Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время производство никелевых лент осуществляется в России из катодного металла марки Н-1 и Н-0. В связи с увеличением цен на никель на ЛБМ стоимость готовой никелевой ленты достаточно высока,что сказывается на ценообразовании изделий, выпускаемых с применением ленты.Актуальность темы обусловлена необходимостью создания высокоэффективной экологически чистой технологии производства никелевой ленты для обеспечения различных отраслей промышленности этим видом продукции, по стоимости не превышающей никель марки Н-0. Одновременно исследования в области получения компактных никелевых осадков при гетерогенном термическом разложении карбонила никеля существенно расширяют номенклатуру карбонильного производства, позволяя создать такие виды продукции, как никелевые ленты, формообразующие поверхности литьевых и прессформ,различные композиционные порошковые материалы с компактным никелевым покрытием и другие.
Задачи исследования: Разработать и создать безотходную и безвыбросную высокоэффективную технологию производства никелевой ленты на основе изучения закономерностей формирования компактных никелевых осадков при термической диссоциации паров тетракарбони-ла никеля.
Для решения поставленной задачи необходимо:
более детально изучить кинетику гетерогенного разложения применительно к предлагаемой технологии,
выявить особенности разложения ТКН на цилиндрической поверхности с целью получения информации об особенностях кинетики осаждения металла для конструирования разложителя,
определить структурные и морфологические особенности строения получаемых осадков для определения способов управления качеством ленты,
создать и опробовать модель аппарата с целью получения ин-
формации для конструирования промышленного агрегата и выполнения технико-экономических расчетов эффективности технологии.
Методы исследования.
І.Для исследования кинетики реакции термораспада тетракарбо-нила никеля была разработана и создана экспериментальная установка с проточным дифференциальным реактором, обеспечивающая максимальное увеличение потока массы карбонила к реакционной поверхности, что позволило впервые (по сравнению с ранее выполненными работами) существенно расширить диапазон температур, в котором можно описывать' протекание процесса разложения в кинетической области.
-
Гидродинамика обтекания цилиндрической поверхности потоком реакционного газа с различным содержанием ТКН и скорость реакции разложения на участках цилиндрической поверхности изучались на укрупненно-лабораторной установке, представляющей собой герметичную камеру, оборудованную стальным барабаном и форсункой для подачи паро-газовой смеси.
-
Изучение зависимости состава структуры и морфологии поверхности никелевой ленты от технологических параметров процесса пиролиза производилось с помощью химического, металлографического анализов, растрово-электронной микроскопии ,рентгено-структурным анализом и микро-рентгеноспектральным анализом.
Научная новизна работы.
-
Установлена зависимость скорости термораспада паров кар-, бонила никеля от температуры в зоне реакции в диапазоне температур 150-250 С, концентрации паров карбонила никеля в реакционном газе в диапазоне 0,5 - 30 % об. и определены кинетические параметры процесса термораспада тетракарбонила никеля.
-
Исследована гидродинамика обтекания цилиндрической поверхности потоком реакционного газа, получена зависимость скорости реакции разлойения тетракарбонила никеля на различных участках этой поверхности от величины разбавления паров карбонила никеля оксидом углерода, выделяющимся в процессе термораспада, и определены оптимальные технологические параметры процесса получения компактных никелевых осадков.
Практическая значимость работы.
-
Разработана замкнутая безотходная безреагентная экологически чистая высокоэффективная технология производства никелевой ленты методом карбонильной металлургии.
-
Создана опытно-промышленная установка и головной образец реактора (карбонилера) для получения никелевой ленты.
-
Разработанный головной образец реактора и технологическая схема предназначены для внедрения в цехе карбонильного никеля комбината "Североникель" с целью повышения эффективности производства и получения нового вида продукции.
-
Разработанные технология и аппаратура могут быть реализованы непосредственно на предприятиях, потребляющих никелевую ленту, как в сочетании с технологией трибохимического синтеза тетра-карбонила никеля, так и при использовании жидкого карбонила в качестве исходного сырья.
Положения, выносимые на защиту:
-
Зависимость скорости реакции термораспада паров карбонила никеля от скорости потока реакционного газа,температуры в зоне реакции, концентрации паров ТКН в газе-носителе и природы газа-носителя .
-
Закономерности процесса осаждения никеля из газовой фазы на нагретой цилиндрической поверхности барабана и разработка технологии получения никелевой ленты в процессе термораспада паров ТКН.
-
Зависимость состава, структуры и морфологии поверхности никелевой ленты от технологических параметров процесса осандения никеля из карбонильной газовой фазы.
4 Опытно-промышленная установка и головной образец реактора (ленточного карбонилера) для производства непрерывной никелевой ленты. Рекомендации к промышленному внедрению.
Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликованы две печатные работы, в том числе патент на изобретение.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения,четырех глав, заключительных выводов,библиографического спис-