Получение порошков методом диссоциации карбонилов

В то же время электровыделение порошков достаточно трудоемко (энергоемко) и недостаточно производительно.

Получение порошков методом электролиза.

Восстановление оксидов металлов.

Восстановлением различных соединений могут быть получены практически все металлы (основной - железо). С теоретической точки зрения это способ наиболее целесообразно применять при использовании в качестве исходного сырья хорошо обогащенных рудных концентратов, отходов производства (прокатная окалина), продуктов химической переработки природного сырья.

Восстановителем, как правило, служат газы (водород, СО) и газы, содержащие Н₂ и СО: генераторный, коксовый доменный, дис. аммиак. Кроме того, твердый углерод (сажа, кокс, термоштыб, металлы (кальций, натрий или магний) или их соединения (гидрид или карбид кальция).

Электролитические порошки (медь, никель, железо, кобальт, титан, хром и т.д.). получают электролизом растворов и расплавов соединений металлов, который представляет собой своеобразный процесс восстановления: перераспределение электронов и передача их металлу с одновременной перестройкой структуры происходит не с помощью восстановителей, а за счет использования энергии электрического тока.

Преимущества электролиза:

- универсальность;

- высокая чистота;

- расходование на процесс только электроэнергии;

- исключение других энергоносителей.

Карбонилами называют химические соединения металлов с группами СО. Схематически карбонильный метод получения порошков может быть представлен как химическая транспортная реакция

Ме_аБ_в + сСО → вБ + Ме_а(СО)_с → аМе + сСО,

где Ме – переходной металл V-V111 групп (железо, кобальт, никель); Б – балластные вещества (кислород, солевой остаток, примеси и т.д.); а, в, с – коэффициенты, численные значения которых зависит от природы металла.

В первой фазе исходное сырье, содержащее металл в соединении с балластным веществом, взаимодействует с СО, образуя промежуточный продукт – карбонил металла, который отделяется от балластной примеси и собирается в чистом виде. Во второй фазе промежуточный продукт – карбонил Ме, претерпевает термическую диссоциация с выделением чистого металла и СО, который, как правило, возвращается для использования в первой стадии процесса.

4. Метод высокоскоростного затвердевания расплава (ВЗР).

Размер частиц можно регулировать в широких пределах: от десятков микрометров до нескольких миллиметров. Метод обладает высокой производительностью, экономичностью и экологической чистотой. Этим методом можно получить аморфные порошки.

Наряду с описанными выше существуют и другие методы распыления порошков -виброраспыление проволоки с помощью дугового расплавления, «взрыв» проволочки в инертной атмосфере, ультразвуковое распыление расплава, распыление расплава пропусканием тонкой струи между двумя вращающимися валками.

5. Получение порошков цементацией. Метод цементации основан на реакциях вытеснения из растворов более благородных металлов металлами менее благородными. Часто этот процесс называют контактным восстановлением металлов из растворов. Метод не нашел в настоящее время широкого распространения.

6. Метод межкристаллитной коррозии. основан на растворении межкристаллитных прослоек в сплавах специальными растворами. Его используют для получения сплавов, которые трудно или невозможно получить в виде порошка другими методами. В частности, метод межкристаллитной коррозии используют для получения порошков хромоникелевых и нержавеющих сталей. Метод не нашел промышленного применения.

7. Метод конденсации металлов. Порошки металлов, отличающихся большой упругостью паров (летучестью) при сравнительно низких температурах, можно получать испарением и последующей конденсацией. Способ конденсации позволяет получать порошки цинка, магния, кадмия.

8. Метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Этот процесс является разновидностью горения.