水淬合金樣物質(zhì)組成及顯微結(jié)構(gòu)研究取得進展 —— 文章正文2016-08-26

　 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所開展的水淬合金樣物質(zhì)組成及顯微結(jié)構(gòu)研究，以金川第二周期和第七周期水淬合金樣品為研究對象。由于樣品特殊的生產(chǎn)工藝，即高溫熔融、水淬急冷，使其Ni、Cu、Fe、Co的物相、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、嵌布關(guān)系、微觀變化、結(jié)晶特點等，都很復(fù)雜并具有特殊性，與一般合金樣品有明顯不同。

　　該樣品是生產(chǎn)羰基鎳的原料，為了滿足羰基鎳生產(chǎn)和科學(xué)試驗中的需要，對樣品中特殊的微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)造進行了詳細研究。二期和七期水淬合金樣品是球粒狀和似球粒狀的顆粒，大小主要為1毫米~10毫米。其化學(xué)成分并不是純凈的合金，含有約18％的銅鎳硫化物和約1％的含Ni磁鐵礦。再加上特殊的高溫熔融、急冷生產(chǎn)工藝，使水淬合金球粒內(nèi)部生成了特殊微觀的顯微結(jié)構(gòu)構(gòu)造——木質(zhì)細胞狀。

　　這種微觀結(jié)構(gòu)是二期、七期水淬合金樣品中最重要的特征，對羰基鎳的生產(chǎn)具有重要影響，使羰化時間延長和生產(chǎn)效率下降。其原因是因為樣品球粒中細微晶粒狀的合金被銅、鎳硫化物包裹，使細晶粒合金和一氧化碳隔離不能充分進行接觸，延遲了金屬鎳和一氧化碳的化學(xué)反應(yīng)時間。銅、鎳硫化物不和一氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或反應(yīng)很慢，而鎳金屬可以和一氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成羰基鎳。

　　二期和七期水淬合金球粒樣品中鎳和銅的硫化物，不但增加了殘渣樣的量，而且能和合金形成特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，延遲了鎳金屬和一氧化碳的化學(xué)反應(yīng)時間，降低了羰基鎳的生產(chǎn)效率。要想使合金（鎳金屬）充分和一氧化碳接觸，提高兩者的化學(xué)反應(yīng)速度，就必須破壞這種特殊的顯微結(jié)構(gòu)，把細晶粒的金屬鎳從銅鎳的硫化物包裹中解放出來。

　　其措施是減少原料中的銅、鎳硫化物的含量，可將原料（高锍合金精礦）再進行磁選，降低一部分銅鎳硫化物的含量，另外可適當降低水淬合金顆粒生產(chǎn)中的過冷度。這樣可以改變合金和Cu、Ni硫化物二者的結(jié)晶情況和結(jié)晶次序，以及共結(jié)點的溫度，最終改變水淬合金樣品中的網(wǎng)狀、木質(zhì)細胞狀、蜂窩狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造，使金屬鎳能和一氧化碳充分接觸，提高羰化速度。

　　本項目研究分別對金川第二周期和第七周期水淬合金樣品的微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)造進行了詳細研究，查明水淬合金樣品中銅、鎳的存在形式以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系，對金川生產(chǎn)公司現(xiàn)場羰基鎳生產(chǎn)和科學(xué)試驗起到了指導(dǎo)作用。