Комментарии: Никель

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Mon, 01 Jul 2024 06:14:38 +0000

Никель зачастую находится в рудах в смеси с медью, и разделение этих двух металлов представляло большую сложность, пока в 1890 году не был открыт так называемый орфорд-процесс. Суть этого метода состоит в том, что сульфиды меди и никеля, хорошо смешивающиеся друг с другом в расплпвленном состоянии, при добавлении сульфиду натрия разделяются на две фазы — чистый сульфид никеля Ni3S2 и смесь сульфида меди Cu2S с сульфидом натрия, причем эти две фазы отличаются плотностью.
На практике к медно-никелевому штейну, выплавленному из руды и уже освобожденному от железа добавлялся сульфат натрия (побочный продукт получения азотной кислоты из чилийской селитры; также сульфат натрия легко приготовить из поваренной соли и серной кислоты, или же из морской воды попутно с добычей из нее соли) и уголь или кокс. Уголь восстанавливал сульфат до сульфида, и полученный расплав разливали в полукруглые котлы. После застывания нижнюю часть, состоящую из сульфида никеля, отбивали молотками.
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRKRflGPRfwqsNc5jLyTOmQ6czVGRwLkdTFHD42c1NzRA&s
https://uwaterloo.ca/wat-on-earth/sites/default/files/uploads/images/sud399.jpg
После повторной переплавки разделение никеля и меди составляло более 99,5%, и чистый сульфид никеля перерабатывали в металл обычным способом, а сульфид натрия, после обжига превращавшийся обратно в сульфат, отделяли от меди растворением в воде и использовали повторно.
Орфорд-процесс широко применяли до 1948 года, когда его сменил описанный в статье метод флотационного разделения сульфидов меди и никеля. Однако очевидно, что в орфорд-процесс гораздо проще, и мог был быть внедрен даже в медном веке.

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Fri, 31 May 2024 06:37:41 +0000

В ответ на 4eshirkot.

Сплав камелон (медный сплав с 20% никеля, 4% алюминия и марганца и 3% хрома) по механическим свойствам существенно превосходит бериллиевую бронзу — твердость 420 по Виккерсу (БрБ2 — 350), предел прочности — 1500 МПа (БрБ2 — 1300), предел текучести — 1400 МПа (БрБ2 — 1250), уступая лишь в электропроводности
https://www.dropbox.com/scl/fi/nwukmj7zqsod06j7y0bp6/kamelon.png?rlkey=ooh95hx9kyckybsch9a6tq3lc&st=ydkmqh1r&dl=0

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Tue, 06 Jun 2023 12:09:17 +0000

В ответ на 4eshirkot.

Дополнительное легирование куниалей хромом и марганцем повзоляет получать сплавы, по прочности и твердости превосходчщии бериллиевую бронзу
https://dl.dropboxusercontent.com/s/v8x67silthse86f/kamelin_kamelon_composition.jpg?dl=0
https://dl.dropboxusercontent.com/s/v8x67silthse86f/kamelin_kamelon_composition.jpg?dl=0

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Mon, 05 Jun 2023 06:51:54 +0000

В ответ на Michael Moon.

В целом да, но газ не пиролизный, а генераторный или водяной, пропускать не через сырую руду, а обожжежный концентрат, и на выходе уже почти чистый никель, разве что с небольшой ~1% примесью железа, и уже в виде металла. Это так называемая транспортная реакция — в одном месте никель улетает, в другом осаждается.
Если же карбонил не сразу разлагать, а конденсировать, очищать перегонкой и только потом разлагать, чистоту никеля можно получить очень высокую.

Автор: Michael Moon

Michael Moon — Mon, 05 Jun 2023 05:07:46 +0000

В ответ на 4eshirkot. Т.е. пропуская пиролизный газ через медноникелевую руду можно в итоге получить высокообогащённый концентрат никеля практически без примесей? А потом через карбонил вообще чистый никель?

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Sun, 04 Jun 2023 15:01:36 +0000

В ответ на 4eshirkot.

Для гидрирования в жидкой фазе употребляется аналогичный катализатор, получаемый осаждением гидроксида никеля на кизельгуре и прокаливанием в водороде, или же формиат никеля, легко получающийся из гидроксида никеля и муравьиной кислоты, и разлагающийся при нагревании формиата никеля с образованием очень мелкодисперсного порошка металла. Оба этих катализатора широко применялись, например, с начала XX в. для гидрирования масел в твердые жиры.
Более современный и эффективный катализатор — никель Ренея — получается при выщелачивании никель-алюминиевого сплава раствором гидроксида натрия.

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Sat, 03 Jun 2023 18:45:01 +0000

В ответ на 4eshirkot.

Пример установки для гидрирования в газовой фазе.
https://azbukametalla.ru/images/martens/G/Gidrirovanie/Gidrirovanie_1.gif
При этом очень важно поддерживать нужную температуру, что проще всего обеспечить с помощью рубашки, наполненной жидкостью с подходящей температурой кипения.

