镍的主要物理和化学性质是:
相对原子质量:58.71
密度/(克/立方厘米):8.91
熔点/℃: 1455
沸点/℃: 2910
摩尔热容(在25℃时)/(j/(mol。c)): 25.51
电阻率(在0℃时)/(ω；&公牛；cm):6.14 &倍；10-6
纯镍呈银白色，镍能与某些元素形成化合物。
Ni3C可与镍和碳形成，在380℃以上分解为镍和碳。但似乎液体中的Ni3C直到2000℃都是稳定的。
镍和硅可以形成一系列硅化物，例如Ni3Si、Ni5Si2、Ni2Si、Ni3Si2、NiSi和NiSi2。
而镍和氧可以形成NiO，NiO是菱形晶体，加热到200℃以上变成立方晶体。氧在固体镍中的溶解度随着温度的升高而降低。
镍和硫可以形成硫化镍，例如Ni3S2、Ni6S5、Ni7S6、NiS、Ni3S4和NiS2。工业镍镅中不存在自然界中存在的硫化镍NiS和NiS2，因为这两种硫化镍在熔点以下已经分解。
和γ中镍和铁在该区域形成连续的固溶体。在1436℃，当液相含镍65%-72%时，有一个不明显的最低点。镍可以膨胀γ；区，在固态，分为几个阶段，其中FeNi3可以形成回火时。从图29-1可以看出镍铁合金居里点的变化。& alpha-镍在360℃以下是面心立方晶体，β；-镍在1130℃以下为六方晶系，γ；-镍在熔点前是立方体。
熔炼方法:
现代镍的生产方法主要有火法和湿法。根据世界上两种主要类型含镍矿物(含镍硫化矿和氧化矿)的不同，冶炼处理方法也不同。
目前含镍硫化矿主要采用火法处理，用精矿焙烧反射炉(电炉或高炉)熔炼铜镍，吹硫电解镍精矿得到金属镍。氧化矿主要是含镍红土矿，品位低，适合湿法处理。主要有两种方法:氨浸法和硫酸法。氧化矿石的火法处理是镍铁法。
流程操作:
硫化镍精矿的热解
硫化镍精矿的热解过程。主要工艺特点如下:
(1)冶炼。精矿经干燥脱硫后，送入电炉(或鼓风炉)冶炼，以将铜镍的氧化物转化为硫化物，产出低锍镍(铜镍锍)，用脉石造渣。得到的低锍镍中，镍和铜的总含量为8%-25%(一般为13%-17%)，硫含量为25%。
(2)吹炼低锍镍。吹炼的目的是除去铁和部分硫，得到含70%-75%铜镍的高冰镍(高硫含量的镍)，而不是金属镍。转炉熔化温度高于1230℃，由于镍锍品位低，吹炼时间通常较长。
(3)磨浮。高冰镍经过细磨和破碎后，通过浮选和磁选获得含镍67% ~ 68%的镍精矿。同时，选择铜精矿和铜镍合金分别回收铜和铂族金属。镍精矿在反射炉中熔化得到硫化镍，然后送去电解精炼或在电炉(或反射炉)中还原熔炼得到粗镍，然后电解精炼。
(4)电解精炼。粗镍中不仅含有铜和金刚石，还含有金、银和铂族元素，需要通过电解精炼回收。与铜电解不同，这里用的是隔膜电解槽。粗镍作为阳极，阴极为镍始极片。电解液为硫酸盐溶液、硫酸盐和氯化物盐的混合溶液。通电后，镍从阴极析出，铂族元素进入阳极泥进一步回收。产品镍的纯度为99.85%-99.99%。
火法冶炼氧化镍制备镍铁和金属镍。
硅酸盐矿可以用火法冶炼，镍可以通过还原、熔融、精炼得到。在还原过程中，氧化镍应该完全变成金属镍。熔化时，八卦镍铁会从较轻的炉渣中分离出来。铁中的镍含量取决于部分还原过程的选择性。焦炭可以做还原剂，硅铁也可以做还原剂。为了去除粗镍铁中的碳、硫、磷、铬等杂质，需要进行精炼。
电炉碳直接部分还原精炼镍铁
在矿热炉中用碳热还原法将矿石还原成镍铁，然后进行精炼。
