利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和系统的制作方法_3

文档序号:9314599阅读:来源:国知局
镍粉的合成原料,可以制备得到高纯度的羰基镍粉,从而在拓宽镍粉生产原料来源的同时显著降低原料成本。
[0058]根据本发明的再一个实施例,镍铁粉中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,镍铁粉中硫含量可以高于lwt%,优选为I?5wt%。发明人发现,在一定范围内,镍铁粉中硫含量越高,使得镍铁粉活性越高,从而越有利于羰基镍合成反应的快速进行,并且羰基镍合成率也较高,较现有技术在羰基镍合成步骤中加入含硫物作为催化剂相比,本发明并不需要额外加入催化剂,从而缩短了制备工艺流程,然而镍铁粉含硫量过高,一方面会导致镍铁粉中镍铁含量同时降低,另一方面会造成高硫煤资源的浪费。
[0059]根据本发明的又一个实施例,镍铁粉粒度并不受特别限制,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,镍铁粉粒度小于45微米的占镍铁粉总质量的90%以上。发明人发现,该粒径范围的镍铁粉活性较高,且在羰基镍合成过程中与一氧化碳接触面积较大,从而可以显著提高羰基镍的合成率。
[0060]S400:将镍铁粉与一氧化碳接触
[0061]根据本发明的实施例,将镍铁粉与一氧化碳逆流接触,从而可以得到含有羰基镍、羰基铁和一氧化碳的气态混合物以及铁粉。发明人发现,采用高活性的镍铁粉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。
[0062]根据本发明的一个实施例,镍铁粉与一氧化碳反应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,镍铁粉与一氧化碳接触可以在110?230摄氏度和2?1MPa的条件下进行30?42小时。由此,可以显著提高羰基化合物的合成率。
[0063]S500:将含有幾基银、幾基铁和一氧化碳的气态混合物进彳丁提纯处理
[0064]根据本发明的实施例,将含有羰基镍、羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行提纯处理,从而可以分别得到气态羰基镍和第一一氧化碳。由此,可以显著提高后续所得羰基镍粉的纯度。该步骤中,具体的,首先将羰基镍、羰基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理,气态混合物中的羰基镍和羰基铁冷凝变为液体,而其中的一氧化碳则以气体形式存在,然后对所得含有羰基镍和羰基铁的液态混合物进行精馏处理,从而可以分离得到高纯度的气态羰基镍。需要说明的是,本领域技术人员可以根据实际需要对所采用冷凝和精馏的具体操作条件进行选择。
[0065]S600:将气态羰基镍进行分解处理
[0066]根据本发明的实施例,将气态羰基镍进行分解处理,从而可以分别得到镍粉和第二一氧化碳。具体的,羰基镍不稳定,在加热时可以迅速分解为镍和一氧化碳,从而可以得到高纯度的羰基镍粉。需要说明的是,本领域技术人员可以根据实际需要对分解处理的条件进行选择。
[0067]根据本发明实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法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。
[0068]参考图2,根据本发明实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法进一步包括:
[0069]S700:将第一一氧化碳返回S400与镍铁粉接触
[0070]根据本发明的实施例,将S500提纯分离所得第一一氧化碳返回至S400与镍铁粉接触,从而可以显著提高一氧化碳循环利用率。
[0071]参考图3,根据本发明实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法进一步包括:
[0072]S800:将第二一氧化碳返回S400与镍铁粉接触
[0073]根据本发明的实施例,将S600分解所得第二一氧化碳返回至S400与镍铁粉接触,从而可以进一步提高一氧化碳循环利用率。
[0074]在本发明的另一个方面,本发明提出了一种利用红土镍矿制备羰基镍粉的系统。根据本发明的实施例,该系统包括:混合造球装置,所述混合造球装置具有红土镍矿入口、高硫煤入口、添加剂入口和混合球团出口,且适于将红土镍矿、高硫煤和添加剂进行混合造球,以便得到混合球团;还原冶炼装置,所述还原冶炼装置具有混合球团入口和金属化球团出口,所述混合球团入口和所述混合球团出口相连,且适于将所述混合球团进行还原冶炼处理,以便得到金属化球团;水淬-磨矿-磁选装置,所述水淬-磨矿-磁选装置具有金属化球团入口、镍铁粉出口和尾矿出口,所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连,且适于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;羰基合成装置,所述羰基合成装置具有一氧化碳入口、镍铁粉入口、气态混合物出口和铁粉出口,所述镍铁粉入口和所述镍铁粉出口相连,且适于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;提纯装置,所述提纯装置具有气态混合物入口、气态羰基镍出口和第——氧化碳出口,所述气态混合物入口与所述气态混合物出口相连,且适于将所述含有羰基镍、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;以及分解装置,所述分解装置具有气态羰基镍入口、羰基镍粉出口和第二一氧化碳出口,所述气态羰基镍入口和所述气态羰基镍出口相连,且适于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,但是采用本发明的系统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。
[0075]下面参考图4-6对本发明实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的系统进行详细描述。根据本发明的实施例,该系统包括:
[0076]混合造球装置100:根据本发明的实施例,混合造球装置100具有红土镍矿入口101、高硫煤入口 102、添加剂入口 103和混合球团出口 104,且适于将红土镍矿、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
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