Технологический процесс электролитического получения медного порошка

Занятие №23

Область применения и методы получения металлических порошков

Область применения металлических порошков

Основной областью применения металлических порошков является так называемая порошковая металлургия, производящая металлические изделия посредством сжатия и термической обработки порошков ниже температуры их плавления.

Порошковая металлургия имеет ряд особенностей и преимуществ, заключающихся:

− в замене плавления спеканием, производящимся при более низких температурах;

− в возможности получения изделий, из так называемых псевдосплавов, в которые могут входить металлы и неметаллические составляющие (графит, кремнезем и т.д.), резко отличающиеся по своим свойствам;

− в получении пористых изделий с заданной пористостью;

− в равномерной зернистой структуре изделий, в получении изделий сложной формы и точных размеров без механической обработки или с минимальной доводкой.

Металлические порошки в настоящее время являются ценным и труднозаменимым материалом для производства многих твердых и магнитных сплавов, специальных сортов сталей, в производстве изделий с очень высоким и, наоборот, с очень низким коэффициентом трения, как материал для производства пористых электродов, как восстановитель.

В настоящее время широко внедряются железографитовые изделия, такие как токосъемники, снарядные пояски, прессованные из железного порошка контактные устройства (теплопроводные, электропроводные и тугоплавкие), металлокерамические нагревательные элементы крупного размера.

Цинковый порошок применяется для цементации золота из цианистых растворов, меди и кадмия в гидроэлектрометаллургии цинка.

Никелевый порошок − для цементации меди в производстве никеля.

Медный порошок − как катализатор.

Железные, медные и свинцовые порошки вводятся в смазочные масла, при этом происходит своеобразное «залечивание» малейших изъянов подшипников.

Методы получения

металлических порошков

Физико-химические

Механические

К механическим методам относятся:

а) обработка металлов резанием и сверлением , при этом получаются частицы крупных размеров неправильной формы. Этот способ представляет интерес при использовании отходов производства;

б) распыление жидкого расплавленного металла на быстро движущейся поверхности с продувкой сильного тока воздуха или инертного газа. Данный способ применяется для получения порошков металлов с температурой плавления ниже 700 0 С. Этим способом получают порошки Zn, Sn, Pb, Al ;

в) дробление и помол. Они могут быть самостоятельными способами или добавочными операциями при других способах. Такие металлы, как Sb, Bi, электролитное Fe , полученные при низких температурах размалывают обычно в шаровых мельницах. Легко же окисляемые металлы Al, Mg, Cu, Pb и другие измельчают в атмосфере инертного газа, или при введении в мельницу растворов смазочных веществ в органических растворителях; в этом случае частички металла-порошка получаются плоскими, чешуйчатыми;

г ) гранулирование . Оно состоит в непрерывном размешивании расплавленного металла при постепенном охлаждении. Так получают грубые порошки Al, Zn, Cd, латуни .

К физико-химическим методам относятся:

1. термическое разложение амальгам некоторых металлов с получением очень тонких порошков (1 – 10 мкм), например Mn.

2. термическая диссоциация химических соединений, тугоплавких металлических соединений. Этот способ применяется для разложения карбоната никеля и железа. В данном случае получаются очень тонкие сферические частицы порошка от 1 до 10 микрон. Однако в таких порошках всегда содержится С и О 2 .

3. восстановление оксидов металла и других соединений при высоких температурах, но при температурах ниже температуры плавления металлов. В зависимости от условий восстановления (исходное вещество, восстановитель, температура, продолжительность) можно получить порошки различного состава, структуры и дисперсности. Этот способ применяется для получения W, Mо, Cо, Ni и Fe порошков.

4. цементация металлами из растворов. Например, Cu порошок получается цементацией железным скрапом или никелевым порошком. Порошки Cu, Ni, Fe получают цементацией Al порошком. Однако при таком способе получаются порошки загрязненные цементирующим металлом. Для производства Cu, Ni, Co порошков широкое применение нашла цементация водородом. При этом получаются чистые порошки содержащие 99,6÷99,7%.

5. электролиз из водных растворов находит все более широкое промышленное применение для получения очень тонких, ветвистых по структуре порошкообразных металлов. Электролизом получают порошки Cu, Ag, Fe, Ni, Zn, Cd, Pb, Sn и др., которые обладают множеством достоинств: высокая чистота порошков, мелкие частицы обладают очень развитой поверхностью (больше выступов и впадин), получаются порошки с заданными свойствами. Недостаток – большой расход электроэнергии.

6. электролиз расплавленных сред позволяет тоже получить очень тонкие порошки Cr, W, Mо, Mn при температуре ниже плавления металлов.