[發(fā)明專利]鎳或鎳合金回收冶煉的脫碳方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210246381.2
• 申請(qǐng)日: 2012-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN102719681A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洪錫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽金納新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C22B9/10
• 分類號(hào): C22B9/10;C22B23/06
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責(zé)任公司 21101
• 代理人: 刁佩德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎳及鎳合金舊料回收再利用的生產(chǎn)方法，特別是一種主要采用泡沫鎳對(duì)鎳及鎳合金舊料(包括廢料、回收料、邊角余料等)回收再利用的鎳或鎳合金回收冶煉的脫碳方法，屬于金屬精煉除雜領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，泡沫鎳是一種新型的金屬材料。其具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即其孔隙率高、比表面積大、活性物質(zhì)容易填充等特性；與普通鎳板相比，由于其比表面積大，同體積的材料不但表面吸附的氧多，鍛燒后形成的氧化物也多。泡沫鎳主要應(yīng)用于電池電極材料、燃料電池、催化劑材料等，具體應(yīng)用如下：

1.電池電極材料?

泡沫鎳主要用于電池電極材料，特別用于NiMH電池，這種可充電電池廣泛應(yīng)用于手提電腦、手機(jī)、電動(dòng)踏板車、電動(dòng)自行車、混合動(dòng)力汽車等。

2.燃料電池

熔融碳酸鹽燃料電池通常的工作溫度為550-700℃之間，泡沫鎳可以成為熔融碳酸鹽燃料電池的電催化劑。泡沫鎳可以用于質(zhì)子交換膜產(chǎn)電池(PEMFC)的兩極極板改性材料、固體氧化物燃料電池(SOFC)的電極中繼饋線、電解中電極材料（如在水電解劑環(huán)境中）。

3.催化劑材料

泡沫鎳具有獨(dú)特的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其成為汽車催化劑轉(zhuǎn)換器、催化燃燒、柴油車黑煙凈化器的催化劑載體。發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，一氧化碳和碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化，由于熱傳導(dǎo)性質(zhì)，泡沫鎳催化劑載體則可能優(yōu)越于陶瓷催化劑載體。從這種意義上來講，泡沫鎳可以與耐高溫鋼催化劑載體相比或比耐高溫鋼催化劑載體更優(yōu)越。

4.其它應(yīng)用

泡沫鎳也可用于過濾器材料，處理流體中磁性粒子的磁流導(dǎo)體。其它應(yīng)用包括應(yīng)用于儲(chǔ)氫媒介、熱交換媒介等。

經(jīng)檢索未見泡沫鎳用于鎳及鎳合金舊料處理的報(bào)導(dǎo)。

鎳及鎳合金因具有優(yōu)良的機(jī)械、防腐和耐蝕等性能，已被廣泛應(yīng)用在航天、軍工及特殊領(lǐng)域。由于鎳價(jià)昂貴，所以在生產(chǎn)中常使用鎳及鎳合金舊料(包括廢料、回收料、邊角余料)進(jìn)行回收再利用，以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。但是，因舊料表面一般都粘有油污或受到環(huán)境污染等因素的影響，故致使舊料的碳含量嚴(yán)重超標(biāo)，如果回收后不進(jìn)行脫碳處理直接投料冶煉，則無法生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

現(xiàn)有鎳及鎳合金舊料的除碳方法主要有：

1、堿洗處理法

由于鎳及鎳合金舊料表面殘留機(jī)加過程的機(jī)油、車削液，使碳含量升高，利用堿洗的方法可以除去表面的油、車削液等，但此種方法很容易造成二次污染，操作也不方便。

2、氧化處理法

將鎳及鎳合金舊料放到電爐中加熱到600℃以上，使得機(jī)油、車削液等碳化，產(chǎn)生的CO、CO₂揮發(fā)掉。此種方法雖然能除去大部分多余的碳，但同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一些其它問題，如鎳錠中其它合金元素有可能被氧化形成氧化物夾渣，再熔煉時(shí)除不去仍無法生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

為此，必須尋找一種鎳及鎳合金舊料回收冶煉的脫碳方法來解決此問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鎳或鎳合金回收冶煉的脫碳方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鎳及鎳合金舊料回收冶煉存在的容易造成二次污染，鎳錠中其它合金元素被氧化再熔煉時(shí)除不去等問題。本發(fā)明工藝流程設(shè)計(jì)合理，操作簡(jiǎn)單，無二次污染，所用脫碳原料易得，在顯著提高熔體除碳效果的同時(shí)，完全滿足其它元素化學(xué)成分的標(biāo)準(zhǔn)要求。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：該鎳或鎳合金回收冶煉的脫碳方法包括回收的鎳或鎳合金舊料及真空感應(yīng)爐，其技術(shù)要點(diǎn)是：將所述舊料放入真空感應(yīng)爐的坩堝內(nèi)，待全部舊料熔化后，測(cè)定鎳或鎳合金熔體中的含碳量，根據(jù)檢測(cè)出的碳超標(biāo)量，在含熔體的坩堝中加入需要量的經(jīng)鍛燒處理后的泡沫鎳去除鎳或鎳合金熔體中多余的碳；在除碳過程中，采用電磁攪拌把產(chǎn)生的CO經(jīng)真空除氣排出，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行化學(xué)成分在線檢測(cè)，待鎳或鎳合金熔體中的含碳量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值后澆鑄，形成含碳量達(dá)標(biāo)的鑄錠；所需經(jīng)鍛燒處理后的泡沫鎳的計(jì)算方法為：先確定鎳或鎳合金熔體中碳的超標(biāo)量，根據(jù)碳的超標(biāo)量確定需要的氧含量，之后選擇氧含量達(dá)到要求的泡沫鎳加入到合金熔體中。

經(jīng)鍛燒處理的所述泡沫鎳經(jīng)過800-1200℃鍛燒，使泡沫鎳表面形成1-3μm氧化鎳，鍛燒后的泡沫鎳含氧量控制在2?wt?%-10?wt?%?(wt為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

經(jīng)鍛燒處理后的所述泡沫鎳的厚度為1-80mm?，孔徑為0.1-10mm，孔隙率為60-98%?，通孔率為≥98%，體積密度為0.1-1.2g/cm3?，每英寸長度上的孔數(shù)為5-130PPI?。