利用镍铁合金制备羰基镍粉的系统的制作方法_2

文档序号:9983587阅读:来源:国知局
合成装置,所述幾基合成装置具有一氧化碳 入口、儀铁合金颗粒入口、气态混合物出口和铁粉出口,所述儀铁合金颗粒入口和所述儀铁 合金颗粒出口相连,且适于将所述儀铁合金颗粒与一氧化碳接触,W便得到含有幾基儀、幾 基铁和一氧化碳的气态混合物W及铁粉;冷凝装置,所述冷凝装置具有气态混合物入口、液 态混合物出口和第一一氧化碳出口,所述气态混合物入口与所述气态混合物出口相连,且 适于将所述含有幾基儀、幾基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理,W便得到含有幾 基儀和幾基铁的液态混合物W及第一一氧化碳;精馈装置,所述精馈装置具有液态混合物 入口和气态幾基儀出口,所述液态混合物入口与所述液态混合物出口相连,且适于将所述 含有幾基儀和幾基铁的液态混合物进行精馈处理,W便得到气态幾基儀;W及分解装置,所 述分解装置具有气态幾基儀入口、幾基儀粉出口和第二一氧化碳出口,所述气态幾基儀入 口和所述气态幾基儀出口相连,且适于将所述气态幾基儀进行分解处理,W便分别得到幾 基儀粉和第二一氧化碳。发明人发现,通过将儀铁合金和含硫固态化合物混合后进行烙化 处理,可W使含硫固态化合物中的硫进入儀铁烙体中而活化儀,即得到高活性的儀铁烙体, 同时通过对所得儀铁烙体进行雾化制粒,可W显著提高其与一氧化碳的接触面积,从而使 其与一氧化碳直接接触即可反应生成幾基化合物,并且幾基化合物合成率较高,与现有技 术相比,本实用新型在幾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, 其次采用儀铁合金作为制备幾基儀粉的原料,较现有的制备幾基儀粉的原料铜儀合金相 比,儀铁合金具有较低的成本,从而在提高儀铁合金利用价值的同时降低幾基儀粉的生产 成本,并且相比于将儀铁合金直接应用于炼钢生产,本实用新型将儀铁合金用于制备幾基 儀粉具有更高的经济效益,另外该系统整体工艺简单,便于操作,可W实现大规模生产。
[0034] 下面参考图1-3对本实用新型实施例的利用儀铁合金制备幾基儀粉的系统进行 详细描述。根据本实用新型的实施例,该系统包括:
[0035] 烙化装置100 :根据本实用新型的实施例,烙化装置100具有儀铁合金入口 101、含 硫固态化合物入口 102和儀铁烙体出口 103,且适于将儀铁合金和含硫固态化合物混合后 进行烙化处理,从而可W得到儀铁烙体。发明人发现,通过烙化处理可W使得含硫固态化合 物中的硫进入儀铁烙体中而活化儀,即得到高活性的儀铁烙体,从而显著提高幾基化合物 反应速率,并且幾基化合物合成率较高,与现有技术相比,本实用新型在幾基化合物合成过 程中并不需要加入催化剂,从而缩短了工艺流程。
[0036] 根据本实用新型的一个实施例,儀铁合金中儀和铁的具体含量并不受特别限制, 本领域技术人员可W根据实际需要进行选择,根据本实用新型的具体实施例,儀铁合金儀 含量可W为10~45wt%,铁含量可W为60~80wt%。发明人发现,现有制备工艺中为了 得到高纯度的幾基儀粉,通常需要采用儀含量较高的铜儀矿,导致原料生产成本较高,不易 采购,而本实用新型对原料中儀品位要求口槛较低,虽然儀铁合金中儀的品位较低,但是采 用本实用新型的方法仍可W制备得到高纯度的幾基儀粉(儀含量高于99%W上),从而在 拓宽原料来源的同时降低幾基儀粉的生产成本。
[0037] 根据本实用新型的再一个实施例,儀铁烙体中硫含量并不受特别限制,本领域技 术人员可W根据实际需要进行选择,根据本实用新型的具体实施例,儀铁烙体中硫含量可 W占儀铁烙体总质量的0. 5~3%。发明人发现,儀铁烙体中硫含量越高,使得所得儀铁合 金颗粒活性越高,从而越有利于幾基儀合成反应的快速进行,并且幾基儀合成率也较高,较 现有技术在幾基儀合成步骤中加入气态含硫物作为催化剂相比,本实用新型并不需要额外 加入催化剂,从而缩短了制备工艺流程,然而儀铁烙体中硫含量过高,对儀铁合金颗粒活性 提高已经不明显,并且过量的含硫固态化合物的加入会稀释儀铁烙体中儀的浓度,同时也 会造成含硫原料浪费,提高生产成本。
[0038] 根据本实用新型的又一个实施例,烙化处理的条件并不受特别限制,本领域技术 人员可W根据实际需要进行选择,根据本实用新型的具体实施例,烙化处理可W在1400~ 1600°C下进行。由此,可W使得含硫固态化合物中的硫均匀分散至儀铁烙体中而活化儀,即 得到高活性的儀铁烙体,从而进一步提高后续幾基化合物合成率。
[0039] 根据本实用新型的又一个实施例,含硫固态化合物的具体种类并不受特别限制, 本领域技术人员可W根据实际需要进行选择,根据本实用新型的具体实施例,含硫固态化 合物可W为硫铁。由此,可W有效活化儀铁烙体,从而进一步提高后续幾基化合物合成率, 并且硫铁原料成本较低。
