過高會降低其延展性和耐腐性

鉻Cr：可增加耐蝕性、抗氧化性，使品粒細化，增加強度，硬度和耐磨性

鎳Ni：可增加高溫強度、耐蝕性，降低冷加工硬化之速率

鉬Mo：增加強度，對養(yǎng)化物和海水的耐蝕性優(yōu)良

銅Cu：利于冷加工成型，降低磁性

化學鎳加工

化學成分，N4 C含量小于0.02% N6 C含量小于0.15%，其余元素含量相同；

鎳帶對美國牌號：N4，N6 對應的是ASME II 中的Ni201和Ni200, 即低碳純鎳和普通純鎳（即N4 ，Ni201， N6，Ni200）。

鎳帶執(zhí)行標準：N4/N6純鎳帶生產(chǎn)執(zhí)行標準GB/T2072-2007

鎳帶狀態(tài)（維氏硬度）：硬態(tài)（Y），半硬（Y2）,1，4硬（Y4），軟態(tài)（M）。

鎳帶規(guī)格：寬帶：2~330mm 厚度：0.05~1mm 長度：>=3000mm

鎳帶的包裝、標志、運輸和儲存按GB88888。

鎳帶純度：99.95%以上

鎳帶特性：具有良好的光澤、延展性、可焊性

N4，N6純鎳帶的區(qū)別：N4，N6的區(qū)別是在于C的含量即: 分別低碳純鎳和普通純鎳

N4，N6 對應的是ASME II 中的Ni201和Ni200, 即低碳純鎳和普通純鎳

（即N4 /Ni201， N6/Ni200）

N4 Ni%=99.9%, C%=0.01%Max,

N6 Ni%=99.5%-99.6% C%=0.10%Max

純鎳的耐腐蝕性能

純鎳特別能耐堿的腐蝕,不論在高溫或熔融的堿中都比較穩(wěn)定，所以主要用于制堿工業(yè)。在常溫下鎳在海水和鹽類溶液及有機介質(zhì)（如脂肪酸、酚、醇等）中極為穩(wěn)定。不耐無機酸腐蝕，在醋酸和蟻酸中也不穩(wěn)定。

二．按照GB2054-2005規(guī)定，N4和N6的區(qū)別在于：

1、化學成分，N4 C含量小于0.02% N6 C含量小于0.15%，其余元素含量相同；

2、力學性能，在M態(tài)，N4 Rm≥350MPa，N6 Rm≥380MPa

備注：N4和N6如上所示，主要是C含量的不同，N4稱為低碳純鎳，其余元素含量相同，由于N4的低碳性，適于一些特定情況下使用，所以好與客戶溝通下使用環(huán)境或用途，以避免不必要的麻煩。

純鎳帶：含鎳量在99.95%以上，純鎳擁有優(yōu)良的機械特性和在多種不同環(huán)境中均有

較高的抗蝕功能，還擁有磁致伸縮性及磁性、高傳熱性、高導電性、低氣體量及低蒸氣壓力等特點。具有良好的點焊性能，拉伸張力高，操作方便．電阻率低（筆記本電池組組合首選）可通過50A以上電流，是動力電池組組合首選本產(chǎn)品主要用于制造鎳氫電池，鋰電池，組合電池與電動工具，通訊信息，特燈等行業(yè)。

鎳合金工藝

鎳合金主要鑄造工藝為真空鑄造。鑄件先用熱軋、擠壓或鍛造成坯料的，經(jīng)中間熱處理后再軋制或拉伸，最后加工成所需的成品。有些鎳基高溫合金可以直接使用鑄件，也可以用粉末冶金法制作必要的部件。鎳合金主要用于電子、化學、機械、能源開發(fā)和導航、航空和航天領域。鎳合金的密度通常為8.0--8.4g/cm3。

鎳合金加工方法

鎳的焊接工藝要點：

（1）正確選擇焊材

（2）接頭型式：采用大坡口角度和小純邊的接頭型式

（3）坡口附近及焊絲的清理：特點重要，以防止熱裂紋和氣孔。

（4）焊前預熱：一般不需要焊前預熱，層間溫度應控制在100 ℃以下。但當母材溫度低于15℃時，應加熱至15-20 ℃，以免濕氣冷凝。

（5）焊接工藝：

◇限制熱輸入，采用小線量和保持電弧電壓的穩(wěn)定，并采用短弧不擺動或小擺動的操作方法。

◇對于小直徑管道焊接過程中宜采取強制冷卻措施減少焊縫的高溫停留時間，增加焊縫的冷卻速度。

◇焊后焊縫表面熔渣和飛濺物的及時清理，以防止熔渣中的S等雜質(zhì)對焊縫造成脆化或腐蝕性能下降。

（6）焊后熱處理：一般不推薦焊后熱處理。但有時為保證使用中不發(fā)生晶間腐蝕或應力腐蝕需要熱處理。

鎳基合金的焊材選用原則：

（1）同種鎳材焊接時的焊材選用：

◇應選用和母材合金系列相同的焊接材料

◇若無耐腐蝕性能要求，也可選用與母材合金系統(tǒng)不同的焊接材料，但應保證接頭具備設計要求的性能。

■舉例：

Monel 400：焊條ENiCu-7 ；焊絲ERNiCu-7

Inconel600： 焊條ENiCrFe-1；焊絲ERNiCrFe-5

Incoloy 800H：焊條ENiCrFe-2；焊絲ERNiCr-3

Hastelloy C-276：焊條ENiCrMo-4 ；焊絲ERNiCrMo-4