利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和系统的制作方法_4

文档序号:9314599阅读:来源:国知局
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。
[0077]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。
[0078]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。
[0079]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。
[0080]还原冶炼装置200:根据本发明的实施例,还原冶炼装置200具有混合球团入口201和金属化球团出口 202,混合球团入口 201和混合球团出口 104相连,且适于将混合球团进行还原冶炼处理,从而可以得到金属化球团。
[0081]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。
[0082]根据本发明的再一个实施例,还原冶炼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。
[0083]水淬-磨矿-磁选装置300:根据本发明的实施例,水淬-磨矿-磁选装置300具有金属化球团入口 301、镍铁粉出口 302和尾矿出口 303,金属化球团入口 301与金属化球团出口 202相连,且适于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-磁选装置可以为水淬装置、磨矿装置和磁选装置的联用装置。
[0084]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,从而在拓宽羰基镍粉生产原料来源的同时显著降低原料成本。
[0085]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。
[0086]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。
[0087]羰基合成装置400:根据本发明的实施例,羰基合成装置400具有一氧化碳入口401、镍铁粉入口 402、气态混合物出口 403和铁粉出口 404,镍铁粉入口 402和镍铁粉出口302相连,且适于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。
[0088]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。
[0089]提纯装置500:根据本发明的实施例,提纯装置500具有气态混合物入口 501、气态羰基镍出口 502和第——氧化碳出口 503,气态混合物入口 501与气态混合物出口 403相连,且适于将含有羰基镍、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。
[0090]分解装置600:根据本发明的实施例,分解装置600具有气态羰基镍入口 601、羰基镍粉出口 602和第二一氧化碳出口 603,气态羰基镍入口 601和气态羰基镍出口 502相连,且适于将气态羰基镍进行分解处理,从而可以分别得到羰基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。
[0091]根据本发明实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的系统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
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1