[0040] 根据本实用新型的又一个实施例,儀铁合金可W是通过对红上儀矿进行还原-烙 分处理得到的。具体的,首先将将红±儀矿、煤和添加剂进行混合造球,得到混合球团,然后 将该混合球团在回转害或转底炉内进行还原处理,得到金属化球团,接着将该金属化球团 在电弧炉、矿热炉或非电烙分炉进行烙分处理,得到儀铁合金和尾渣。发明人发现,采用红 ±儀矿作为制备儀铁合金的原料,虽然红±儀矿中儀的品位较低,但是采用本实用新型的 方法仍可W制备得到高纯度的幾基儀粉(儀含量高于99%W上),从而在拓宽原料来源的 同时降低幾基儀粉的生产成本。
[0041] 雾化制粒装置200:根据本实用新型的实施例,雾化制粒装置200具有儀铁烙体入 口 201和儀铁合金颗粒出口 202,儀铁烙体入口 201与儀铁烙体出口 103相连,且适于将儀 铁烙体进行雾化制粒处理,从而可W得到儀铁合金颗粒。发明人发现,通过对所得儀铁烙体 进行雾化制粒,可W显著提高其与一氧化碳的接触面积,并且所得儀铁合金颗粒活性较高, 从而使其与一氧化碳直接接触即可反应生成幾基化合物,并且幾基化合物合成率较高。该 步骤中,具体的,雾化制粒过程是利用高压水流或惰性气流在雾化器内将儀铁烙体击碎成 为微小液滴,再经冷却、烘干、筛分后得到符合尺寸要求的儀铁合金颗粒,雾化机理是当高 压水流或惰性气流冲击儀铁烙体时,将动能转化为儀铁烙体的表面能,形成无数个细小颗 粒。
[0042] 根据本实用新型的一个实施例,儀铁合金颗粒粒径并不受特别限制,本领域技术 人员可W根据实际需要进行选择,根据本实用新型的具体实施例,儀铁合金颗粒的粒径不 大于0. 5毫米。发明人发现,该粒径范围的儀铁合金颗粒活性较高,且在幾基儀合成过程中 与一氧化碳接触面积较大,从而可W显著提高幾基儀的合成率。
[0043] 幾基合成装置300 :根据本实用新型的实施例,幾基合成装置300具有一氧化碳 入口 301、儀铁合金颗粒入口 302、气态混合物出口 303和铁粉出口 304,儀铁合金颗粒入口 302和儀铁合金颗粒出口 202相连,且适于将上述所得儀铁合金颗粒与一氧化碳接触,从而 可w得到含有幾基儀、幾基铁和一氧化碳的气态混合物w及铁粉。发明人发现,采用高活性 的儀铁合金颗粒与一氧化碳直接接触即可反应生成幾基化合物,并且幾基化合物合成率较 高,与现有技术相比,本实用新型在幾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。
[0044] 根据本实用新型的一个实施例,儀铁合金颗粒与一氧化碳反应条件并不受特别限 审IJ,本领域技术人员可W根据实际需要进行选择,根据本实用新型的具体实施例,儀铁合金 颗粒与一氧化碳接触可W在100~200摄氏度和5~15MPa的条件下进行24~48小时。 由此,采用该条件可W显著提高幾基儀的合成率,并且所得幾基儀的合成率高达95%W上。
[0045] 根据本实用新型的再一个实施例,儀铁合金颗粒与一氧化碳物接触可W在幾基合 成装置中进行的,并且一氧化碳的体积含量不低于幾基合成装置总体积的90%。发明人发 现,生成幾基化合物的反应为可逆反应,而加入过量的一氧化碳使得反应的化学平衡向生 成幾基化合物的方向移动,从而进一步提高幾基化合物合成率。
[0046] 冷凝装置400 :根据本实用新型的实施例,冷凝装置400具有气态混合物入口 401、 液态混合物出口 402和第--氧化碳出口 403,气态混合物入口 401与气态混合物出口 303 相连,且适于将上述得到的含有幾基儀、幾基铁和一氧化碳的气态混合物进行冷凝处理,从 而可W得到含有幾基儀和幾基铁的液态混合物W及第一一氧化碳。由此,通过冷凝处理可 W使得含有幾基儀、幾基铁和一氧化碳的气态混合物中的幾基儀和幾基铁冷凝变为液体, 而其中的一氧化碳则W气体形式存在,从而实现一氧化碳的分离。需要说明的是,本领域技 术人员可W根据实际需要对冷凝处理的条件进行选择。
[0047] 精馈装置500 :根据本实用新型的实施例,精馈装置500具有液态混合物入口 501 和气态幾基儀出口 502,液态混合物入口 501与液态混合物出口 402相连,且适于将上述得 到的含有幾基儀和幾基铁的液态混合物进行精馈处理,从而可W得到气态幾基儀。由此, 根据幾基儀和幾基铁沸点差异实现二者的分离,并且分离所得的气态幾基儀具有较高的纯 度。需要说明的是,本领域技术人员可W根据实际需要对精馈的具体条件进行选择。
[0048] 分解装置600 :根据本实用新型的实施例,分解装置600具有气态幾基儀入口 601、 幾基儀粉出口 602和第二一氧化碳出口 603,气态幾基儀入口 601和气态幾基儀出口 502相 连,且适于将气态幾基儀进行分解处理,从而可W分别得到幾基儀粉和第二一氧化碳。具体 的,幾基儀不稳定,在加热时可W迅速分解为幾基儀粉
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