АО «Кольская горно-металлургическая компания», Мончегорск, Россия

П. М. Анисимов, начальник отделения карбонильного никеля цеха электролиза никеля

ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия
Л. В. Бикетова, старший научный сотрудник лаборатории гидрометаллургии, канд. техн. наук
Ю. Н. Лисаков, старший научный сотрудник, канд. техн. наук
Н. П. Чупрынин, инженер 2-й категории лаборатории гидрометаллургии, эл. почта: chupryninNP@nornik.ru

В 2022 г. резко увеличилась потребность отечественных предприятий в крупнозернистых никелевых порошках марок ПНК-2К9 и ПНК-2К10. Повышение производительности в несколько раз потребовало изменить технологию их получения и используемое оборудование. Проведение опытно-промышленных испытаний в отделении карбонильного никеля цеха электролиза никеля АО «Кольская ГМК» позволило определить оптимальные параметры формирования крупнозернистых никелевых порошков. Основой «тонкого» процесса получения порошков заданной морфологии является четкое и точное соблюдение температурного интервала в верхней зоне разложителя и расхода паров тетракарбонила никеля, подаваемого на разложитель. С целью оптимизации рассева порошка, являющегося также важной стадией производства крупнозернистых порошков марок ПНК-2К9 и К10, проведены эксперименты по рассеву заготовки порошков на просеивающих машинах различных типов, которые показали превосходство виброгрохота ударного действия по сравнению с виброгрохотом безударного действия. Основной проблемой, требующей дополнительных исследований, является науглероживание никеля, которое приводит к нестабильности содержания углеродав готовой продукции. Морфология получаемых частиц показывает, что крупнозернистые порошки представляют конгломераты спекшихся частиц в условиях локального перегрева. Серия проведенных экспериментов подтвердила, что наиболее эффективным способом снижения содержания углерода в никелевых порошках является высокотемпературный отжиг в среде водорода. Учитывая степень снижения содержания углерода при отжиге (с 0,6 до 0,016 %), дальнейшие исследования можно провести в области уменьшения температуры облагораживания, поскольку целевой показатель (0,28 %) может быть достигнут при существенно более низкой температуре.

1. ГОСТ 9722–2023. Порошок никелевый. Технические условия. — Введ. 01.01.2023.
2. ГОСТ 18318–94. Порошки металлические. Определение размера частиц сухим просеиванием. — Введ. 01.01.1997.
3. Tereshchenko S. V., Shibaeva D. N., Shumilov P. A., Vlasov B. A. Effect of vibrating feeder pan geometry on radiometric separator performance // Eurasian Mining. 2020. No. 2. P. 39–42.
4. Романов А. И., Касаткин В. В. Влияние силы лобового сопротивления на движение мелкодисперсных гранул в газовой среде // Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике. — Королев : Машприбор, 2005. С. 21–25.
5. Романов А. И. Исследование закономерностей процесса классификации по крупности мелкодисперсных гранул жаропрочных никелевых сплавов : дис. … канд. техн. наук. — М. : МАТИ, 2009. — 141 с.
6. Кошелев В. Я., Голубева Е. А., Дурманова Г. Я. Рассев гранул жаропрочных никелевых сплавов на виброситах // Металлургия гранул. — М. : ВИЛС, 1993. Вып. 6. С. 239–246.
7. Назаров К. С., Фёт Ш. Анализ современных конструктивных решений, повышающих эффективность виброклассификации трудногрохотимых материалов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. Т. 16, № 12. С. 383–393.

8. Kadel R. Wirtschaftliche Klassierung von siebschwierigem Gut mit ClipClean // Aufbereitungstechnik. 2003. Nо. 7. S. 11–16.
9. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. — М. : Металлургия, 1975. — 368 с.
10. Sudha G.T., Stalin B., Ravichandran M., Balasubramanian M. Mechanical properties, characterization and wear behavior of powder metallurgy composites – a review // Materials Today: Proceedings. 2020. Vol. 22, Part 4. P. 2582–2596. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.03.389
11. Kasimtsev A. V., Levinsky Yu. V., Yudin S. N. Calciothermic powders of rare metals and intermetallic compounds // Non-ferrous Metals. 2020. No. 2. P. 31–50.
12. Hongyu Wu, Xiaoli Zhuang, Yan Nie, Yunping Li, Liang Jiang. Effect of heat treatment on mechanical property and microstructure of a powder metallurgy nickel-based superalloy // Materials Science and Engineering: A. 2019. Vol. 754. P. 29–37. DOI: 10.1016/j.msea.2019.03.064
13. Li Chen, Zhanjiang Li, Pinqiang Dai, Peixin Fu. et al. Effects of carbon addition on microstructure and mechanical properties of Fe50Mn30Co10Cr10 high-entropy alloy prepared by powder metallurgy // Journal of Materials Research and Technology. 2022. Vol. 20. P. 73–87. DOI: 10.1016/j.jmrt.2022.07.067