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Sat, 03 Jun 2023 10:24:07 +0000

Говоря о никеле, нельзя не упомянуть о никелевых катализаторах гидрирования, имеющих огромное значение как в промышленности, так и в научных исследований . Никель, как и благородные металлы типа платины и палладия способен активировать молекулярный водород, облегчая его взаимодействие с различными органическими соединениями.
Самый простой и доступный катализатор гидрирования несложно приготовить, пропитав нитратом или ацетатом никеля подходящий пористый носитель типа пемзы или керамической крошки. После прокаливания соли никеля разлагаются, оставляя оксид NiO. Если такой катализатор поместить в трубку и нагреть в токе водорода до 200 градусов, получается очень мелкодисперсный порошок никеля, обладающий достаточно высокой активностью, и пригодный для гидрирования различных соединений типа алкенов, для чего необходимо пропускать через эту же трубку с катализатором смесь паров гидрируемого соединения с водородом при температуре 150-200 градусов. Этот метод гидрирования, разработанный Полем Сабатье в 1890-х годах, нашел огромное применение в химии, и в 1912 г Сабатье был награжден Нобелевской премией (пополам с Виктором Гриньяром).

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Sat, 03 Jun 2023 09:54:36 +0000

Среди соединений никеля особый интерес представляет тетракарбонил никеля Ni(CO)4. Карбонил никеля, как это часто бывает, былоткрыт случайно, когда Людвиг Монд, один из замечательнейших химиков-промышленников XIX в. заметил очень быстрое разрушение клапанов, сделанных из казалось бы жаростойкого никелевого сплава, в генераторном газе. После рчда экспериментов в 1890 г Монд в итоге установил, что никель крайне легко реагирует с монооксидом углерода при температуре выше 50 градусов, образуя летучее вещество, которое, однако при нагреве выше 100 градусов уже разлагается обратнона никель и CO. Это соединение, с температурой кипения около 40 градусов, сразу привлекло внимание как своей необычностью, так и возможностью практического применения. Монд разработал технологию выделения чистого никеля из руд, при которой через обожженную для удаления серы и мышьяка руду сначала продувался водород или водяной газ при 400 градусах для восстановления до металла, а затем генераторный газ при 60 градусах для получения карбонила. Хотя железо и кобальт тоже могут образовывать карбонильные соединения, для этого требуется повышенное давление, а карбонил кобальта к тому же нелетуч. Поэтому выходящий газ содержал чистый карбонил никеля, который в следующей реторте, нагретой до 200-250 градусов, разлагался, давая очень чистый никель. Из-за крайней токсичности карбонила никеля (LC50 при 30 минутной экспозиции всего лишь 3 ppm) метод Монда, на который изначально возлагали большие надежды, получил достаточно ограниченное применение, тем не менее даже сейчас его применяют для получения особо чистого никеля и для производства никелевого порошка, используемого в порошковой металлургии и как токопроводящий наполнитель полимеров. Очевидно, в малых масштабах метод Монда можно было бы внедрить даже в Античности.
Еще одно применение карбонила никеля — для никелирования, при котором на нагретом предмете карбонил никеля разлагается, давая очень ровное покрытие. В отличие от гальванического или химического никелирования http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/fosfor/#comment-161605 таким образом можно покрывать предметы без использования водных растворов.

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Sat, 03 Jun 2023 08:06:01 +0000

В ответ на Michael Moon. Можно, и этим методом часто пользуются, но из-за отрицательного электрохимического потенциала (-0.25 В) процесс несколько сложнее, чем для меди. То есть надо четко контролировать состав электролита, напряжение и плотность тока, а выход по току получается около половины от теоретического - остальное идет на выделение водорода. Полностью весь никель из раствора не осадить, при снижении ниже определенного уровня нужно концентрировать другими методами и возвращать на электролиз.

Автор: Michael Moon

Michael Moon — Fri, 02 Jun 2023 19:23:53 +0000

Вопрос: а методом электролиза никель возможно добывать, как ту же медь, например?

Автор: 4eshirkot

4eshirkot — Fri, 02 Jun 2023 18:28:51 +0000

Никель является важным компонентом многих сплавов с весьма интересными свойствами. Из сплавов никеля, кроме мельхиора и нейзильбера, наибольший интерес в рассматриваемом контексте представляют:
— Монель (60-70% никеля, 25-35% меди, может содержать железо, марганец, кремний). Т пл. 1300-1350. Монель имеет прекрасную коррозионную стойкость к морской воде, щелочам, разбавленным кислотам (в отсутствие кислорода). Отличается высокой прочностью (более 550 МПа при растяжении) при высокой тягучести (удлинение 35-40%). По свойствам монели очень похожи на аустенитные нержавеющие стали типа 12Х18Н10.
— Константан (59-60% меди, 39-41% никеля, обычно содержит 1-2% марганца). Т пл. около 1250. Высокое удельное сопротивление, практически не меняющееся при изменении температуры.
— Инвар (61% железа и 39% никеля). Т пл. 1425. Инвар имеет очень низкое значение коэффициента теплового расширкния, около 1.2 ppm/K.
— Куниаль (82-90% меди, 5-15% никеля, 1-3% алюминия). Т пл. 1120-1200. За счет образования никель-алюминиевых интерметаллидов способен к дисперсионному твердению после закалки, аналогично бериллиевым бронзам, к которым по свойствам куниаль очень близок (кроме электропроводности). Предел прочности при растяжении до 900 МПа, твердость более 250 HB, хорошо подходит для пружин.