利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9314599阅读:来源:国知局
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0042]此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
[0043]在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0044]在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0045]在本发明的一个方面,本发明提出了一种利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:(1)将红土镍矿、高硫煤和添加剂进行混合造球,以便得到混合球团;(2)将所述混合球团进行还原冶炼处理,以便得到金属化球团;(3)将所述金属化球团进行水淬-磨矿-磁选处理,以便分别得到镍铁粉和尾矿;(4)将所述镍铁粉与一氧化碳接触,以便得到含有羰基镍、羰基铁和一氧化碳的气态混合物以及铁粉;(5)将所述含有羰基镍、羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行提纯处理,以便分别得到气态羰基镍和第一一氧化碳;以及(6)将所述气态羰基镍进行分解处理,以便分别得到羰基镍粉和第二一氧化碳。发明人发现,采用红土镍矿作为制备羰基镍粉的原料,虽然红土镍矿中镍的品位较低,但是采用本发明的方法仍可以制备得到高纯度的羰基镍粉,从而在拓宽原料来源的同时降低羰基镍粉的生产成本,同时通过采用高硫煤作为还原剂,不仅可以有效还原红土镍矿中的镍铁氧化物,而且可以得到高活性的高硫镍铁粉,由于镍铁粉中的硫在羰化合成反应过程中起催化活化作用,从而使其与一氧化碳直接接触即可反应生成羰基化合物,并且羰基化合物合成率较高,与现有技术相比,本发明在羰基化合物合成过程中并不需要加入催化剂,从而缩短了工艺流程,其次通过对冶炼过程所得金属化球团进行水淬处理,可以有助于含硫物均匀分散在金属化球团中,从而可以得到具有疏松结构的高活性镍铁粉,并且经过磨矿磁选处理所得镍铁粉具有较细的粒径,从而可以显著提高与一氧化碳的接触面积,进而进一步提高羰基化合物合成率,另外采用廉价的高硫煤作为还原剂,不仅可以有效降低生产成本,而且可以使得其中的硫作为有益成分被应用到羰基化合物合成过程中,且在羰基化合物合成过程中不产生气态含硫物,不会造成大气污染。
[0046]下面参考图1-3对本发明实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法进行详细描述。根据本发明的实施例,该方法包括:
[0047]SlOO:将红土镍矿、高硫煤和添加剂进行混合造球
[0048]根据本发明的实施例,将红土镍矿、高硫煤和添加剂进行混合造球,从而可以得到混合球团。发明人发现,采用红土镍矿作为制备羰基镍粉的原料,虽然红土镍矿中镍的品位较低,但是采用本发明的方法仍可以制备得到高纯度的羰基镍粉(镍含量高于99 %以上),从而在拓宽原料来源的同时降低羰基镍粉的生产成本,并且所得铁粉中铁含量高达60?85wt%,同时通过采用高硫煤作为还原剂,不仅可以有效还原红土镍矿中的镍铁氧化物,而且可以得到高活性的高硫镍铁粉,由于镍铁粉中的硫在羰化合成反应过程中起催化活化作用,从而使其与一氧化碳直接接触即可反应生成羰基化合物,并且羰基化合物合成率较高,与现有技术相比,本发明在羰基化合物合成过程中并不需要加入催化剂,从而缩短了工艺流程,另外高硫煤资源储量丰富,但由于其会引发严重的硫污染和酸雨等环境问题而难以得到有效的利用,而本发明采用高硫煤作为还原剂,不仅可以有效降低生产成本,而且高硫煤不需要经过脱硫技术处理,反而可以使得其中的硫作为有益成分被应用到羰基化合物合成过程中,且在羰基化合物合成过程中不产生气态含硫物,不会造成大气污染。
[0049]根据本发明的一个实施例,红土镍矿、高硫煤和添加剂的混合比例并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,红土镍矿、高硫煤和添加剂可以按照质量比为100:(5?25) (3?15)进行混合。发明人发现,若高硫煤的添加量过低,则一方面影响金属化球团的还原效果,另一方面,会导致镍铁粉的硫含量低而影响银铁粉的活性,不利于幾基合成反应进彳丁,而若尚硫煤的添加量过尚,并不能提尚银铁粉技术指标,且会造成尚硫煤资源浪费,提尚生广成本。该步骤中,具体的,在将红土银矿、高硫煤和添加剂混合之前,预先对红土镍矿、高硫煤和添加剂进行粉碎。
[0050]根据本发明的再一个实施例,高硫煤的中的硫含量并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,高硫煤中硫含量可以高于3wt%。发明人发现,采用该类型的高硫煤可以制备得到高活性的高硫镍铁粉,从而使其与一氧化碳直接接触即可反应生成羰基化合物,并且羰基化合物合成率较高,与现有技术相比,本发明在羰基化合物合成过程中并不需要加入催化剂,从而缩短了工艺流程。
[0051]根据本发明的又一个实施例,添加剂的具体类型并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,添加剂可以为选自钾盐、钠盐、钙盐、碱金属氧化物和碱土金属氧化物中的至少一种。发明人发现,在红土镍矿的还原过程中,该类添加剂能从镁橄榄石或铁橄榄石中置换出N1,以提高N1的活度,从而显著降低还原冶炼温度,使得红土镍矿的还原条件大为改善,促进还原反应进行。
[0052]S200:将混合球团进行还原冶炼处理
[0053]根据本发明的实施例,将混合球团进行还原冶炼处理,从而可以得到金属化球团。根据本发明的一个实施例,冶炼处理的条件并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,还原冶炼处理可以在1000?1400摄氏度下进行20分钟以上,优选在1200?1350摄氏度下进行30?60分钟。发明人发现,该冶炼条件下可以将部分铁氧化物还原成金属铁,同时,将氧化镍全部还原成金属镍,从而得到满足工艺要求的金属化球团,并且既不影响后续工艺中镍的高回收率,又不造成能源浪费。
[0054]根据本发明的再一个实施例,还原冶炼处理的装置并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,还原冶炼装置可以为选自转底炉、回转窑和隧道窑中的至少一种。
[0055]S300:将金属化球团进行水淬-磨矿-磁选处理
[0056]根据本发明的实施例,将上述所得金属化球团进行水淬-磨矿-磁选处理,从而可以得到镍铁粉和尾矿。发明人发现,通过对还原冶炼过程所得金属化球团进行水淬处理,可以有助于含硫物均匀分散在金属化球团中,从而可以得到具有疏松结构的高活性镍铁粉,使得在镍铁粉内部形成连通的网状结构,进而利于后续羰基化合物的合成,并且经过磨矿、磁选处理所得镍铁粉具有较细的粒径,从而可以显著提高与一氧化碳的接触面积,进而进一步提高羰基化合物合成率,较现有技术采用雾化制粒相比,本发明采用磨矿磁选后的镍铁粉不需要进行二次加工即可满足下一步羰基镍合成反应的粒度要求。具体的,水淬-磨矿-磁选处理可以是采用水淬装置、磨矿装置和磁选装置的联用装置进行的。
[0057]根据本发明的一个实施例,镍铁粉中镍含量并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,镍铁粉中镍含量可以为5?15wt%。发明人发现,现有羰基镍合成工艺中为了得到高纯度的羰基镍粉,通常需要采用含镍量超过50wt%的铜镍合金或高纯氧化镍,导致原料生产成本较高,不易采购,而本发明对镍铁粉中镍品位要求门槛较低,采用镍含量仅为5?15被%的镍铁粉作为羰基
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