[發明專利]還原鎳的方法

有效

• 申請號: 00815472.4
• 申請日: 2000-10-27
• 公開（公告）號: CN1387584A
• 公開（公告）日: 2002-12-25
• 發明（設計）人: S·弗吉爾伯格;M·哈馬萊恩;K·克努迪拉
• 申請（專利權）人: 奧托庫姆普聯合股份公司
• 主分類號: C22B23/00
• 分類號: C22B23/00;C22B3/44
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王杰

本發明涉及一種使用氫氣從其水溶液以金屬粉末的形式沉淀鎳的方法。含有鎳化合物的水溶液首先用堿土金屬或堿金屬化合物中和，從而使鎳以氫氧化鎳或堿鹽的形式沉淀，然后在離子形式的催化劑的存在下在大氣或接近大氣的條件下連續進行還原。

根據現有技術，濕法冶金生產鎳粉一般用氫氣進行。最常用的方法是從含氨的硫酸鹽溶液中還原，這種氨的硫酸鹽溶液中已經以氨配合物的形式溶解了鎳。這些類型的方法已經由Sherrit?Gordon?Mines和Amax描述。在這些方法中，向硫酸鎳溶液中加入中和劑氨水，然后向該溶液中通入氫氣并進行還原。這在下列反應方程式表示：

????(1)

中和????????????????????還原

上述還原是一種多相反應，它需要催化劑來開始。許多物質被用作催化劑，但是，廣泛使用硫酸鐵FeSO₄，當其加入到堿溶液中時，沉淀為氫氧化鐵Fe(OH)₂。假定氫氧化鐵形成活性中心，鎳在其上面開始還原。當還原進一步進行時，鎳粉本身開始作為促進還原的催化劑，并且該反應自催化地進行。

氨水是一種良好的中和劑，因為它和它產生的硫酸銨都是溶于水的。硫酸銨還可以通過蒸發和結晶回收，并用作肥料或類似的原料。但是這并不總是有益的。對于這些情況，已經尋求了其它比氨水便宜的中和劑，在文獻中可以發現這些的記載。一種特別有益的替代物當然是石灰，石灰是最便宜的中和劑之一，并提供了從溶液中以石膏形式回收硫酸鹽的可能性。氧化鎂也有其益處。

在英國專利1,231,572中描述了一種方法，其中使用除了氨水以外的中和劑。該方法從未用于工業生產，原因無疑是該方法的苛刻條件所要求的特定工藝。在所述方法中發生下列反應：????(2)

中和????????????????還原

在會議出版物中W.Kunda等人；Proceed.Int.Powder?Met.Conf.，New?York，1965，(ed.H.H.Hausner，Pergamon，1966)，在15-49頁提出，在175℃的溫度和350psi(≈25巴)的氫壓力下，不發生氫氧化鎳的還原，即使在催化劑存在下也不發生。論文集出版物R.Derry，R.G.Whittemore；Int.Symp.On?Hydrometallurgy(濕法冶金國際會議)，1973，Chicago，在第42頁提出，在這些系統中不需要籽晶，在第54頁提出，即使使用低于化學計量的石灰用量，在170℃僅發生漿料的輕微還原，但是在200℃，只要沒有過量的石灰，還原迅速進行。在這些試驗中，氫氣的分壓為15-40巴。

在現在開發的方法中，鎳的水溶液現用熟知的方法處理，以便用堿土金屬或堿金屬化合物中和鎳的化合物，例如在水溶液中的硫酸鎳，以便沉淀鎳。這樣，形成鎳沉淀物，鎳沉淀物是氫氧化鎳或者鎳的堿鹽，根據本發明，可以在遠比上面所述的更容易的條件下從所述沉淀物的漿料中還原鎳，甚至可以作為一種連續的方法。在上述出版物中提出，氫氧化物漿料是自催化的，即使它需要高壓和高溫。但是，我們現在發現，使用外部的催化劑能夠使還原在明顯比上述條件更容易的條件下進行，即在大氣或接近大氣的條件下。令人驚奇的是還已經發現，關鍵因素不僅在于催化劑本身，而且在于如何把催化劑加入該方法中。本發明的一個基本特征是，在鎳沉淀物漿料的還原階段中，催化劑至少部分是溶液中的離子形式的，并且優選的是至少在還原的早期階段所述催化劑與還原劑同時引入鎳沉淀物中。本發明的基本特征在所附權利要求中將會更清楚。

現在已經發現，例如溶液中的二價鐵是還原氫氧化鎳漿料的強催化劑，其程度使得還原即使在低于100℃和大氣壓下也能迅速進行。所進行的試驗已經證明，還原在低至60℃開始，并且在80℃、0.5巴的氫氣壓力時明顯進行。還原優選的是在80-130℃的溫度和0.5-6巴的氫氣分壓下進行。該方法自然也在更高的溫度和更高的氫氣分壓下進行，但是那樣就喪失了本發明的基本優點，即在大氣條件或略微過壓的條件下進行。

除了二價鐵，至少部分溶解的二價鉻Cr²⁺也可以用作催化劑。現在開發的方法還容易成為連續的方法，它可以明顯降低投資和運行成本。