[實用新型]利用鎳鐵粉制備羰基鎳粉的系統

有效

• 申請號: 201520607113.8
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN204892961U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 宋文臣;王靜靜;李紅科;曹志成;薛遜
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F9/30
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本實用新型屬于冶金技術領域，具體而言，本實用新型涉及一種利用鎳鐵粉制備羰基鎳粉的系統。

背景技術

近年來，隨著高品位硫化鎳礦的枯竭及國內不銹鋼產業的快速發展，低品位紅土鎳礦已經成為生產鎳鐵產品的主要原料。為了解決紅土鎳礦的合理利用問題，以紅土鎳礦為原料，煤粉為還原劑，采用直接還原法將礦石中的鐵和鎳還原成了金屬鐵和金屬鎳，再經磁選分離使鎳富集到鎳鐵粉中。目前對鎳鐵粉還沒有大規模的工業應用，對其研究也僅僅停留在將其壓塊作為轉爐煉鋼的原料或再經過熔分處理得到鎳鐵合金后作為冶煉不銹鋼的原料的層面上，產品的附加值不高。

羰基鎳是1889年由蒙德和蘭基發現的，他們發現四個分子的CO在常壓和40～100℃范圍內能與一個分子的活性鎳反應生成無色氣體即羰基鎳，并且進一步證明這個反應是可逆的，加熱羰基鎳到150～300℃便分解成鎳和CO。羰基法生產純金屬，不僅能選擇性地生成羰基產物，而且能在適當的條件下容易分離和分解成高純度的金屬。例如，鎳和鐵的羰基化合物由于它們的沸點相差很大，分別為43℃及103℃，可用簡單方法加以分離。

中國研究羰化冶金技術也有50多年的歷史，但都沒有形成系統化和產業化，且原料選自電解鎳，這都造成了生產羰基鎳鎳粉成本居高不下，利用其它含鎳物料生產羰基鎳仍是一個技術難題。

中國專利CN101509073A公開了一種鎳鐵粉的浸出及廢液的處理方法，在鎳鐵粉中加入鹽酸溶液并加熱、通入空氣或氧氣浸出，浸出液加入沉鎳劑將鎳離子沉淀為硫化鎳，并同時得到含氯化物的沉鎳廢液；沉鎳廢液部分返回鎳鐵粉的浸出，其余廢液霧化后與含氯化氫的熱氣體混合，干燥后得到氯化物固體和含氯化氫的氣體；氯化氫的氣體經吸收、洗滌產出鹽酸溶液返回鎳鐵粉的浸出，氯化物固體經焙燒分解為氧化物和所述氯化氫氣體。然而該方法對鎳鐵粉的處理最終產品為硫化鎳，經濟價值不高；并且濕法處理工藝流程長，操作繁瑣，鎳的回收率低。

中國專利CN103130284A公開了一種以氫氧化鎳為原料生產羰基鎳粉的方法，該方法將氫氧化鎳加入轉動焙燒爐內高溫脫掉水分后焙燒為鎳的氧化物；將該氧化物加入氫氣還原爐內進行還原，生成單質活性鎳；將單質活性鎳加入到羰基反應器內與CO反應得到羰基鎳氣體，再經過分解得到羰基鎳粉。該方法采用氫氧化鎳作為生產鎳粉的原料，成本較高；并且用氫氧化鎳作為生產鎳粉的原料，還需要經過兩次焙燒工序，需要付出大量能耗。

因此，現有的制備鎳的技術有待進一步改進。

實用新型內容

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種利用鎳鐵粉制備羰基鎳粉的系統，該系統可以有效利用鎳鐵粉制備高純度的羰基鎳粉，從而在提高鎳鐵粉利用價值的同時降低羰基鎳粉的生產成本。

在本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種利用鎳鐵粉制備羰基鎳粉的系統，根據本實用新型的實施例，該系統包括：

細磨裝置，所述細磨裝置具有鎳鐵粉入口和鎳鐵細粉出口，且適于將所述鎳鐵粉進行細磨處理，以便得到鎳鐵細粉；

羰基合成裝置，所述羰基合成裝置具有一氧化碳入口、鎳鐵細粉入口、含硫氣態化合物入口、第一氣態混合物出口和鐵粉出口，所述鎳鐵細粉入口和所述鎳鐵細粉出口相連，且適于將所述鎳鐵細粉與一氧化碳和含硫氣態化合物接觸，以便得到含有羰基鎳、羰基鐵、含硫氣態化合物和一氧化碳的第一氣態混合物以及鐵粉；

冷凝裝置，所述冷凝裝置具有第一氣態混合物入口、液態混合物出口和第二氣態混合物出口，所述第一氣態混合物入口與所述第一氣態混合物出口相連，且適于將所述含有羰基鎳、羰基鐵、含硫氣態化合物和一氧化碳的第一氣態混合物進行冷凝處理，以便得到含有羰基鎳和羰基鐵的液態混合物以及含有含硫氣態化合物和一氧化碳的第二氣態混合物；

精餾裝置，所述精餾裝置具有液態混合物入口和氣態羰基鎳出口，所述液態混合物入口與所述液態混合物出口相連，且適于將所述含有羰基鎳和羰基鐵的液態混合物進行精餾處理，以便得到氣態羰基鎳；以及

分解裝置，所述分解裝置具有氣態羰基鎳入口、羰基鎳粉出口和第一一氧化碳出口，所述氣態羰基鎳入口和所述氣態羰基鎳出口相連，且適于將所述氣態羰基鎳進行分解處理，以便分別得到羰基鎳粉和第一一氧化碳。

由此，根據本實用新型實施例的利用鎳鐵粉制備羰基鎳粉的系統可以有效利用鎳鐵粉制備高純度的羰基鎳粉，從而在提高鎳鐵粉利用價值的同時降低羰基鎳粉的生產成本。