硫化镍的主要应用

2019/5/20 15:43:36

背景及概述[1-2]

镍具有抗腐蚀、耐高温、抗氧化、延展性好、强度高等优良性能!是生产各种高温高强度合金、磁性合金和合金结构钢的主要添加剂,广泛用于冶金、化工、石油、建筑、机械制造、仪器仪表以及航天航海等领域。镍冶炼原料主要有硫化矿和氧化矿、镍红土矿两大类,虽然近些年红土矿镍产量比例逐年增加,但硫化矿产量仍占60%以上。硫化镍化学式NiS。分子量90.77。黑色粉末。熔点797℃,相对密度5.3~5.65。有三种变体。α-型为无定形粉末,溶于盐酸,在空气中不稳定,易变成Ni(OH)S。β-型为六方系晶体,难溶于冷稀盐酸,煮沸时则迅速溶解。γ-型为三方系晶体。加热至396℃转化成β-型。溶于多硫化铵、硝酸及王水中,难溶于水或稀盐酸。在空气中加热变成碱式硫酸盐。

应用[3-5]

硫化镍应用举例如下:

1)制备一种硅酸钠修饰聚丙烯表面上的硫化镍导电膜层。(1)先分别将硫酸镍、硫化钠用水溶解,再将硫化钠水溶液加入到硫酸镍水溶液中,形成黑色的硫化镍悬浊溶液;(2)将黑色的硫化镍悬浊溶液进行离心分离,硫化镍加水定容,并在搅拌器上加热搅拌成70℃的均匀硫化镍悬浊液;(3)将聚丙烯片放在硅酸钠水溶液中浸渍;(4)将聚丙烯片放在硫化镍悬浊液中形成均匀的硫化镍膜层;(5)将聚丙烯片在40℃恒温干燥;(6)重复(3)-(5)四次,得到导电硫化镍膜层。本发明将具有优良导电性的硫化镍通过简单的化学工艺均匀涂覆在有机高分子材料聚丙烯上,达到了使非金属材料也具备导电性的目的了。

2)生产镍铁。该方法包括如下步骤:a、将硫化镍精矿进行焙烧预处理;b、将预处理后的硫化镍精矿、红土干矿和还原煤混合,混合后进行焙烧预还原;出口高温焙砂温度650~750℃;硫化镍精矿的配入量使混合后总矿S含量≤0.2%、As含量≤0.005%;c、将650~750℃高温焙砂送入到矿热炉冶炼得到镍铁产品;控制渣熔点1480~1500℃,控制渣中SiO250~53%、MgO?27~30%、FeO?8~11%。本发明实现了硫化镍精矿代替部分红土矿生产镍铁,并且生产顺行,镍铁质量合格,为含镍资源综合利用提供了一种新的思路和方法,具有一定的经济效益和社会效益。

3)制备一种硫化镍薄片/石墨烯复合材料。该硫化镍薄片/石墨烯复合材料,由纳米级硫化镍和石墨烯组成,其中NiS呈薄片状。该复合材料中硫化镍薄片由于石墨烯的分散和承载作用能够均匀分布且尺寸小,可有效提高硫化镍在充放电过程中的稳定性和循环稳定性,可用作锂离子电池负极材料。该复合材料的制备方法为一步低温制备方法,具有工艺简单、成本低、周期短、能耗低等优点,适合大规模工业化生产。所述的硫化镍薄片/石墨烯复合材料可用作锂离子电池负极材料。

硫化镍矿物浮选分离实践[6]

硫化镍矿石中,主要有镍黄铁矿含镍21%~30%,针硫镍矿含镍64.7%,红镍矿含镍43%,镍磁黄铁矿含镍0.7%。镍矿物很少形成单独集合体,而多分散在磁黄铁矿和黄铜矿中,或以类质同象存在于磁黄铁矿中。一般来说,品位较高的铜镍矿石可直接冶炼,只有贫铜镍矿石才进行选别。铜镍矿石中浮选常用黄药作捕收剂,起泡剂为松醇油,硫酸铜作活化剂。镍矿物一般要求在酸至弱碱性介质中浮选。镍黄铁矿、针硫镍矿和含镍磁黄铁矿均可用丁基或戊基等高级黄药有效浮选。镍黄铁矿和针硫镍矿的可浮性介于黄铜矿与磁黄铁矿之间。镍黄铁矿

在弱酸性、弱碱性或中性介质中均能获得较好浮选;针硫镍矿在弱酸性、中性或弱碱性介质中也可用丁基黄药较好浮选;含镍磁黄铁矿适于在酸性或弱酸性介质中浮选,但浮选速度较慢。镍黄铁矿、针硫镍矿和含镍磁黄铁矿3者均可用石灰抑制,但其程度不同。磁黄铁矿较易抑制,而抑制镍黄铁矿和针硫镍矿则要求过量石灰。与磁黄铁矿和黄铁矿不同,其他碱不抑制镍黄铁矿和针硫镍矿。单独使用石灰分离镍黄铁矿和黄铜矿的效果不够好,通常需加少量氰化物来抑制镍黄铁矿。镍黄铁矿能较快地被空气中的氧所氧化,在其表面生成氢氧化铁膜,可浮性下降,磁黄铁矿比镍黄铁矿在空气中氧化更快。硫酸铜是镍黄铁矿,尤其是磁黄铁矿的活化剂。镍矿物被石灰抑制后,可用硫酸铜再活化。为了改善硫酸铜对镍矿物的活化,有时需预先添加少量硫化钠。硅酸镍矿物目前尚不能用工业浮选法选出,因此,矿石中的硅酸镍含量的多少是影响镍回收率高低的重要因素。为了消除蛇纹石等矿泥对镍黄铁矿浮选的影响,有2种方法:①添加少量起泡剂预先浮选,此法特别有效,特别是利用回水的情况下,因回水中含有捕收剂,会增加铜镍在矿泥中的损失;②可加入羧甲基纤维素(CMC)、六偏磷酸钠、水玻璃等脉石抑制剂。

制备[1]

α-型在隔绝空气条件下,向溶有氯化铵的氯化镍水溶液中通入硫化氢而得。β-型在隔绝空气条件下,向醋酸酸性溶液中通入硫化氢而得。γ-型在硫酸的极弱的酸性条件下,向硫酸镍溶液中通入硫化氢而得。

主要参考资料

[1] 化学词典

[2] 硫化镍加压浸出研究进展与应用

[3] CN201410489829.2硅酸钠修饰聚丙烯表面上的硫化镍导电膜层制备方法

[4] CN201510071063.0一种红土矿中配加硫化镍精矿生产镍铁方法

[5] CN201310007038.7硫化镍薄片/石墨烯复合材料及其制备方法和应用

[6] 硫浅析硫化镍矿的电化学浮选

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