[發(fā)明專利]一種含鎳煙道灰的常壓羰基化方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210563461.0
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103056390A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李一;孟慶偉;李楠;楊春芳;柳學全;劉金山;霍靜;鄭難忘;李金普
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鋼研科技集團有限公司;吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司
• 主分類號: B22F9/30
• 分類號: B22F9/30;C01G53/02
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種含鎳煙道灰的常壓羰基化方法，特別適用于含氧化鎳的粉末原料中金屬鎳的分離純化。

技術(shù)背景

1889年,Mond等通過金屬鎳與一氧化碳反應首先制備了Ni(CO)₄，從而開創(chuàng)了羰基法精煉鎳技術(shù)。目前，羰基法精煉鎳工藝已成為生產(chǎn)鎳粉末的重要工業(yè)方法之一。已有報道表明（滕榮厚,柳學全等，粉末冶金工業(yè)，Vol16，No.3,2006年），目前主要的羰基法精煉鎳工藝為以加拿大INCO公司Clydach?Nickel?Refinery工廠為代表的常壓法和中壓法，其中中壓法更具代表性，具體為：在120－180℃，6－10MPa壓力下采用氧化鎳、銅鎳合金、鎳的硫化物等經(jīng)活化處理的活性鎳與CO反應生成Ni(CO)₄，然后通過Ni(CO)₄的熱分解制備生產(chǎn)微米、亞微米或納米級鎳粉。專利ZL200410069685.1介紹了由一氧化碳和選自單質(zhì)鎳、鎳化合物或它們的混合物的鎳源常壓生產(chǎn)Ni(CO)₄的方法，其中的鎳化合物中包含氯化鎳，羰基化后的鎳收率可達90％以上。從生產(chǎn)成本和設(shè)備的復雜程度考慮，無疑鎳的常壓或低壓法羰基化工藝在金屬鎳粉的生產(chǎn)中將具有更加廣闊的應用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種含鎳煙道灰的常壓羰基化方法，實現(xiàn)了由含鎳的復雜原料中分離純化得到高純鎳，使常規(guī)鎳原料的附加值得到極大提高，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟效益。

含鎳煙道灰是在鎳由鎳精礦到鎳合金冶煉過程中由煙道系統(tǒng)產(chǎn)生的回收料，粒度細（微米級），鎳含量范圍寬（Ni的質(zhì)量百分比在20－60％），鎳的存在形式為氧化鎳、氧化亞鎳、金屬鎳或其合金，主要以氧化鎳形式為主，雜質(zhì)有Cu、Co、Fe、Ca、Mg、S、P、Si等。

為實現(xiàn)含鎳煙道灰中鎳的羰基化，通常需要進行活化處理。本發(fā)明為提高含鎳煙道灰中鎳的羰基化效率，采用了先焙燒氧化再還原活化，同時結(jié)合了羰基化過程中通入硫化氫的二次催化活化工藝，大大提高了鎳生成Ni(CO)₄的效果。

本發(fā)明的具體工藝步驟為：

（1）將含鎳煙道灰采用機械方式制成1-5mm的顆粒，然后在空氣氣氛下于400-500℃將其焙燒30-60分鐘；

（2），將步驟（1）制成的顆粒置于回轉(zhuǎn)密閉系統(tǒng)中，通入H₂于350-500℃溫度下還原1-4小時，H₂流量控制在100-300L/?h·Kg物料；

（3）將完成步驟（2）反應的回轉(zhuǎn)密封系統(tǒng)控溫在40-80℃，然后通入CO和H₂S氣體的混合氣，CO流量控制在100-400L/?h·Kg物料，H₂S流量控制在5-50L/?h·Kg物料，保持反應時間3-24h。

上述常壓羰基化方法中，含鎳煙道灰是氧化鎳與少量氧化亞鎳、金屬鎳及其它雜質(zhì)的超細粉體混合物，混合物中鎳含量不低于20%（質(zhì)量百分比）。

上述常壓羰基化方法的步驟（3）反應過程，也可以通過先通入H₂S氣體，再通入CO氣體的過程實現(xiàn)。其中H₂S流量控制在5-50L/?h·Kg物料，保持反應時間1-6h；CO流量控制在100-400L/?h·Kg物料，保持反應時間3-24h。

本發(fā)明的優(yōu)點主要體現(xiàn)在結(jié)合已有工藝裝備特點，通過常壓羰基化方法，很好實現(xiàn)了鎳的純化分離，不僅成本低、效率高，而且在此基礎(chǔ)上可生產(chǎn)一系列高附加值金屬鎳制品。

具體實施方式

實施例1

將含鎳26%（W/W）的煙道灰采用機械制粒機制成1-5mm的顆粒，取100g含鎳煙道灰顆粒在空氣氣氛下于400℃將其焙燒60分鐘，然后將該顆粒物料置于回轉(zhuǎn)密閉系統(tǒng)中，通入H₂于350℃溫度下還原4小時，H₂流量控制在10L/h；接下將完成第二步反應的回轉(zhuǎn)密封系統(tǒng)控溫在40℃，然后通入CO和H₂S氣體的混合氣，CO流量控制在10L/h，H₂S流量控制在0.5L/h，保持反應時間24h。最終得到鎳的羰基化率為58%。

實施例2