[发明专利]制造高纯度镍的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产高纯度镍的方法，其通过杂质镍与一氧化碳的羰基化反 应继而分解得到所述的高纯度镍；涉及具体由包含混合金属氧化物的组合物 制备该不纯镍的方法；还涉及在所述方法中使用的装置。

背景技术

羰基镍Ni(CO)₄最先在19世纪早期由Mond通过金属镍与一氧化碳的反 应制备而成。如今，制造金属镍的主要工业方法之一是基于生产羰基镍 Ni(CO)₄继而将它热分解成Ni和CO。一个为人熟知的工业方法是在180℃和 CO压力约为70atm的条件下进行的。众所周知的是反应物镍在被催化活化时， 可以降低CO压力。

金属的活化在汞(1，2)、以H₂S(3，4)形式存在的硫、氢(5，6)或 者碳(7)存在的情况下都看到过。形成Ni(CO)₄的初始速率高，随后下降至 稳态值，这一现象经表明是经过热处理试样(6，8，9)产生的活性反应点数 量急速减少的结果。对羰基合成过程中的表面变化的研究表明最大速率是与 其缺陷结构的基本变化联系在一起的。上述所有的方法都在CO存在时使用了 镍的催化活性。

加拿大专利第822,016号，The international Nickel Company of Canada，于 1969年9月2日公开，其公布了一种具体用于富含铜和铁的熔炉镍中间体的 高压羰基化方法。

用氢还原包含镍、钴、铜和铁的氧化物的混合金属氧化物组合物以生成 各自金属，用于随后的H₂S存在下的镍羰基化和随后羰基镍分解为粉末状或 者底物状的金属镍，这种还原方法已为人所知。

然而，制造高纯度镍，具体来说制造含有可接受程度的硫和金属杂质例 如Co、Cu和Fe的镍粉末的方法还有待提高。

出版物

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发明内容

本发明的一个目的是提供一种制备改进品质的镍，具体是粉末状镍的方 法。

另外一个目的是提供由包含金属铁、Ni、Cu和Co的氧化物的起始组合 物中选择性降低自氧化物形式的所述金属铁相对金属Ni、Cu和Co的比例的 方法。

另外一个目的是提供一种由含有金属镍、钴、铜和铁的金属混合物制备 用于随后羰基化反应的活性镍。

另一个目的是提供通过所述方法制备的金属镍。

另一个目的是提供该金属镍与一氧化碳反应生成的羰基镍，该羰基镍继 而热分解为金属镍，具体来说为粉末状镍。

本发明的另一个目的是提供在上述过程中使用的装置。

因而，一方面，本发明提供了一种改进的方法用于在氢气气氛中还原包 含镍、钴、铜和铁的氧化物的混合金属氧化物组合物生成各自金属的混合物， 这个改进其中，所述气氛还包括一定浓度、温度和时间下的水蒸汽，以相对 于铁氧化物来选择性的还原镍、钴和铜的氧化物，从而生成金属铁相对金属 镍、铜和钴比例下降的金属混合物。