利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及一种利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和系统。
【背景技术】
[0002]随着硫化镍矿的枯竭，红土镍矿的开发日益受到重视。当前工业生产中，火法冶炼红土镍矿最常用的方法是RKEF法，得到的产品为镍铁合金，镍铁合金作为炼钢原料使用。该冶炼方法能耗大，在当前的市场镍价条件下，镍铁厂处于亏损停产状态。而湿法冶炼红土镍矿则涉及废液排放等环境污染问题。因此，有必要对红土镍矿处理工艺进行创新性研究，开发一种高效利用红土镍矿的新工艺。
[0003]羰基法精炼镍工艺是最先进的镍提纯工艺，是C.Langer和L.Mond于1889年发明的，原理是镍在一定的温度、压力条件下直接与CO在形成的配位化合物四羰基镍Ni (CO)4,该羰基金属化合物在常压下不稳定，加热时迅速分解成Ni和CO，并且它具有工艺简单、能耗低、镍提取率高等优点。然而目前，羰基镍合成的主要原料为含镍量超过50%的铜镍合金、高纯氧化镍，导致原料生产成本高，不易采购。
[0004]专利CN201310078977公开了一种生产羰基镍粉的方法，该方法以镍含量大于39%的氢氧化镍为原料，经焙烧后生产镍的氧化物，氧化物在氢气还原炉内还原成单质镍，单质镍与CO发生羰化合成反应，再输送至羰基分解器生成羰基镍产品。然而该方法使用的原料氢氧化镍是工业加工产品，并不直接赋存于自然界中并且工艺流程长，生产成本高，同时该方法对原料的铁含量有严格限制，铁含量必须小于0.3%，否则影响镍粉的纯度。
[0005]因此，现有的制备银的技术有待进一步改进。
【发明内容】
[0006]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法和系统，该方法可以有效利用价格低廉的红土镍矿制备得到高纯度的羰基镍粉，从而可以显著降低生产成本。
[0007]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，根据本发明实施例的，该方法包括:
[0008](I)将红土镍矿、煤、石灰石和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；
[0009](2)将所述混合球团进行还原处理，以便得到金属化球团；
[0010](3)将所述金属化球团进行分离处理，以便得到镍铁合金粒和尾渣；
[0011](4)将所述镍铁合金粒进行高温雾化处理，以便得到镍铁粉；
[0012](5)将所述镍铁粉与一氧化碳和含硫气态化合物接触，以便得到含有羰基镍、羰基铁、一氧化碳和含硫气态化合物的第一气态混合物以及铁粉；
[0013](6)将所述含有羰基镍、羰基铁、一氧化碳和含硫气态化合物的第一气态混合物进行提纯处理，以便得到气态羰基镍以及含有含硫气态化合物和一氧化碳的第二气态混合物；以及
[0014](7)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一氧化碳。
[0015]由此，根据本发明实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法可以有效利用价格低廉的红土镍矿制备得到高纯度的羰基镍粉，从而可以显著降低生产成本。
[0016]另外，根据本发明上述实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0017]在本发明的一些实施例中，所述利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法进一步包括:
(8)将所述一氧化碳返回步骤(5)与所述镍铁粉接触。由此，可以显著提高一氧化碳的循环利用率。
[0018]在本发明的一些实施例中，在步骤(I)中，将所述红土镍矿、所述煤、所述石灰石和所述添加剂按照质量比为100: (5?25): (10?25): (O?5)进行混合造球。由此，可以显著提高后续混合球团的还原效率。
[0019]在本发明的一些实施例中，在步骤(I)中，所述添加剂为选自碱金属氧化物、钾盐和钠盐中的至少一种。
[0020]在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述还原处理是在1250?1450摄氏度下进行的。由此，可以进一步提高混合球团的还原效率。
[0021]在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述镍铁粉中镍含量为7?20wt%。由此，可以进一步降低原料成本。
[0022]在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述镍铁粉与一氧化碳和硫化物接触是在110?230摄氏度和2?1MPa的条件下进行30?42小时。由此，可以显著提高羰基镍合成效率。
[0023]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:
[0024]混合造球装置，所述混合造球装置具有红土镍矿入口、煤入口、石灰石入口、添加剂入口和混合球团出口，且适于将红土镍矿、煤、石灰石和添加剂进行混合造球，以便得到混合球团；
[0025]还原装置，所述还原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处理，以便得到金属化球团；
[0026]分离装置，所述分离装置具有金属化球团入口、镍铁合金粒出口和尾渣出口，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分离处理，以便得到镍铁合金粒和尾渣；
[0027]雾化装置，所述雾化装置具有镍铁合金粒入口和镍铁粉出口，所述镍铁合金粒入口与所述镍铁合金粒出口相连，且适于将所述镍铁合金粒进行高温雾化处理，以便得到镍铁粉；
[0028]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、含硫气态化合物入口、第一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和含硫气态化合物接触，以便得到含有羰基镍、羰基铁、一氧化碳和含硫气态化合物的第一气态混合物以及铁粉；
[0029]提纯装置，所述提纯装置具有第一气态混合物入口、气态羰基镍出口和第二气态混合物出口，所述第一气态混合物入口与所述气第一态混合物出口相连，且将所述含有羰基镍、羰基铁、一氧化碳和含硫气态化合物的第一气态混合物进行提纯处理，以便得到气态羰基镍以及含有含硫气态化合物和一氧化碳的第二气态混合物；以及
[0030]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一氧化碳。
[0031]由此，根据本发明实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的系统可以有效利用价格低廉的红土镍矿制备得到高纯度的羰基镍粉，从而可以显著降低生产成本。
[0032]另外，根据本发明上述实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0033]在本发明的一些实施例中，所述一氧化碳出口与所述一氧化碳入口相连，且适于将所述一氧化碳返回羰基合成装置与所述镍铁粉接触。由此，可以显著提高一氧化碳的循环利用率。
[0034]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0035]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0036]图1是根据本发明一个实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法流程示意图；
[0037]图2是根据本发明再一个实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的方法流程示意图；
[0038]图3是根据本发明一个实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的系统结构示意图；
[0039]图4是根据本发明再一个实施例的利用红土镍矿制备羰基镍粉的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0041]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装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