使用的矿石由镍2.8%、首席运营官0.06%、铁13%、Cr 2O 32%、MgO 24%、SiO 2 39%和结合水12%组成。这种矿石在回转窑中干燥并预热到750℃左右。重油的消耗量为每吨干矿石65-85L。将约4%的焦粉加入到预热的热矿石中，然后将混合物放入还原炉中熔炼。矿热炉的容量是12500千伏。a、电极直径1250mm，炉内径11 m，冶炼时吨矿电耗600 kW·h，每天可冶炼450t矿石，镍铁出钢温度1500℃，出渣温度1600℃。炉料中90%以上的镍被回收成粗镍铁，镍+钴24%，硅3%，C2%，铬1.6%，磷0.03%。
硫在铸桶中用纯碱进行两次处理，铬、硅、碳和磷在酸性转炉中吹除。精炼后的镍铁在1650℃左右出炉，铸成重约20公斤的锭。最终产品含有Ni+Co29%，C0.02%，Cr0.02%，余量为铁。
镍锍熔炼制备镍球团
采用的方法是:先将矿石制成球团矿，烧结后与焦炭、石膏一起加入到低竖炉电炉中进行还原熔炼。硫酸钙被还原后，与镍和铁反应生成硫化物。将含有约27%的Ni、60%的Fe和10%的S10以及添加剂的铁镍锍放入转炉中，并用空气体吹炼，使得铁炉渣变成含有约78%的Ni和S22%的贫铁镍锍。然后，采用流化床法在回转窑中将硫焙烧至0.005%以下。将氧化镍研磨、粘贴并与粘合剂混合，然后压制成3cm×3cm；2cm圆柱形块。
种子块干燥后与大量木炭混合，放入加热的立式碳化硅马弗炉中，在1300℃左右用一氧化碳还原。该炉类似于锌竖罐法所用的炉。生产的镍颗粒含有约99%的镍、0.07%的铜、0.5%的钴、0.1%的铁、0.04%的碳和0.004%的硫
硅铁部分还原冶炼镍铁
矿石在回转窑中干燥后，进行分级，并去除低品位的粗块。此时的成分大致为:Ni1.65%，Co0.02%，Fe12%，SiO250%，MgO25%，Cr2O31.5%，Al2O3 31.3%，结合水7%。
干燥后的矿石粉碎后，筛出小于0.08毫米的筛，在多层焙烧炉中预焙烧。给料放在用煤气加热的回转窑中，加热到700℃左右，除去水分，预热矿石。加热后的热料将被送到炉前的料仓，然后装入14000kV。筒仓中的开放式电炉。该炉自焙电极直径约1000毫米，配有水冷炉壁。每吨矿石冶炼电耗约760kW.h，电极消耗5kg。
向熔融氧化矿石和金属的混合溶液中加入强还原剂，使矿石、还原剂和液态金属充分混合。还原剂是含硅50%的硅铁。熔池的搅动是通过在两个铸造桶之间快速浇注的方法实现的。还原顺序如下:
(2fe 2 o 3)+[FeSi]= 4(FeO)+(SiO 2)+[Fe]
(2NiO)+[FeSi] =2[Ni]+[Fe]+( SiO2)
(2FeO)+[FeSi]=3[Fe]+(SiO2)
硅铁中的铁直接进入金属相。将温度为1650℃的液体矿石、硅铁(液体矿石中镍的含量为1.5L/kg)和上一步得到的镍铁装入两个铸造桶(称为& ldquo跳混音器: )并前后混合。与硅铁的反应是放热的，因此在混合过程中可以防止温度下降太多。每次操作可生产400kg镍铁，所以2500kV。电炉应定期装入4000公斤精矿。
粗镍铁中含有0.4%的磷，可在电弧炉中用铁矿石将氧化钙含量高的炉渣氧化成P2O5而除去。液态镍铁用硅铁脱氧，然后铸成13公斤的铸锭，其大致成分如下:Ni48%，S0.005%，P0.01%，C 0.02%，Cr 0.02%，Si0.9%，Co0.5%，Cu0.1%，其余为铁。
下一篇：氧气顶底复合吹炼法的冶金特点(氧气顶吹转炉冶炼过程中元素的氧化)
上一篇：铁怎么能变成钢(铁怎么变成钢铁)